Композиционные филаменты с угле- и стекловолоконными наполнителями отлично подходят для 3D-печати изделий с повышенными требованиями к прочности. Сегодня поделимся наглядными примерами от пользователей наших расходных материалов.
Угле- и стеклонаполненные композиты дают рад преимуществ над обычными полимерами. Основой композиционных материалов обычно, хотя и не всегда, служат матрицы из инженерных термопластов, однако волоконные наполнители дополнительно повышают жесткость и прочность. Что не менее важно, волоконные добавки снижают усадку таких инженерных пластиков, как акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) и полиамиды (нейлоны). Усадка может приводить к деформациям и даже отрыву моделей от столиков в процессе 3D-печати. Волоконные добавки делают усадку менее выраженной, помогая сохранять размерную точность, чтобы технические отверстия и посадочные места не смещались.
Главные области применения 3D-печати армированными композитами — аддитивное производство конечных изделий и формовочной оснастки. Второе направление быстро набирает популярность, так как серийная 3D-печать зачастую экономически нецелесообразна, зато многие композиционные расходные материалы подходят для вакуумного автоклавирования, а потому находят применение в 3D-печати форм для выкладки углепластиковых и стеклопластиковых изделий. Для 3D-печати крупногабаритной оснастки можно использовать специализированные 3D-принтеры со шнековыми экструдерами и гранулированные композиты.
Главный недостаток армированных композитов — повышенная абразивность, вызываемая как раз волоконными наполнителями. При работе с такими материалами необходимо использовать износостойкие сопла, например из закаленной стали, а еще лучше из карбида вольфрама или даже искусственных камней — рубинов, сапфиров или алмазов. Такие сопла стоят довольно дорого, но вполне окупаются благодаря медленному износу, заодно помогая повышать качество 3D-печати и снижая риск отбраковки.
Еще один важный момент — высокотемпературные хотэнды и термокамеры. Основой для армированных композитов обычно служат инженерные термопласты, а это тугоплавкие материалы. Соответственно, для надежной, стабильной экструзии требуются достаточно мощные хотэнды. Фактическая температура будет зависеть от полимерной матрицы: например, для 3D-печати угленаполненным акрилонитрилбутадиенстиролом REC FormaX требуется прогрев хотэнда до 280-290°С, а угленаполненным полиэфирэфиркетоном REC PEEK CF — уже 400°С. Термокамеры дополнительно помогают стабилизировать геометрию изделий.
Бывают и более щадящие материалы: для 3D-печати стеклонаполненным композитом rPETG GF на основе полиэтилентерефталат-гликоля достаточно 235-245°C. Это еще и один из самых доступных композитов на рынке: экономия достигается за счет использования вторичного сырья, практические не влияющего на прочностные характеристики.
Последний момент — адгезионные средства и вспомогательные структуры. Наибольшей популярностью сегодня пользуются столики с полиэфиримидным покрытием, обеспечивающим хорошее сцепление с большинством полимеров, но в отдельных случаях могут потребоваться дополнительные адгезионные средства — клеи или пленки. Какой клей использовать с каким филаментом — подробно рассказывается в статье по этой ссылке. Если и клея недостаточно, могут помочь вспомогательные структуры, увеличивающие площадь соприкосновения с рабочими поверхностями — рафты и бримы.
Примеры 3D-печати композиционными материалами
Велосипедный держатель бутылок из угленаполненного композита REC FormaX на основе акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), выполненный студией Custom Box 18
Декоративная вставка в капот автомобиля Mercedes-Benz G-class от студии Box3D. Модель напечатана угленаполненным композитом REC FormaX на основе акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) с использованием 3D-принтера Picaso Designer XL
Крыльчатка из угленаполненного композита REC FormaX на основе акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), напечатанная на 3D-принтере Bambu Lab P1S
Крыльчатка из угленаполненного акрилонитрилбутадиенстирола REC FormaX за авторством студии SL Printing. Изделие размером 196х76 мм напечатано на 3D-принтере Picaso 3D Designer X S2
Замена сломанной карбюраторной крышки на 3D-печатную, изготовленную из стеклонаполненного полиамида-12 REC Friction студией SL Printing. Этот композит отличается высокой термической, химической и гидролизной стойкостью, устойчив к воздействию спиртов, щелочей и горюче-смазочных материалов
3D-печатный руль прототипа гибридного гоночного болида FDR12, разработанного студенческой командой Formula Dream Russia Moscow Московского политехнического университета. Декоративные накладки и рукоятки выполнены из угленаполненного композита REC FormaX, прозрачные вставки — из полиэтилентерефталат-гликоля REC Relax, колпачки — из акрилонитрилбутадиенстирола REC ABS
Полка из старого скейтборда с 3D-печатными кронштейнами, напечатанными стеклонаполненным акрилонитрилбутадиенстиролом REC Clotho ABS на 3D-принтере Picaso Designer X
Корпусные элементы из угленаполненного акрилонитрилбутадиенстирола REC FormaX, напечатанные саранской студией «Дельта 3D»
Наглядный пример крупноформатной 3D-печати. Этот проект выполнен пермской компанией-производителем 3D-принтеров «Ф2 Инновации» для демонстрации возможностей как собственного оборудования, так и расходных материалов, в этом случае гранулированного стеклонаполненного композита PrintaForm Ether GF от нашего партнерского предприятия 3D Solutions
Гироскопический дисплей из стеклонаполненного акрилонитрилбутадиенстирола REC Clotho ABS
Пробка от канистры за авторством Александра Голованова. Изделие напечатано стеклонаполненным полиамидом-12 REC Friction на 3D-принтере Picaso Designer XL Pro S2
Цевье с телескопическим прикладом для антидронового ружья от студии Custom Box 18. Комплект позволяет регулировать длину приклада, повышая удобство эксплуатации. Изделие выполнено из стеклонаполненного полиэтилентерефталат-гликоля REC Technika rPETG GF - бюджетного композита с использованием вторичного сырья
Впускной коллектор гоночного автомобиля студенческой команды Bauman Racing Team Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана. Деталь напечатана угленаполненным полиамидом-6 REC UltraX на 3D-принтере Picaso Designer XL Pro S2
Ручки для листогибочного пресса Durma AD-R 30135, изготовленные компанией Shileyko с использованием стеклонаполненного акрилонитрилбутадиенстирола REC Clotho ABS
Коническая передача счетчика деревообрабатывающего станка из угленаполненного полиамида-6 REC UltraX
Реверс-инжиниринг детали от туристического стула за авторством Александра Голованова. Оригинальная деталь оцифрована 3D-сканерjv RangeVision Neopoint, запасная часть изготовлена из полипропилена с наполнителем из углеродных нанотрубок REC PPX на 3D-принтере Picaso Designer X Pro S2
Крышка пульта управления фрезерным станком из угленаполненного полиамида-6 REC UltraX
Сплитцер для пленочного фотоаппарата. Сплитцеры — это насадки на объектив, позволяющие делить кадры на половинки и делать необычные фотографии, состоящие из частей разных кадров. Модель напечатана угленаполненным акрилонитрилбутадиенстиролом REC FormaX на 3D-принтере Picaso Designer X
Восстановленные шестеренки для мясорубки от «Просто Андреевич». Модели напечатаны угленаполненным полиамидом-6 REC UltraX
Накладка на бак для мотоцикла Harley Davison Sportster S. Модель выполнена из угленаполненного акрилонитрилбутадиенстирола REC FormaX на 3D-принтере Picaso Designer X
Подробнее про разнообразные композиционные материалы в нашем ассортименте рассказывается в отдельной статье.
Остались вопросы? Свяжитесь с нами, и специалисты REC будут рады предоставить подробную консультацию.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся
Вход через социальные сети