Wszystkie artykuły
Kategoria: WIEDZA, 15.12.2020

Wybór filamentu przy produkcji części zamiennych

Jeśli udało Ci się już kupić przemysłową drukarkę 3D – czas na pierwszy wydruk! Jego jakość w dużej mierze zależy od filamentu, jaki wybierzesz, a wybór nie jest wcale łatwy – ilość materiałów dostępnych na rynku może przyprawić o zawrót głowy.

O czym trzeba pamiętać podczas kupowania materiału do przemysłowej drukarki? Oto kilka pytań, na które musisz odpowiedzieć podczas poszukiwania idealnego filamentu:

  1. Filament powinien być dostosowany od Twojej drukarki 3D – różne materiały wymagają przecież różnych temperatur druku 3D. Standardowe tworzywa jak ABS czy ASA mają stosunkowo niską temperaturę druku (230-250°C), drukarki przemysłowe maja zamknięta podgrzewana komorę i znacznie szersze możliwości materiałowe
  2. Drukarka musi mieć wymienne głowice. Jeżeli jednak chcesz drukować filamentami z dodatkami m.in. włókna węglowego lub szklanego musisz upewnić się, że Twoja drukarka 3D może rozgrzać głowicę do wysokich temperatur (powyżej 300°C) oraz że głowica jest dostosowana do druku z materiału jakim jest np. nylon włóknem węglowym

Funkcjonalny prototyp czy element końcowy wydrukowany 3D?

Tworzywa o wysokiej temperaturze druku 3D są bardziej podatne na skurcz (np. ABS, nylon z włóknem węglowym ), w takim przypadku konieczne jest podgrzanie stołu drukarki 3D oraz  zamknięta komorą robocza, która skutecznie poprawi jakość wydruków.
Skoro Twoja przemysłowa drukarka 3D spełnia te parametry, warto zastanowić się jaki materiał będzie najodpowiedniejszy do drukowania części zamiennych?
Zadaj sobie podstawowe pytanie – czy wydruk ma służyć do celów pokazowych czy użytkowych?

Jeżeli potrzebujesz funkcjonalnego prototypu lub praktycznych elementów o wysokiej odporności mechanicznej lub termicznej wybierz ABS. Może on być również wykorzystywany do tworzenia detali końcowych. Jeżeli Twoje wymagania są większe zdecyduj się na druk z nylony z włóknem węglowym nazywanego CF PA 12. Ponieważ materiał ten spełnia najwyższe wymagania jaki oczekiwać należy po częściach zamiennych

Jakość filamentu oraz wpływ wilgoci na materiał do druku 3D

Zanim jednak przejdziesz do drukowania musisz pokonać dwa małe problemy:

  • Pierwszym z nich jest jakość filamentu pod kątem stałej średnicy i owalności

Zazwyczaj mówimy “tani plastik jest zły, ponieważ ma słabą tolerancję wymiarową lub zanieczyszczenia i może zapychać głowicę“. W sieci można znaleźć dokładne badania na ten temat. To, co decyduje o jakości otrzymywanych wydruków to nie tylko specyfikacja przemysłowej drukarki 3D, z której korzystamy lecz również materiał, z którego drukujemy. A przede wszystkim tolerancja dotycząca jego średnicy i owalności.

Proces drukowania w technologii FFF sprowadza się w gruncie rzeczy do tego, że plastikowa żyłka materiału jest wprowadzana za pomocą tzw. extrudera do wnętrza głowicy drukującej (pisaliśmy o tym w artykule: na czym polega druk 3D w technologii FFF?), która pod wpływem wysokiej temperatury (180°C – 420°C w zależności od rodzaju drukowanego materiału) przekształca go w stan półpłynny, umożliwiający rozprowadzanie go po stole roboczym i tworzeniu pożądanego kształtu – warstwa po warstwie. Jednym z kluczowych czynników w tym procesie jest zapewnienie stałej i nieprzerwanej ekstruzji materiału do głowicy.
Gdy będzie go zbyt mało – na wydruku zaczną pojawiać się dziury i przerwy, jeśli zbyt dużo – może to spowodować zapchanie się głowicy. Dlatego tak ważne jest, aby ekstrudowany materiał miał stałą średnicę i owalność. Duże różnice w tych dwóch parametrach będą powodowały m.in. nierównomierne układanie się kolejnych warstw na wydruku. To dlatego przemysłowe materiały do druku 3D są droższe od materiałów zabawkarskich.

  • Drugim problem jest wilgoć.

Problem ten wynika z faktu, że filamenty pochłaniają wilgoć. Dlaczego filamenty pochłaniają wilgoć? Ponieważ są silnie higroskopijne.  Nawet najbardziej szczelnie zapakowany przez producenta filament, nie zawsze nadaje się do użycia od razu po wyjęciu z opakowania. My w Omni3D dodajemy do każdego opakowania filementu absorbent, celem powstrzymania tego procesu.

Wpływ wilgoci na filament jest zjawiskiem niepożądanym, ale występuje bardzo często, szczególnie wśród przemysłowych materiałów. Jak to działa ? Woda osadza się na zewnętrznych warstwach materiału oraz penetruje do wewnątrz mając bezpośredni wpływ na proces druku 3D oraz modele.

Nawet mała ilość wilgoci w materiale może mieć negatywny wpływ na:

  1. Parametry mechaniczne wydruku – w przypadku druku z materiałów przemysłowych, które posiadają określone właściwości nie możemy sobie pozwolić na utratę ich parametrów mechanicznych,
  2. Jakość modelu – możliwość pojawienia się na ścianach wydruku pęcherzyków powietrza,
  3. Łączenie warstw – zdolność do łączenia się ze sobą kolejnych warstw wydruku,
  4. Dużą porowatość – materiał, który pochłonął wilgoć po wydruku może posiadać strukturę „spienioną”.

Dlaczego tak się dzieje? Cząsteczki wody w kontakcie z rozgrzaną dyszą odparowują tworząc pęcherzyki. Przekłada się to bezpośrednio na gęstość struktury wydruku (o czym może świadczyć jaśniejszy kolor) oraz dokładność wymiarową.
Dobrze wysuszony lub utrzymany w odpowiednim stanie filament gwarantuje nam  wydruk 3D za każdym razem z tym samym efektem, dokładnością wymiarową oraz stabilnością w obszarze wymagań mechanicznych i przenoszenia obciążeń.

Chcesz wiedzieć więcej na temat materiałów do druku 3D? Skontaktuj się z nami! 
Pamiętaj! Do końca grudnia w sklepie internetowym Omni3D obowiązuje promocja -10% na wszystkie filamenty! 

Kontakt:

LinkedIn: Jacek Krzyżanowski

m. +48 886 618 690

e-mail: jk@omni3d.com

Udostępnij
Poprzedni artykuł
Obudź kreatywność z drukiem 3D
Powiązane artykuły