Chat with us, powered by LiveChat

Trwałość wydruków 3D – Jak wytrzymały jest druk 3D?

trwałość druku 3D

Trwałość wydruków 3D – Jak wytrzymały jest druk 3D?

Wiele osób, które pytają nas o druk 3D ma wątpliwości co do wytrzymałości wydruku 3D. To pytanie,  w szczególności dotyczy kwestii elementów mechanicznych, stanowiących składową urządzeń lub np. systemów elektromechanicznych. W dzisiejszym wpisie postaramy się odpowiedzieć na pytanie jak wytrzymały jest druk 3D i co należy zrobić, gdy od druku 3D oczekujemy ponadstandardowej trwałości. Zapraszamy do lektury!

Trwałość druku 3D a rodzaj tworzywa użytego do jego wykonania

 

Wiele osób jednoznacznie kojarzy druk 3D z technologią FDM – czyli wydrukami 3D wykonywanymi z użyciem tworzyw sztucznych, z których najpopularniejszym jest filament. Jednak biorąc pod uwagę temat dzisiejszego artykułu skoncentrujemy się na kwestii jego wytrzymałości np. w zastosowaniu produktów wykonywanych w tej technologii w mechanice i elektronice.

Co do zasady Filament (czyli PLA) ma zadowalającą trwałość i ograniczoną ścieralność co czyni go idealnym do wytwarzania wszelkiego rodzaju jednolitych elementów składowych mechanizmów oraz części składowych mechanizmów ruchomych. Do jego najważniejszych cech należą:

  1. Ekologiczność – PLA pochodzi z naturalnych składników takich jak skrobia kukurydziana czy trzcina cukrowa – jego równie popularna nazwa to tak zwany zielony plastik,
  2. Ograniczona elastyczność – w zależności od zastosowania może być to zarówno wada jak i zaleta. W produktach wymagających wysokiej odporności na nacisk na niewielką powierzchnię, PLA doskonale sprawdzi się jako materiał budulcowy
  3. PLA jest nierozpuszczalny – co czyni go idealnym do zastosowania w urządzeniach narażonych na pracę w środowisku mokrym lub wodnym.

 

Oczywiście jak każde tworzywo sztuczne, Filament posiada swoją graniczną ścieralność czy łamliwość. Jednak ze względu na niski koszt samego tworzywa oraz druku 3D jako techniki, jest on idealny zarówno w procesie prototypowania przy użyciu druku 3D, jak również jako zasadnicze wdrożenie produkcyjne. Powoduje to, że jest on stosunkowo często wybierany jako materiał wykorzystywany w druku 3D.

Przykładem materiału, który posiada zupełnie inne cechy w stosunku do Filamentu jest ABS – tworzywo, które robi również „karierę” w innych technikach produkcyjnych (np. vacum formingu – czyli formowaniu próżniowym.) ABS – czyli inaczej mówiąc Kopolimer termoplastyczny jest często wybierany przez osoby poszukujące wysokiej trwałości elementów, przy jednoczesnej elastyczności – wyższej niż klasyczne PLA. Dodatkowym atutem tego tworzywa jest również niski koszt samego tworzywa. Powoduje to, że ABS jest często wybierany przez osoby poszukujące taniej możliwości wykonywania części ruchomych stanowiących składową zaprojektowanej mechaniki. Jednocześnie przejawia wyższą odporność na wysokie temperatury również ze względu na wyższą niż PLA temperaturę wytwarzania (przekraczającą nawet dwieście czterdzieści stopni).

Zobacz więcej   Druk 3D w budowie motocykli typu custom – cenne wsparcie, czy jedynie fanaberia?

Jednak w przeciwieństwo do Filamentu, ABS posiada pewne cechy rozpuszczalności, gdyż podlega temu zjawisku pod wpływem acetonu. Jednocześnie sam proces produkcji wytwarza trujące dla człowieka opary, co powoduje, że druk 3D wykonywany przy pomocy ABSu, musi być wykonywany przy zachowaniu szczególnej ostrożności.

 

Mniej popularne materiały w druku 3D – oferujące wytrzymały druk 3D przy wyższym nakładzie pracy

 

Mimo, że ABS i PLA są jednymi z najczęściej wykorzystywanych na rynku materiałów do wykonywania druku 3D to istnieją na rynku również inne, pozwalające na osiąganie wysokich trwałości druku 3D. Są to między innymi PETG, który charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na uderzenia, co czyni go atrakcyjnym materiałem dla elementów pracujących pod wysokim jednostkowym obciążeniem.

Z kolei nylon wykazuje się wysoką odpornością na ścieranie oraz elastycznością, jednak jego użycie wymaga dużo wyższych kompetencji technicznych od drukarni 3D, aby móc skutecznie wydrukować oczekiwany detal przy zachowaniu właściwych parametrów wydruku 3D.

 

Jak testować trwałość druku 3D – proces prototypowania rozwiązuje wiele problemów

 

Wobec tak szerokiego wyboru materiału i technik wytwarzania w celu uzyskania oczekiwanej trwałości druku 3D, należy zadać sobie pytanie co do sposobu i metodologii sprawdzenia jaki zestaw parametrów i materiałów używanych w druku 3D, spełni nasze oczekiwania w zakresie trwałości druku 3D. W zależności od doświadczenia Klienta z drukiem 3D wyrażającym się liczbie zamówionych w przeszłości detali można przyjąć trzy sposoby wygenerowania właściwej trwałości druku 3D:

  1. Rekursywnie – na podstawie wcześniejszych zamówień Klienta dotyczących przedmiotowo podobnych elementów, wykonanych przy pomocy druku 3D, łatwiej będzie ocenić oczekiwaną trwałość nowego elementu i wykonać go zgodnie ze specyfikacją poprzednich zleceń
  2. Na podstawie specyfikacji technicznej Klienta – czasem zdarza się, że Klient posiada gotową specyfikację techniczną produktu i w ten sposób drukarnia 3D jest w stanie wykonać produkt wiedząc jakie są precyzyjne oczekiwania względem trwałości wydruku 3D.
  3. Iteracyjnie – czyli wykonując serię prototypów i testując je w finalnym zastosowaniu w celu osiągnięcia pozytywnego wyniku testu i wykonania wydruku 3D o trwałości zgodnej z oczekiwanymi.
Zobacz więcej   Wspólny sukces medycyny i druku 3D. Udało się wydrukować działające, zawierające naczynia serce!

 

Biorąc pod uwagę niski koszt druku 3D, w stosunku do klasycznych metod produkcyjnych każde z powyższych sposobów gwarantuje uzyskanie oczekiwanej trwałości wydruku 3D.

 

Podsumowanie – trwałość druku 3D – jak ją ocenić i jaki materiał najlepiej wybrać?

 

Podsumowując, druk 3D potrafi wygenerować bardzo trwałe i odporne na zużycia mechaniczne obiekty. Mimo, że nie są one wykonywane w sposób masowy, dzięki doborze odpowiednich materiałów oraz ustawień samej drukarki 3D istnieje możliwość osiągniecia więcej niż dobrych rezultatów jeżeli chodzi o trwałość druku 3D. Jednocześnie przed rozpoczęciem procesu druku 3D, warto dobrze przemyśleć sam projekt oraz wymagania techniczne jakie będą stały przed już fizycznie wytworzonym obiektem.

Dobra drukarnia 3D na podstawie takiej specyfikacji potrafi doradzić w zakresie wyboru odpowiedniego tworzywa niezbędnego do zachowania odpowiedniej trwałości druku 3D zgodnej z założeniami Klienta. Jednocześnie z naszego doświadczenia rekomendujemy wykonanie egzemplarza prototypowego, w celu zbadania jego właściwości  (np. poprzez obniżenie jakości samego druku 3D) w celu sprawdzenia jego parametrów fizycznych, przed wykonaniem zasadniczej serii lub pojedynczego egzemplarza zasadniczego wydruku 3D.

Brak Komentarzy

Napisz komentarz