3D-utskrift är en fantastisk teknik som har stor betydelse för många branscher, främst på grund av dess förmåga att skriva ut starka material i oortodoxa former. Vissa tekniker kan fortfarande inte ens producera vissa former som 3D-utskrift kan göra utan problem.

Det väcker frågan om vilka material som inte kan 3D-printas?

Material som trä, tyg, papper och stenar kan inte 3D-printas eftersom de skulle brinna innan de kan smältas och extruderas genom ett munstycke.

I den här artikeln besvarar vi några vanliga frågor om 3D-utskriftens möjligheter och begränsningar när det gäller material som du kan skriva ut och material som du inte kan skriva ut, samt former.

Vilka material kan inte 3D-skrivas?

Det viktigaste svaret är att du inte kan skriva ut material som inte kan smältas till ett halvflytande tillstånd som kan extruderas. Om du tittar på hur FDM 3D-skrivare fungerar, smälter de termoplastiska material från en spole med snäva toleranser på ±0,05 och lägre.

Material som brinner snarare än smälter vid höga temperaturer har svårt att extruderas genom ett munstycke.

Så länge du kan uppfylla det halvflytande tillståndet och toleranserna bör du kunna 3D-skriva det materialet. Många material uppfyller inte dessa egenskaper.

Å andra sidan kan vi också använda pulver för metaller i en process som kallas Selective Laser Sintering (SLS), som använder en laser för att sintra pulvermaterial och binda ihop det till en solid modell.

Material som inte kan 3D-printas är:

• Äkta trä, även om vi kan skapa en hybrid av PLA och träkorn.
• Tyg/tyger
• Papper
• Sten - även om du kan smälta vulkaniskt material som absalt eller rhyolit.

Jag kunde faktiskt inte komma på många material som inte kan 3D-printas, det går verkligen att få de flesta material att fungera på ett eller annat sätt!

Det kan vara lite enklare att titta på andra sidan av denna fråga för att få mer kunskap om material inom 3D-utskriftsområdet.

Vilka material kan 3D-skrivas?

Okej, du vet vilka material som inte kan 3D-printas, men hur är det med material som kan 3D-printas?

• PLA
• ABS
• Metaller (titan, rostfritt stål, koboltkrom, nickellegering etc.)
• Polykarbonat (mycket stark tråd)
• Livsmedel
• Betong (3D-utskrivna hus)
• TPU (flexibelt material)
• Grafit
• Biologiska material (levande celler)
• Akryl
• Elektronik (kretskort)
• PETG
• Keramik
• Guld (möjligt, men denna metod skulle vara ganska ineffektiv).
• Silver
• Nylon
• Glas
• PEEK
• Kolfiber
• PLA med träfyllning (kan ha cirka 30 % träpartiklar och 70 % PLA).
• Kopparfylld PLA ("80 % kopparhalt")
• HIPS och många fler

Du skulle bli förvånad över hur långt 3D-utskrift har utvecklats under de senaste åren, med alla typer av universitet och ingenjörer som skapar nya metoder för att 3D-skriva olika typer av föremål.

Till och med elektronik kan 3D-printas, vilket är något som de flesta människor aldrig skulle ha trott var möjligt.

Ja, det finns också verkliga bio-3D-skrivare som människor använder för att skriva ut levande celler. De kan kosta mellan 10 000 och 200 000 dollar och använder i princip additiv tillverkning av celler och biokompatibla material för att skapa en levande struktur som kan efterlikna naturliga levande system.

Saker som guld och silver kan göras till 3D-föremål med hjälp av 3D-utskrift, men inte genom 3D-utskrift, utan genom en process där man skriver ut vaxmodeller, gjutning, smälter guldet eller silvret och sedan häller det smälta guldet eller silvret i gjutningen.

Nedan finns en cool video som visar hur en silvertigraring kan skapas, från design till färdig ring.

Processen är verkligen specialiserad och kräver lämpliga verktyg och utrustning för att fungera, men det bästa med den är hur detaljerad modellen blir och hur den skapas med hjälp av 3D-utskrift.

Anpassningen med 3D-utskrift är det bästa med tekniken, att enkelt kunna anpassa sina egna föremål.

Vilka former kan inte 3D-printas?

I praktiken kommer du att ha svårt att hitta former som inte kan 3D-utskrivas eftersom det finns många 3D-utskriftstekniker som kan överbrygga begränsningarna.

Jag tror att du kommer att hitta flera otroligt komplexa former och modeller genom att titta på Mathematical Tag på Thingiverse.

Vad sägs om Puzzle Knots, skapad av SteedMaker på Thingiverse.

Eller Trefoil Knot, skapad av shockwave3d på Thingiverse.

Former som FDM har svårt att skriva ut kan vanligtvis göras med SLA-utskrift (härdning av harts med laserstrålar) och vice versa.

Normala 3D-skrivare kan ha problem med att skriva ut:

• Former som har liten kontakt med sängen, t.ex. sfärer.
• Modeller som har mycket fina, fjäderliknande kanter.
• 3D-utskrifter med stora överhäng eller utskrifter i luften
• Mycket stora föremål
• Former med tunna väggar

Många av dessa problem kan lösas med hjälp av olika metoder för utskriftsassistans, t.ex. genom att använda stödstrukturer för överhäng, ändra orienteringen så att tunna delar inte utgör grunden för utskriften, använda flottar och brädor som en solid grund och till och med dela upp modellerna i delar.

Former med liten kontakt med sängen

De former som har en liten bas och liten kontakt med sängen kan inte 3D-printas direkt som andra former. Anledningen är att föremålet kommer att hoppa av sängen redan innan utskriften är klar.

Det är därför det inte är lätt att skapa ett sfäriskt objekt, eftersom kontakten med ytan är för liten och kroppen är för stor för att den ska kunna ta bort sig själv under processen.

Du kan dock göra sådana utskrifter med hjälp av en flotta. Flotten är ett nät av filament som placeras på byggplattformen, på vilken modellens första lager skrivs ut.

Fina, fjäderliknande kanter

3D-utskrift av mycket tunna detaljer som en fjäder eller en knivkant är nästan omöjlig med 3D-utskrift på grund av orienteringen, XYZ-precisionen och den allmänna extruderingsmetoden.

Detta kan endast göras på extremt exakta maskiner på några mikrometer, och även då kan man inte riktigt få fram så tunna kanter som man vill ha. Tekniken måste först öka sin upplösning för att nå den önskade tunnheten som man vill skriva ut.

Tryck med stora överhäng eller tryckning i luften

Objekt med stora överhängande delar är svåra att skriva ut, och ibland är det omöjligt.

Problemet är enkelt: om de former som ska skrivas ut hänger för långt från det föregående lagret och är stora kommer de att brytas av innan lagret kan formas ordentligt på plats.

De flesta skulle tro att det inte går att skriva ut ovanpå ingenting, eftersom det måste finnas någon form av grund, men när du verkligen använder din 3D-skrivare och inställningarna kan ett fenomen som kallas överbryggning verkligen komma till nytta här.

Cura har hjälp att förbättra våra överhäng med alternativet "Enable Bridge Settings" (aktivera broinställningar).

Bridging kan förbättras avsevärt med rätt inställningar tillsammans med en Petsfang Duct, vilket du kan se i videon nedan.

Han lyckades relativt framgångsrikt 3D-skriva ut ett överhäng som var 300 mm långt, vilket är mycket imponerande! Han ändrade utskriftshastigheten till 100 mm/s och 70 mm/s för utfyllnad, men bara för att utskriften skulle ta lång tid, så ännu bättre resultat är mycket möjligt.

Lyckligtvis kan vi också tillverka stödtorn under dessa stora överhäng för att hålla dem uppe och låta dem behålla sin form.

Mycket stora 3D-utskrifter

De flesta FDM 3D-skrivare har ett format på mellan 100 x 100 x 100 x 100 mm och 400 x 400 x 400 mm, så det är svårt att hitta en 3D-skrivare som kan skriva ut stora objekt i ett svep.

Den största FDM 3D-skrivaren jag kunde hitta är Modix Big-180X som har en enorm byggvolym på 1800 x 600 x 600 mm och väger 160 kg!

Detta är inte en maskin som du kan förvänta dig att få tillgång till, så under tiden måste vi hålla oss till våra mindre maskiner.

Allt är inte dåligt eftersom vi har möjlighet att dela upp modellerna i mindre delar, skriva ut dem separat och sedan sammanfoga dem efteråt med ett klister som superlim eller epoxi.