Сравнение свойств FDM, SLS и смоляных пластиков для 3D-печати

Сравнение свойств FDM, SLS и смоляных пластиков для 3D-печати 3d печать
пластики для 3d печати сравнительная таблица

Сравнение свойств FDM, SLS и смоляных пластиков для 3D-печати

Существует три основных метода 3D-печати пластиковых материалов. Это FDM, SLS и 3D-печать смолой. Более подробную информацию о различиях между этими методами можно найти по ссылкам выше. У всех методов есть свои преимущества, совместимые материалы и недостатки. В этой статье рассматриваются различия в выборе материалов для каждого метода 3D-печати. Более подробную информацию о 3D-печати смолами и нитями см. по ссылке.

 сравнение фотополимерной смолы FDM SLS и SLA

Изображение с сайта Formlabs. : сравнение 3D-печать FDM, SLS и SLA

Разница между FDM (FFF), SLS и смоляным пластиком для 3D-печати

Три основных метода 3D-печати — FDM, SLS и смоляная 3D-печать — используют различные полимеры; FDM широко применяется и совместим с широким спектром термопластичных нитей; PLA и ABS используются преимущественно и являются самыми простыми для печати; а SLS используется для печати на различных материалах. Для продвинутых пользователей доступен ряд материалов.

  • — Народно-освободительная армия
  • — ПЭТГ
  • — ТПУ
  • — ABS
  • — Каку
  • — PA — нейлон
  • — ПК
  • — ПВА
  • — Бедро
  • — ПЭК
  • — ПП — полипропилен
  • — ПЭИ
  • — ПВХ
  • — ПВДФ

Для большинства термопластов инженерного класса требуется более специализированное оборудование, например, камеры с подогревом. Свойства этих материалов хорошо известны и используются в индустрии литья под давлением. Однако, благодаря 3D-печати и многослойной конструкции, свойства Они сильно зависят от ориентации.

механические свойства термопластичных материалов в сравнении fdm fff

Изображение Simplify3D:. сравнение свойств Различные термопластичные материалы для 3D-печати.

В области SLS 3D-печати доступен широкий спектр материалов. Причина этого заключается в том, что материалы должны обладать очень специфическим поведением при плавлении, чтобы лазер мог сплавить частицы. Наиболее популярными являются полиамиды: PA11 и PA12. После стеклонаполненных полиамидов в последнее время для SLS стали доступны полимерные порошки PBT, PP и TPE.

Полимеры для 3D-печати FDM и SLS уже используются и известны в индустрии литья под давлением. Со смолами дело обстоит несколько иначе. Смолы — это термореактивные материалы, и каждый производитель смол разрабатывает свои собственные рецептуры. Во многих случаях эти материалы по некоторым свойствам не уступают термопластичным материалам, таким как ABS.

Механические свойства нитей FDM для 3D-печати

Как уже говорилось выше, материалы, используемые для 3D-печати FDM, уже широко известны и применяются во многих отраслях. Однако следует отметить, что в 3D-печати часто отсутствует же свойств Например, литье под давлением. Литье под давлением обеспечивает очень изотропные свойства свойства (одинаковые свойства (во всех направлениях), хотя адгезия является основным фактором для слоев FDM, и свойства Направления z и ch могут отличаться на следующем рисунке статьи, опубликованной Политехническим университетом Каталонии, где различия очевидны при печати на нитях PLA.

Сравнение свойств FDM в разных ориентациях ABS FFF FDM 3D-печать в разных ориентациях

Изображение UniversitatPolitécnicade Catalunya: основные эффекты молодых мер взаимодействия сред (a) и (b).

Исследователь утверждает, что «модуль Юнга» можно определить как наиболее влиятельный параметр, поскольку, как и ожидалось, образцы, ориентированные в направлении оси Z, имеют самую низкую жесткость из-за описанного хрупкого поведения (рис. 10a). Наибольшие измерения деформации в упругой области определяются ориентацией волокон в направлении оси Y, так как конфигурация этого адреса отличается от направления оси X.

В другом исследовании ученые из Института метрологии и биомедицинской инженерии Варшавского технологического университета получили аналогичные результаты. При сравнении 3D FDM-печать из ABS-пластика с тремя различными направлениями инжекционной печати. Свойства формы ABS, полученной в результате инжекции, оказались лучше и более изотропными.

Сравнение свойств FDM, SLS и смоляных пластиков для 3D-печати

Изображение Метрология и биомедицинская инженерия Варшавского технологического университета.

Следует отметить, что результаты могут быть улучшены при использовании более профессиональных 3D-принтеров и более контролируемых условий на поверхности, таких как камеры с подогревом. В последнем исследовании использовалось двойное сопло 2D принтера CTC Electronic серии CTC Bizer 3X Pro.

Какая смола сравнима с нитью PLA, напечатанной на 3D-принтере?

Смолы для 3D-печати используют различные строительные блоки и химические составы. по сравнению В случае с PLA или другими термопластичными материалами трудно найти материал, который можно было бы имитировать один в один. свойства Смола может имитировать их. См. сравнение Ниже приведены данные Ultimaker Materials от Farnell; в качестве материала для литья под давлением PLA был выбран Natureworks Ingeo Biopolymer 3052d (PLA).

Таблица: Сравнение свойств PLA напечатан на 3D-принтере с помощью смолы-фотополимера.

Объект.PLA (3D-печать)PLA (литье под давлением)Индиго синийСильный X
Измерение на растяжение2. 35 GPA2. 6 GPA3. 1-3. 4 GPA
Сопротивление растяжению49. 5 МПа62 МПа73 МПА60-84 МПа
Относительное удлинение при разрыве5. 2 %3. 5% — 3-6%5%3-6% (%)
ИЗОД Сопротивление сопротивлению (с надрезом)16 дж/м22 дж/м17 дж/м
ИЗОД Сопротивление сопротивлению (с надрезом)5. 1 кдж/м 2
Сопротивление изгибу103 МПа108 МПа82 МПа134-140 МПа
Модуль упругости при изгибе3. 15 GPA3. 6 GPA1. 9 GPA3. 3-3. 5 GPA

Приведенная выше таблица показывает, что многие свойства Чтобы напечатать на пластиковом 3D-принтере, его можно воспроизвести в смоле.

Какая смола сравнима с нитью ABS, напечатанной на 3D-принтере?

В таблице выше показано больше, свойства С соответствующей смолой, по сравнению Используйте соответствующую смолу из нити BASF Forward AM Ultrafuse ABS для 3D-печати по сравнению с ABS (литьевой) и смолой Liqcreate. Трудно дать хороший результат сравнение Существуют сотни марок ABS для литья под давлением, а ударная прочность термопластов часто измеряется в кДж/м.2 Смолы же используются в Дж/м. сравнение Несколько различных источников приводят следующие значения сравнение .

Таблица: Сравнение свойств 3D-печатный ABS-пластик с фотополимерной смолой.

Объект.ABS (3D-печать в направлении XY)ABS (литье под давлением)Rikcreate Clear ImpactRikcreate Premium Tough
Измерение на растяжение2. 0 ГПа1. 4 ГПа1. 0 ГПа
Сопротивление растяжению36. 3МПа36. 3МПа47МПа28МПа
Относительное удлинение при разрыве7.4%35%15-25% 15-2515-25% 15-25
ИЗОД Сопротивление сопротивлению (с надрезом)н /~200 Дж/м (другие источники)31 Дж/м43 Дж/м
ИЗОД Сопротивление сопротивлению (с надрезом)40. 0 кДж/кв.м34 кДж/кв. м
Сопротивление изгибу56,6 МПа58 МПа58 МПа38 МПа
Модуль упругости при изгибе1,8 ГПа1,8 ГПа1,7 ГПа1. 0 ГПа

Приведенная выше таблица показывает, что многие свойства 3D-печатные детали из смолы ABS могут быть воспроизведены в смоле; обратите внимание, что ударопрочность ABS все же намного выше. по сравнению со смолой.

Механические свойства термопластичных порошков SLS для 3D-печати

Основные термопластичные порошки, используемые в 3D-печатных деталях SLS, — это нейлон 11 (PA11) и нейлон 12 (PA12). Сравнение. свойств Сравнение 3D-печати Formlabs PA 12 с помощью SLS с литьевым PA12 (GRILAMID L 25 NATURAL 6112) и соответствующей смолой.

Таблица: Сравнение свойств 3D-печать PA12 с использованием фотополимерной смолы.

Объект.PA12 (3D-печать в направлении XY)PA12 (литье под давлением)Rikcreate Clear Impact
Измерение на растяжение1. 85 ГПа1,11. 4 ГПа
Сопротивление растяжению50 МПа50 МПа47МПа
Относительное удлинение при разрыве6-11% (6-11%)>5015-25% 15-25
ИЗОД Сопротивление сопротивлению (с надрезом)32 Дж/м~144 Дж/м (другие источники)31 Дж/м
Сопротивление изгибу66МПа58 МПа58 МПа
Модуль упругости при изгибе1. 6 ГПа1,8 ГПа1,7 ГПа

Почти механический свойства Как показано в таблице выше, 3D-печатный PA12 может быть воспроизведен с помощью смолы Liqcreate Clear Impact. Опять же, обратите внимание, что ударная прочность литого под давлением PA12 намного выше. по сравнению Использование напечатанного порошка или смолы PA3 с помощью метода SLS 12D

Компания Sculpteo подробно исследовала различия между литьем под давлением PA12 и SLS-печатью 12D PA3 в этой статье. Они обнаружили следующее. свойства Прочность на разрыв деталей из PA12, изготовленных методом SLS, по сравнению с деталями, полученными литьем под давлением; данные, представляющие образцы, отпечатанные в направлении X, показаны красным цветом, образцы, отпечатанные в направлении Z, — зеленым, а образцы, полученные литьем под давлением, — синим.

Sculpteo сравнивает SLS и экструдированный PA12, изготовленный методом литья под давлением, нейлон12, полиамид 12

Изображение Sculpteo: различия между свойствами литого под давлением и спеченного лазером PA12

Исследователи Sculpteo отмечают, что «обе детали, напечатанные методом SLS, подвергались более высоким нагрузкам, чем детали, изготовленные методом литья под давлением, но разрушались при гораздо меньших нагрузках, как и детали, изготовленные методом FDM». Он продолжает.

Механические свойства смоляных фотополимеров для 3D-печати

На первый взгляд, известные материалы для SLS и FDM на основе полимеров обладают схожими свойствами. свойства Однако в конечном счете некоторые из них свойства иным из-за технологии обработки. по сравнению литьем под давлением. Как уже упоминалось выше, производители смол предпочитают создавать собственные композиции и компоненты на основе Liq, которые отличаются от термопластичных материалов. Во многих случаях эти известные свойства термопластов могут быть воспроизведены в заданном виде. свойств Однако часто это не так. Большинство смол можно разделить на четыре группы

  • — Смолы общего назначения
  • — Прочные, твердые смолы
  • — Жесткие смолы
  • — Гибкие, мягкие или эластичные смолы.

Свойства и различия описаны в ссылках выше.

Изотропия деталей из смолы, напечатанных на 3D-принтере

Смолы для 3D-печати известны своими изотропными свойствами. Это означает, что при проектировании свойства не так сильно смещаются при различных ориентациях. На изображении ниже показано, что 3D-система, использующая фотополимерную смолу Tough 4C Black, обладает высокой изотропностью. свойства Обратите внимание, что Liqcreate всегда документирует ориентацию ZY.

Свойства 3DSYSTEMS Tough Black 65c в разных направлениях

Изображение для 3D-систем: изотропность свойства Черная фотополимерная смола Tough 4C.

Мы надеемся, что вы нашли это интересным и информативным. Если у вас есть вопросы или комментарии, пожалуйста, пишите нам по адресу info@liqcreate. com.

Оцените статью