Alguna vegada us heu preguntat per què la tecnologia d'impressió 3D està guanyant força i substituint les tecnologies de fabricació tradicionals més antigues?
Si intenteu enumerar els motius pels quals s'està produint aquesta transformació, la llista segurament començarà amb la personalització. La gent busca personalització. Estan menys interessats en l'estandardització.
I és a causa d'aquest canvi en el comportament de les persones i la capacitat de la tecnologia d'impressió 3D per satisfer la necessitat de personalització de les persones, mitjançant la personalització, que és capaç de substituir les tecnologies de fabricació tradicionalment basades en l'estandardització.
La flexibilitat és un factor ocult darrere de la cerca de personalització de la gent. I el fet que hi hagi material d'impressió 3D flexible disponible al mercat que permeti als usuaris desenvolupar peces cada cop més flexibles i prototips funcionals és una font de pura felicitat per a alguns usuaris.
La moda impresa en 3D i els braços protèsics impresos en 3D són un exemple d'aplicacions en què s'hauria d'apreciar la flexibilitat de la impressió 3D.
La impressió 3D de cautxú és una àrea que encara està en investigació i per desenvolupar. Però, de moment, no tenim tecnologia d'impressió 3D de cautxú, fins que el cautxú no sigui completament imprimible, haurem de buscar alternatives.
I segons la investigació, les alternatives més properes al cautxú que s'inclouen s'anomenen elastòmers termoplàstics. Hi ha quatre tipus diferents de materials flexibles que analitzarem en profunditat en aquest article.
Aquests materials flexibles d'impressió 3D s'anomenen TPU, TPC, TPA i PLA suau. Començarem fent-vos una breu descripció dels materials flexibles d'impressió 3D en general.
Quin és el filament més flexible?
Triar filaments flexibles per al vostre proper projecte d'impressió 3D us obrirà un món de possibilitats diferents per a les vostres impressions.
No només podeu imprimir una gamma d'objectes diferents amb el vostre filament flexible, sinó que també, si teniu una impressora amb extrusora de doble o múltiples capçals, podeu imprimir coses força sorprenents amb aquest material.
Les peces i els prototips funcionals com ara xancletes fetes a mida, capçals de bola antiestrès o simplement amortidors de vibracions es poden imprimir amb la impressora.
Si esteu decidits a fer que el filament Flexi formi part de la impressió dels vostres objectes, segur que aconseguireu fer que la vostra imaginació s'acosti al més real possible.
Amb tantes opcions disponibles avui dia en aquest camp, seria difícil imaginar el temps que ja ha passat en el camp de la impressió 3D sense aquest material d'impressió.
Per als usuaris, imprimir amb filaments flexibles, en aquell moment, era un maldecap. El maldecap es devia a molts factors que s'articulaven al voltant d'un fet comú: aquests materials són molt tous.
La suavitat del material flexible d'impressió 3D feia que fos arriscat imprimir-los amb qualsevol impressora; en canvi, es necessitava alguna cosa realment fiable.
La majoria de les impressores d'aquella època s'enfrontaven al problema de l'efecte de corda d'empenta, de manera que sempre que empenyies alguna cosa sense cap rigidesa a través d'una boquilla, es doblegava, es retorçava i lluitava contra ella.
Tothom que estigui familiaritzat amb abocar fil d'una agulla per cosir qualsevol tipus de tela pot identificar-se amb aquest fenomen.
A banda del problema de l'efecte d'empenta, la fabricació de filaments més tous com el TPE era una tasca molt hercúlea, sobretot amb bones toleràncies.
Si considereu una mala tolerància i comenceu a fabricar, hi ha possibilitats que el filament que heu fabricat hagi de passar per un procés de detall, encallament i extrusió deficient.
Però les coses han canviat, actualment hi ha una gamma de filaments tous, alguns d'ells fins i tot amb propietats elàstiques i diferents nivells de suavitat. El PLA tou, el TPU i el TPE en són alguns exemples.
Duresa Shore
Aquest és un criteri comú que podeu veure amb els fabricants de filaments que esmenten juntament amb el nom del seu material d'impressió 3D.
La duresa Shore es defineix com la mesura de la resistència que té cada material a la indentació.
Aquesta escala es va inventar en el passat quan la gent no tenia cap referència quan parlava de la duresa de cap material.
Així doncs, abans que s'inventés la duresa Shore, la gent havia d'utilitzar les seves experiències per explicar la duresa de qualsevol material amb què haguessin experimentat, en lloc d'esmentar un número.
Aquesta escala esdevé un factor important a l'hora de considerar quin material de motlle escollir per a la fabricació d'una peça d'un prototip funcional.
Així, per exemple, quan vulgueu triar entre dos cautxús per fer un motlle de ballarina de guix de peu, la duresa Shore us indicarà que teniu un cautxú de duresa curta de 70 A és menys útil que un cautxú amb una duresa Shore de 30 A.
Normalment, quan es treballa amb filaments, se sap que la duresa Shore recomanada d'un material flexible oscil·la entre 100 A i 75 A.
On, òbviament, el material d'impressió 3D flexible que té una duresa Shore de 100A seria més dur que el que té 75A.
Què cal tenir en compte a l'hora de comprar un filament flexible?
Hi ha diversos factors a tenir en compte a l'hora de comprar qualsevol filament, no només els flexibles.
Hauries de començar des d'un punt central que sigui el més important per a tu, com ara la qualitat del material, que donarà lloc a una peça atractiva d'un prototip funcional.
Aleshores, hauríeu de pensar en la fiabilitat de la cadena de subministrament, és a dir, el material que feu servir una vegada per a la impressió 3D hauria d'estar disponible contínuament; en cas contrari, acabaríeu utilitzant qualsevol quantitat limitada de material d'impressió 3D.
Després d'haver pensat en aquests factors, hauríeu de pensar en una alta elasticitat i una àmplia varietat de colors. Ja que no tots els materials d'impressió 3D flexibles estarien disponibles en el color en què voleu comprar-los.
Després d'haver considerat tots aquests factors, podeu tenir en compte el servei al client i el preu de l'empresa en comparació amb altres empreses del mercat.
Ara enumerarem alguns dels materials que podeu triar per imprimir una peça flexible o un prototip funcional.
Llista de materials flexibles d'impressió 3D
Tots els materials esmentats a continuació tenen algunes característiques bàsiques, com ara que són flexibles i tous per naturalesa. Els materials tenen una excel·lent resistència a la fatiga i bones propietats elèctriques.
Tenen una extraordinària amortiment de vibracions i resistència a l'impacte. Aquests materials mostren resistència als productes químics i a la intempèrie, i tenen una bona resistència a l'esquinçament i a l'abrasió.
Tots ells són reciclables i tenen una bona capacitat d'absorció d'impactes.
Requisits previs de la impressora per imprimir amb materials d'impressió 3D flexibles
Hi ha algunes creences estàndard que cal tenir en compte abans d'imprimir amb aquests materials.
El rang de temperatura de l'extrusora de la impressora ha d'estar entre 210 i 260 graus Celsius, mentre que el rang de temperatura de la base ha d'estar des de la temperatura ambient fins als 110 graus Celsius, depenent de la temperatura de transició vítria del material que voleu imprimir.
La velocitat d'impressió recomanada en imprimir amb materials flexibles pot oscil·lar entre cinc mil·límetres per segon i trenta mil·límetres per segon.
El sistema d'extrusora de la impressora 3D ha de ser d'accionament directe i es recomana tenir un ventilador de refrigeració per a un postprocessament més ràpid de les peces i els prototips funcionals que fabriqueu.
Reptes a l'hora d'imprimir amb aquests materials
Per descomptat, hi ha alguns punts que cal tenir en compte abans d'imprimir amb aquests materials, a causa de les dificultats que han tingut els usuaris anteriorment.
-És conegut que els elastòmers termoplàstics són mal manejats per les extrusores de la impressora.
-Absorbeixen la humitat, així que espereu que la impressió augmenti de mida si el filament no s'emmagatzema correctament.
Els elastòmers termoplàstics són sensibles als moviments ràpids, de manera que es poden doblegar quan es passen per l'extrusora.
TPU
TPU significa poliuretà termoplàstic. És molt popular al mercat, per la qual cosa, a l'hora de comprar filaments flexibles, hi ha moltes possibilitats que aquest material sigui el que trobareu més sovint en comparació amb altres filaments.
És famós al mercat per exhibir una major rigidesa i una major facilitat d'extrusió que altres filaments.
Aquest material té una resistència decent i una alta durabilitat. Té un rang elàstic elevat de l'ordre del 600 al 700 per cent.
La duresa Shore d'aquest material oscil·la entre 60 A i 55 D. Té una excel·lent imprimibilitat i és semitransparent.
La seva resistència química als greixos naturals i als olis el fa més adequat per al seu ús amb impressores 3D. Aquest material té una alta resistència a l'abrasió.
Es recomana mantenir la temperatura de la impressora entre 210 i 230 graus Celsius i la base entre una temperatura sense calefacció i 60 graus Celsius mentre imprimiu amb TPU.
La velocitat d'impressió, com s'ha esmentat anteriorment, hauria d'estar entre cinc i trenta mil·límetres per segon, mentre que per a l'adhesió de la base es recomana utilitzar una cinta Kapton o de pintor.
L'extrusora hauria de ser d'accionament directe i no es recomana el ventilador de refrigeració, almenys per a les primeres capes d'aquesta impressora.
TPC
Són les sigles de copolièster termoplàstic. Químicament, són èsters de polieter que tenen una seqüència de longitud aleatòria alternada de glicols de cadena llarga o curta.
Els segments durs d'aquesta part són unitats èster de cadena curta, mentre que els segments tous solen ser polièsters alifàtics i polièsterglicols.
Com que aquest material flexible d'impressió 3D es considera un material de grau d'enginyeria, no és una cosa que es veuria tan sovint com el TPU.
El TPC té una baixa densitat amb un rang elàstic del 300 al 350 per cent. La seva duresa Shore oscil·la entre 40 i 72 D.
El TPC mostra una bona resistència als productes químics i una alta resistència amb bona estabilitat tèrmica i resistència a la temperatura.
Quan imprimiu amb TPC, es recomana mantenir la temperatura entre 220 i 260 graus Celsius, la temperatura de la base entre 90 i 110 graus Celsius i el rang de velocitat d'impressió igual que el de TPU.
TPA
El copolímer químic de TPE i niló anomenat poliamida termoplàstica és una combinació de textura suau i brillant que prové del niló i la flexibilitat que és un avantatge del TPE.
Té una alta flexibilitat i elasticitat en el rang del 370 i el 497 per cent, amb una duresa Shore en el rang de 75 i 63 A.
És excepcionalment durador i mostra una imprimibilitat al mateix nivell que el TPC. Té bona resistència a la calor, així com una bona adherència de capes.
La temperatura de l'extrusora de la impressora mentre imprimeix aquest material hauria d'estar entre 220 i 230 graus Celsius, mentre que la temperatura de la base hauria d'estar entre 30 i 60 graus Celsius.
La velocitat d'impressió de la impressora pot ser la mateixa que la recomanada per imprimir en TPU i TPC.
L'adhesió de la base de la impressora ha de ser a base de PVA i el sistema d'extrusora pot ser d'accionament directe, així com Bowden.
Data de publicació: 10 de juliol de 2023