Основы 3D

8 минут

6 основных материалов для 3D-печати

Фотополимеры в аддитивном производстве
Никита Кудряшов
Фотополимеры в аддитивном производстве
Материалы для 3D-печати

Гипс | Воск | Фотополимеры | Полиамид и полистирол | Металлические порошки

Основные материалы для 3D-печати – это фотополимерные смолы, пластики, металлические порошки, воск и гипс. Обладая исключительно высокими качественными характеристиками, они с успехом используются в различных отраслях для прототипирования и изготовления функциональных деталей, и с развитием аддитивного производства их становится все больше.

Остановимся подробнее на каждом из материалов, применяемых в следующих технологиях:

  1. селективное лазерное плавление (SLM);
  2. лазерная стереолитография (SLA);
  3. селективное лазерное спекание (SLS);
  4. многоструйная 3D-печать (MJP);
  5. полноцветная 3D-печать (CJP).

Металлические порошки

3D печать металлами

Металл для аддитивных установок выпускается в виде мелкодисперсных сферических гранул с величиной зерна от 4 до 80 микрон. Применяемая технология заключается в сплавлении металлических порошков при помощи иттербиевого лазера и носит название селективного лазерного плавления (SLM).

Сегодня доступно около 20 материалов из металла, и их число будет расти. Это не только стандартные сплавы, но и уникальные высокотехнологичные материалы, которые предприятие может заказать для решения конкретных задач.

Из металлических порошков изготавливаются функциональные детали и технические прототипы, штампы, прессовые вставки, элементы пресс-форм для литья и другие изделия. Напечатанная на металлических 3D-принтерах продукция находит применение в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной, пищевой промышленности, машиностроении, электронике, медицине.

Виды сплавов, используемых в 3D-печати:

  • нержавеющие (17-4PH, AISI 410, AISI 304L, AISI 316L, AISI 904L);
  • инструментальные (1.2343, 1.2367, 1.2709);
  • никелевые (Inconel 625, Inconel 718);
  • цветных металлов (CuSn6);
  • кобальт-хром (CoCr);
  • алюминиевые (AlSi12);
  • титановые (Ti6Al4V, Ti6Al4V).

Металлы для 3D-печати

Главное преимущество селективного лазерного плавления – это возможность создавать изделия исключительно высокой плотности и точности. Плотность напечатанных деталей в 1,5 раза выше, чем при литье. Кроме того, из металлических порошков можно вырастить мельчайшие детали сложных форм и фактур. 3D-печать металлами позволяет сократить цикл изготовления и уменьшить производственные расходы.

Оборудование SLM Solutions: SLM 125, SLM 280, SLM 500, SLM 800 
iQB Technologies – официальный дистрибутор SLM Solutions в России


Подробнее в статье: 5 особенностей металлических порошков для 3D-печати


Фотополимеры

Фотополимеры в аддитивном производстве

Фотополимерная смола – один из самых перспективных и активно использующихся в аддитивном производстве материалов. Ее главное преимущество – универсальность. Под воздействием ультрафиолетового света или лазера фотополимеры, изначально находящиеся в жидком состоянии, затвердевают и могут приобретать совершенно разные механические свойства и характеристики.

Жесткие, эластичные, ударопрочные термопластики, прозрачные, полупрозрачные или разноцветные материалы – благодаря такому разнообразию сферы применения изделий из фотополимеров практически безграничны.

Преимущества фотополимера:

  • Качество. Изделия из фотополимерной смолы получаются гладкие и детализированные.
  • Точность. Напечатанные на фотополимерном 3D-принтере объекты сложной геометрии могут иметь очень тонкие части – до 0,025 мм на 25,4 мм детали.
  • Стабильность. Готовые модели и прототипы отличаются превосходными физическими и механическими свойствами.
  • Легкая обработка. Фотополимерные модели легко склеиваются, шлифуются, красятся и т.д. – с ними можно делать буквально всё что угодно.

Благодаря всем этим качествам предприятия авиационной, автомобильной, ювелирной промышленности, оборонного комплекса, машиностроения и других отраслей по достоинству оценили 3D-печать с использованием фотополимеров. Прототипы деталей самолетов, новых разработок двигателей – всё это изготавливается быстро и просто, в зависимости от поставленных задач, по технологии лазерной стереолитографии или многоструйной печати.

Оборудование ProtoFab: SLA150, SLA200, SLA300, SLA450, SLA600, SLA800, SLA1100, SLA1600, SLA2000
iQB Technologies – эксклюзивный дистрибутор ProtoFab в России


Подробнее в статье: 5 преимуществ фотополимеров


Полиамид и полистирол

3D печать пластиком

Полиамид – порошковый материал, спекаемый лазером. Список полиамидов обширен и включает в себя как самые простые пластики, так и специальные материалы, среди которых в 3D-печати используются:

1. стеклонаполненные полиамиды, улучшающие физические свойства напечатанной модели;
2. угленаполненные полиамиды, которые позволяют уменьшить вес конструкции, сохраняя при этом физико-механические свойства изделия;
3. металлонаполненные полиамиды, необходимые в качестве барьерных материалов, например, при экранировании радиации.

Этот вид материалов для трехмерной печати задействован в таких областях, как машиностроение, аэрокосмическая отрасль, производство потребительских товаров и дизайн.

Полиамиды используются для изготовления конечных изделий, функционального тестирования и мелкосерийного производства, обеспечивая стабильную производительность и повторяемость изделий. Они дают возможность создавать конечные изделия с уникальными свойствами за один производственный цикл без последующей логистики и сборки компонентов.

Технология печати, в которой применяются полиамиды, – Selective Laser Sintering (SLS), послойное спекание частиц порошка под лучами CO2-лазера.

Еще один порошковый материал, используемый в 3D-печати по технологии SLS, – полистирол. Он представляет собой узкоспециализированное решение для промышленного литья и служит для создания форм и моделей с максимально качественной поверхностью. Этот материал дает возможность печатать изделия с разной геометрией на единой платформе, а выращенная из полистирола модель выжигается с минимальной зольностью.

Воск

Восковые модели, напечатанные на 3д принтере

Это незаменимый материал для создания высокоточных выплавляемых моделей. Основные отрасли применения 3D-печати воском – ювелирное дело и литейное производство.

Раньше создание восковок и мастер-моделей было трудоемкой задачей, решение которой включало несколько этапов. С появлением восковых 3D-принтеров эта технология постепенно уходит в прошлое.

Воск идеально подходит для печати в ювелирной отрасли благодаря своим свойствам – хорошей выплавляемости (при t от 60°С) и легкости в постобработке. Еще один плюс восковой 3D-печати заключается в том, что стандартными методами производства вы при всем желании не сможете изготовить два совершенно идентичных образца. А 3D-принтеру такая возможность доступна.

Пожалуй, единственный недостаток воска – его хрупкость. При создании мастер-моделей сложных форм с тонкими стенками постобработку следует выполнять аккуратно.

Восковые мастер-модели отличаются точностью и высоким качеством поверхности. 3D-печать воском основана на технологии многоструйной печати (MultiJet Printing, MJP).

Закажите услуги 3D-печати воском! Тестовая печать бесплатно!


Подробнее в статье: Откройте для себя уникальные возможности 3D-печати воском


Гипс

3D печать гипсом

Гипс – материал в виде порошка, который используется в аддитивном производстве для создания:

  • сувенирной продукции;
  • моделей для презентаций;
  • архитектурных и конструкторских макетов;
  • дизайнерских арт-объектов;
  • прототипов деталей.

Преимущества гипса – в простоте, эффективности и универсальности его использования в 3D-печати для изготовления различных изделий. Материал распределяется по поверхности рабочего стола, сверху наносится клеящее средство, после чего снова наносится тонкий слой гипсового порошка. Напечатанные на 3D-принтере гипсовые изделия могут иметь любые цвета: белый, синий, красный, фиолетовый и т.д. Цветовой спектр в отдельных принтерах достигает 6 миллионов оттенков.

Гипсовая печать выполняется по технологии ColorJet Printing (CJP). Максимальный на сегодня размер камеры построения аддитивной установки – 508×381×229 мм (в профессиональном 3D-принтере ProJet 860 Pro компании 3D Systems). При этом изделия из гипса можно склеивать между собой, тем самым получая изделия гораздо большего размера, чем предусматривает камера построения.

Закажите услуги 3D-печати гипсом! 

 New call-to-action

3D-сканеры Creaform открывают новые перспективы в индустрии автотюнинга
Аналитика и прогнозы: 3D-печать становится более профессиональной

Об авторе

Никита Кудряшов
Никита Кудряшов

Никита работает продакт-менеджером 3D-направления, в его обязанности входит продвижение профессиональной линейки оборудования 3D-печати (технологии CJP, MJP и SLA). Главным в своей работе считает достижение поставленных целей и доведение дел до логического завершения. Хобби Никиты весьма разнообразны: среди них – путешествия и бизнес, автомобили и водные виды спорта. Любимая цитата: «Иногда хватает мгновения, чтобы забыть жизнь, а иногда не хватает жизни, чтобы забыть мгновение» (Джим Моррисон).

Читайте также
10 часто задаваемых вопросов о применении 3D-технологий в автопроме
10 часто задаваемых вопросов о применении 3D-технологий в автопроме
Во сколько на самом деле обойдется 3D-сканирование
Во сколько на самом деле обойдется 3D-сканирование
Создаем литейные модели без оснастки: история технологии QuickCast
Создаем литейные модели без оснастки: история технологии QuickCast

Оставьте комментарий