คำแนะนำเกี่ยวกับการพิมพ์ 3D：วัสดุ ประเภท การใช้งาน และคุณสมบัติ
คำแนะนำเกี่ยวกับการพิมพ์ เอฟดีเอ็ม 3D:
วัสดุ, ประเภท การใช้งาน และคุณสมบัติ
มีวัสดุพลาสติกมากมายสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งแต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะตัวของตัวเองซึ่งทำให้เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน เพื่อให้กระบวนการค้นหาวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์หนึ่งๆ ง่ายขึ้น ให้ทำดังนี้-ก่อนอื่น ให้ดูที่ประเภทหลักของพลาสติกและกระบวนการพิมพ์ 3D ต่างๆ
ประเภทของวัสดุพลาสติก
พลาสติกมีสองประเภทหลัก:
เทอร์โมพลาสติกเป็นพลาสติกชนิดที่ใช้กันมากที่สุด ความแตกต่างหลักจากเทอร์โมเซ็ตคือความสามารถในการหลอมละลายและแข็งตัวหลายรอบ เทอร์โมพลาสติกสามารถให้ความร้อนและขึ้นรูปเป็นรูปร่างที่ต้องการได้ กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้ เนื่องจากไม่มีพันธะเคมีเกิดขึ้น ดังนั้นเทอร์โมพลาสติกจึงสามารถรีไซเคิล ละลาย และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เทอร์โมพลาสติกมีความคล้ายคลึงกันโดยทั่วไปคือเนย ซึ่งสามารถละลาย แข็งตัวใหม่ และละลายอีกครั้งได้ คุณสมบัติของมันเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแต่ละรอบการหลอมละลาย
เทอร์โมเซ็ต (หรือที่เรียกว่าเทอร์โมเซตติงพลาสติก) จะยังคงอยู่ในสถานะของแข็งถาวรหลังจากการบ่ม โพลีเมอร์ในเทอร์โมเซ็ตเชื่อมขวางระหว่างกระบวนการบ่มซึ่งเกิดจากความร้อน แสง หรือการแผ่รังสีที่เหมาะสม เทอร์โมเซ็ตจะสลายตัวเมื่อถูกความร้อนมากกว่าการละลาย และไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกความเย็น ไม่สามารถรีไซเคิลเทอร์โมเซ็ตหรือคืนวัสดุให้เป็นส่วนประกอบพื้นฐานได้ เทอร์โมเซ็ตเป็นเหมือนแป้งเค้ก และเมื่ออบเข้าไปในเค้กแล้ว พวกมันจะไม่สามารถละลายกลับเข้าไปในแป้งได้อีก
กระบวนการพิมพ์ 3 มิติด้วยพลาสติก
กระบวนการพิมพ์ 3 มิติด้วยพลาสติกที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดสามขั้นตอนมีดังนี้:
เครื่องพิมพ์ 3 มิติ หลอมรวม การสะสม การสร้างแบบจำลอง (เอฟดีเอ็ม) ละลายและรีดเส้นใยเทอร์โมพลาสติก ซึ่งถูกหัวฉีดของเครื่องพิมพ์เกาะติดกันทีละชั้นบนพื้นที่สร้าง
เครื่องพิมพ์ 3 มิติ การพิมพ์หินสามมิติ (SLA) ใช้เลเซอร์เพื่อรักษาเรซินเหลวแบบเทอร์โมเซตติงให้เป็นพลาสติกแข็ง กระบวนการที่เรียกว่าโฟโตพอลิเมอไรเซชัน
เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ คัดเลือก เลเซอร์ การเผาผนึก (เอสแอลเอส) ใช้เลเซอร์กำลังสูงในการหลอมอนุภาคขนาดเล็กของผงเทอร์โมพลาสติก
การพิมพ์ เอฟดีเอ็ม 3D
หลอมรวม การสะสม การสร้างแบบจำลอง (เอฟดีเอ็ม) หรือที่รู้จักในชื่อ หลอมละลาย ฟิลา การประดิษฐ์ (FFFF) เป็นรูปแบบการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในระดับผู้บริโภค โดยได้รับแรงหนุนจากการเกิดขึ้นของเครื่องพิมพ์ 3D ที่เป็นงานอดิเรก
เทคนิคนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโมเดลการพิสูจน์แนวคิดขั้นพื้นฐาน ตลอดจนการสร้างต้นแบบชิ้นส่วนง่ายๆ ที่รวดเร็วและต้นทุนต่ำ เช่น ชิ้นส่วนที่ปกติแล้วอาจถูกกลึงด้วยเครื่องจักร
เอฟดีเอ็ม ระดับผู้บริโภคมีความละเอียดและความแม่นยำต่ำที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการพิมพ์ 3D พลาสติกอื่นๆ และไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการพิมพ์การออกแบบที่ซับซ้อนหรือชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติที่ซับซ้อน ผิวสำเร็จคุณภาพสูงขึ้นอาจได้มาจากกระบวนการขัดเงาทางเคมีและทางกล เครื่องพิมพ์ 3D เอฟดีเอ็ม อุตสาหกรรมใช้การรองรับที่ละลายน้ำได้เพื่อบรรเทาปัญหาเหล่านี้บางส่วน และนำเสนอเทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรมหรือวัสดุคอมโพสิตที่หลากหลายมากขึ้น แต่ก็มีราคาที่สูงเช่นกัน
เนื่องจากเส้นใยที่หลอมละลายก่อตัวเป็นแต่ละชั้น บางครั้งอาจมีช่องว่างระหว่างชั้นเมื่อเส้นใยไม่ละลาย-ไม่ปฏิบัติตามอย่างเต็มที่ ซึ่งส่งผลให้เกิดชิ้นส่วนแบบแอนไอโซทรอปิก ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อคุณออกแบบชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักหรือต้านทานการดึง
วัสดุการพิมพ์ เอฟดีเอ็ม 3D มีให้เลือกหลายสี นอกจากนี้ยังมีการผสมเส้นใยพลาสติกทดลองหลายชนิดเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวคล้ายไม้หรือโลหะ
วัสดุการพิมพ์ เอฟดีเอ็ม 3D ยอดนิยม
วัสดุการพิมพ์ เอฟดีเอ็ม 3D ที่พบบ่อยที่สุดคือ เอบีเอส, ปลา และวัสดุผสมต่างๆ เครื่องพิมพ์ เอฟดีเอ็ม ขั้นสูงกว่ายังสามารถพิมพ์ด้วยวัสดุพิเศษอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติ เช่น ทนความร้อนได้สูงกว่า ทนทานต่อแรงกระแทก ทนต่อสารเคมี และความแข็งแกร่ง
วัสดุ | คุณสมบัติ | แอปพลิเคชัน |
เอบีเอส (อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน) | เหนียวและทนทาน | ต้นแบบการทำงาน |
ปลา (กรดโพลีแลกติก) | วัสดุ เอฟดีเอ็ม ที่ง่ายที่สุดในการพิมพ์ | โมเดลแนวคิด |
PETG (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตไกลคอล) | เข้ากันได้กับอุณหภูมิการพิมพ์ที่ต่ำกว่าเพื่อการผลิตที่รวดเร็วยิ่งขึ้น | การใช้งานกันน้ำ |
ไนลอน | แข็งแรง ทนทาน และน้ำหนักเบา | ต้นแบบการทำงาน |
ทีพียู (เทอร์โมพลาสติก โพลียูรีเทน) | ยืดหยุ่นและยืดได้ | ต้นแบบที่ยืดหยุ่น |
พีวีเอ (โพลีไวนิลแอลกอฮอล์) | วัสดุรองรับที่ละลายน้ำได้ | วัสดุรองรับ |
สะโพก (โพลีสไตรีนแรงกระแทกสูง) | วัสดุรองรับที่ละลายน้ำได้ซึ่งมักใช้กับ เอบีเอส | วัสดุรองรับ |
คอมโพสิต (คาร์บอนไฟเบอร์, เคฟลาร์, ไฟเบอร์กลาส) | แข็งกระด้างหรือแข็งแกร่งมาก | ต้นแบบการทำงาน |
