Композиты в FDM‑ печати : виды , преимущества и топ российских материалов

Интенсивное развитие и внедрение процессов протезирования во многих отраслях промышленности возможно не только благодаря модернизации и совершенствованию технологий и машин, но и активному расширению предложения расходных материалов. материалов для 3D‑ печати . Термопласты, которые долгое время были основным сырьем и использовались в большинстве областей применения, уже не способны реагировать на многие параметры готовой продукции. Это является предпосылкой для внедрения в протезные конструкции новых, эффективных термопластов. материалов .

Одна из таких разновидностей – композитные пластмассы, состоящие из различных материалов и сочетающие в себе полезные свойства. Давайте посмотрим на процесс создания. композитов , разберем их преимущества И рассмотрим несколько наиболее популярных. материалов российских производителей.

3D‑ печать композитными материалами Вы можете получить прочные и одновременно легкие©Cikoni

Улучшенные расходные материалы материалов 3D-принтеры открывают большие возможности для интеграции различных идей, так как они наиболее распространены, просты и недороги по отношению к технологии FDM. Композит. материалы Композитный материал, используемый в данном производстве, состоит из термопластичного материала, называемого маточником, и армирующих элементов (например, волокон). Для каждого.

Поможет ли 3D‑ печать Как оптимизировать производство вашей организации Запросите консультацию и другие услуги от IQB Technologies — 3D обучение, тестирование печать / и сканирование, а также — посещение Spot-производства:

Как создаются композитные материалы

Базовые наполнители и матки очень просты и не являются секретом. Почти все популярные материалы для печати FDM, в зависимости от ваших требований, включая: a:

ABS (акрилонитрил бутадиен-стеллина),
PLA (Полилаптид),
PETG (полиэтиленфталат),
PA (полиамид),
ПК (Поликарбонат),
ПИК (полиэфиркетон), ПЭИ (полиэфиримид) и многие другие высокотемпературные пластики.

Слева — Короткие волокна, состоящие из отрезков длиной менее 1 мм. Справа — Резьба, армированная этими короткими волокнами©Markforged

Что касается армирующих элементов, то здесь вопрос гораздо интереснее и сложнее. Для этой цели в основном используются волокна — короткие или непрерывные. В первом случае волокна имеют длину до одного миллиметра и смешиваются с наполнителем в различных пропорциях, тогда как при использовании непрерывных волокон производственный процесс намного сложнее, поскольку волокна должны быть интегрированы непосредственно в процесс. печати . Такие проекты нелегко реализовать, но в этом случае напечатанные детали могут конкурировать с металлическими деталями по долговечности. К популярным армирующим веществам относятся.

Углеродное волокно,
стеклянные волокна,
кремниевые волокна,
Стекло и другие зерна,
кевлар, графен и т.д.

Существуют также полимерные композиты с металлическим наполнителем, с содержанием металла 80-90% и более, из которых можно производить металлические изделия.Процедурные этапы, разработанные BASF, включают 3D печать нити с металлическим наполнителем на специальных принтерах, каталитическое удаление полимерного связующего и пожаротушение.

Аксессуары, напечатанные на 3D-принтере с армированием углеродным волокном. Результат: повышенная специальная прочность и меньший расход. материала © 9TLabs

В чем преимущества применения композитов в 3D‑ печати

Главный плюс композитных материалов Результат: более высокая специальная прочность и меньший расход по сравнению с обычными полимерами — более широкий спектр термических, механических и бахромчатых свойств. Изменяя соотношение объема матки и усиливающих элементов, можно значительно повысить прочность, термостойкость и стойкость к истиранию, устойчивость к воздействию реагентов и электричества.

Сегодняшние материалы. композиты — Современные расходные материалы могут быть разработаны в соответствии с индивидуальными и специальными требованиями отдельных клиентов. материалы Характеристики подходят практически для всех областей применения.

PC-CF YARN от IEMAI 3D — это высококачественный поликарбонатный материал, армированный углеродными волокнами. Отличается высокой специальной прочностью ©iemai 3d

Да, такое сырье и сам процесс изготовления 3d печать — сложные процедуры, и их цена, не говоря уже о повышении квалификации. видов ©iemai 3d. Однако по итогу каждый пользователь доволен результатом, в этом сложно усомниться. Уже сейчас печатаются аксессуары из композитов Места, напечатанные с помощью технологий FDM и SLS, уже активно применяются в аэрокосмической, автомобилестроительной и медицинской промышленности, конкурируя с металлами.

«3D‑ печать с использованием композитных материалов -Федор Антонов, управляющий директор Start-Up Anisoprint, сказал. но преимущества Комплектующие, которые вы можете получить, впечатляют. Эти компоненты в два-три раза легче металлических и стоят дешевле, но для их изготовления требуются определенные знания и опыт. Легкие конструкции способствуют экономии ресурсов на всех этапах жизненного цикла. Легкие конструкции означают меньше ресурсов для строительства, меньше энергии для транспортировки, конечного использования и переработки.

3D‑ печать Sparkle. композитом Создание крупных объектов (технология FGF) © rec3d. ru

7 популярных композитов российского производства

Поскольку композиты В области протезирования эта тема невероятно обширна, а о количестве изменений можно говорить часами, которые тянутся до бесконечности. Давайте остановимся на конкретных успешных разработках отечественных производителей.

1. серия X-line (REC, PICASO 3D)

Серия X-line является композитной серией материалов Выпускается производителем пластиков для 3D печати REC сотрудничает с PICASO 3D и включает в себя несколько успешных модификаций таких любимых в отрасли продуктов, как FormaX, UltraX и GF Max.

FormaX © rec3d. com.

FormaX — инженерный пластик на основе ABS с добавлением углеродных волокон (около 15%). для печати Высоконагруженная, термостойкая модель. Его особенности включают простоту и стабильность. печати , очень низкая усадка, высокая прочность и жесткость, а также эффектный внешний вид. вид . Идеально подходит для нагружения компонентов и функциональных прототипов всех размеров.

UltraX — инженерный термопластик, изготовленный из ПА-6 (полиамид-6) с короткими углеродными волокнами. Он характеризуется высокой прочностью, термостойкостью, химической стойкостью, устойчивостью к УФ-излучению и истиранию. Применение — 3D-. печать Функциональный прототип без дальнейшей обработки.

GF Max — инженерный пластик на основе PETG с добавлением коротких стекловолокон (около 10%). Простой. в печати Очень подходит для последующей обработки. Повышает прочность и жесткость и придает готовому изделию привлекательный внешний вид. вид . Подходит для широкого спектра применений, включая функциональное и нагруженное прототипирование.

2. тканевые фибриллы (REC и Imprinta)

Тканевые фибриллы представляют собой ряд композитных материалов. материалов Филаменты Clotho — это ряд композитных материалов, предназначенных для высоких температур, простоты использования и долговечности Разработаны компаниями REC и Imprinta.

Clotho ABS GF13 – композит Основанный на АБС с добавлением коротких стеклянных волокон (около 13%), этот материал выдерживает высокие температуры до 100°C, обладает высокой прочностью и жесткостью, минимальной усадкой и отличной межламинарной адгезией. Подходит для для печати Для прототипов с отличной термостойкостью и долговечностью. Выпускается в различных цветах.

Ткань PA12 GF40 представляет собой композит материал на основе полиамида-12 (PA-12) со стеклянными волокнами (около 40%), с высокой термостойкостью до 168°C и очень высокой ударопрочностью до 20,5 КДж/м2. Он обладает низкой усадкой, отличной адгезией и химической стойкостью к большинству химических веществ. Подходит для для печати Общего назначения и термостойкие, для механизмов с высокой нагрузкой и фрикционного контакта.

3. Серия композитов Основа TPU (Filamentarno).

Total CF-5 — ударопрочный композитный материал. материал На основе ТПУ (полиуретанового термопласта) с добавлением углеродных волокон (ок. 5%) для изготовления механически нагруженных аксессуаров. Устойчивость к высоким температурам до 130°C, устойчивость к химическим веществам, низкая усадка. Применяется для в печати Широкий спектр моделей.

Mainstar из транспортных ремней. 3D сканирование, обратное проектирование, репликация в трех измерениях. печати из материала filamentarno total gf-30©3dtoday. ru / asteri-3d

Total GF-30 — это пластичный прочный пластик на основе ТПУ с добавлением стекловидного вещества (около 30%). Устойчивость к высоким температурам (до 130°C), химическая стойкость и прочность. композит Функциональные прототипы.

Только несколько очень сложных материалов. материалов Уже определены. на российском рынке. Тема композитов Мы активно разрабатываем и применяем все более сложные изменения и технологии. Следите за нашими новостями в нашем блоге и на нашем Telegram-канале!

Эта статья была опубликована 27/04/2023 и обновлена 28/04/2023

О писателе.

Александр Озеров — технический эксперт компании IQB Technologies. Он учится в Московском государственном техническом университете на факультете прикладной инженерии. Его основные области специализации — динамика и вычисление выносливости, а также топологическая оптимизация. Компания занимается моделированием, обратным проектированием и трехмерным печатью 3D-сканированием. Среди его увлечений — робототехника, активный отдых и четыре полета.