EN
Підвищені естетичні та фізичні властивості металевої нитки для 3D-принтерів
Металічний блиск, реалістичність поверхні та потенціал подальшої обробки
металевий філамент для 3D-принтерів забезпечує результати з рівнем реалізму, якого ніколи не досягнуть стандартні термопластичні матеріали, такі як PLA та PETG. Ці філаменти насичені металевим порошком — найчастіше нержавіючою сталью, бронзою, міддю або нікелем. У результаті отримують деталі з автентичним металевим блиском, наприклад, матовою стальною або теплим античним бронзовим відтінком. Такий рівень реалізму є критично важливим для прототипів та моделей, які згодом будуть призначені для споживачів і потребуватимуть демонстрації. Не менш важливо й те, що такі деталі можна обробляти на значно вищому рівні якості та оздоблення — наприклад, шліфуванням і поліруванням або, ще гірше, патинуванням і нанесенням прозорого захисного покриття, щоб продовжити термін експлуатації та імітувати оздоблення високоякісних ювелірних виробів. Усі ці варіанти дозволяють створювати ефекти старіння та інші візуальні особливості, яких неможливо досягти за допомогою стандартних матеріалів для технології екструзійного наплавлення (FDM). Тому металевий філамент є ідеальним варіантом для виготовлення реплік архітектурної фурнітури, макетів розкішного упакування та функціонального мистецтва.
Збільшена щільність та тактильна вага порівняно з PLA, PETG або ABS
Металеві філаменти містять у середньому 80–90 % металевого порошку. У порівнянні з PLA або ABS це призводить до отримання деталей, що в 2–3 рази щільніші. Це означає значну вагу й відчуття солідності при дотику до готової деталі. Така характеристика особливо бажана для деталей, які виконують функцію ручки або захоплення, наприклад, ручок для фотоапаратів, регулювальних кнобів і навіть ручок інструментів. Деталі з металевих філаментів можна навіть виготовити так, щоб їх маса відповідала масі металевих деталей, які вони мають імітувати. Навіть форма деталі з металевого філаменту сприяє передачі інерції та ваги металу, чого часто бракує у деталях аналогічної форми, виготовлених із термопластичного матеріалу для FDM-друку. Це особливо корисно на етапі розробки продукту, коли деталі та компоненти повинні бути спроектовані таким чином, щоб забезпечити та зберегти рівень довіри користувача до продукту й його практичного застосування.
Покращена продуктивність з механічної та теплової точок зору
Найміцніший варіант серед термопластів
Завдяки інтеграції металів композити зберігають міцність і жорсткість, що значно перевищує відповідні показники стандартних термопластичних матеріалів. Згідно з тестами D638 та D790 від провідних постачальників філаментів, композити підвищують жорсткість приблизно на 60 %, а межу міцності на розтяг — приблизно на 30–50 % порівняно з PLA та ABS. Здатність зберігати форму під навантаженням у поєднанні з простотою 3D-друку означає, що ці композити можна використовувати для створення функціональних виробів, що сприймають навантаження, наприклад, товарів кінцевого користувача та випробувальних зразків. Нарешті, пропоновані нами композити є компромісним рішенням між прототипуванням та виробництвом невеликих партій.
Покращена температура відхилення під дією тепла
Крім вищезазначеного, металокомпозити мають кращі теплові характеристики порівняно з іншими матеріалами. Під час випробувань порівняно з ABS та PETG металокомпозити показали на 40–60 °C вищу температуру відхилення під навантаженням (HDT). Ця властивість робить металокомпозити ідеальними для автотранспортних застосувань та друкованих деталей, таких як спеціальні радіатори й корпуси для електроніки. Деталі з металонаповнених матеріалів мають триваліший термін служби порівняно з пластиковими аналогами.
Ключові аспекти, що вимагають уваги: абразивність, сумісність із обладнанням та стабільність друку
Термін служби сопла та рекомендації щодо використання сопел із загартованої сталі або з рубіновим наконечником
Латунні сопла швидко зношуються через металеві частинки, що містяться в цих нитках. Очікуваний термін служби — 20–40 годин друку. Після цього друк стає непослідовним, а отвори сопел розширюються, що призводить до втрати функціональності. Сопла з твердої сталі є значним покращенням, оскільки їхній термін служби у 3–5 разів довший порівняно з латунними. Для застосувань з високим обсягом виробництва та високою точністю виправдано використання сопел із рубіновим наконечником. Вони є найбільш економічно ефективним варіантом завдяки надзвичайно високій стійкості до абразивного зносу. Невдалість у виборі відповідного обладнання призведе до непередбачуваних збоїв, втрати розмірної точності та мінімальної стійкості процесу друку, що може спричинити серйозні проблеми під час виготовлення деталей.
Ситуації, у яких виправдано використання 3D-друку з металевими нитками
Хоча 3D-друк з металевою ниткою не може замінити повний набір виробничих процесів, він може доповнювати інші металоподібні виробничі процеси, де вимоги до конфігурації є низькими, а кінцева вартість продукту — високою. У таких випадках процеси, що завершують виробництво (наприклад, фрезерування на ЧПУ або лиття під тиском), можуть мати надто високу вартість конфігурування для кожного окремого використання, тривалі строки виготовлення або геометричні обмеження.
Швидке прототипування та функціональне тестування. Використання принтерів з металевою ниткою дозволить інженерним командам виконувати металеве прототипування власними силами за суму менше $10 000 і уникнути трудомістких та коштовних процесів аутсорсингу. Друковані на 3D-принтері деталі можна використовувати для перевірки конструкцій, які піддаються більшому навантаженню та мають вищий ризик виходу з ладу під час експлуатації порівняно зі стандартними полімерними прототипами. Це можна зробити до того, як буде здійснено дорогостояче виготовлення металевих форм.
Малі партії та запасні частини. Металеві філаменти дозволяють виробництво без дорогих форм для невеликих партій — зазвичай від кількох десятків до кількох сотень деталей. Типові застосування включають спеціальні радіатори й вставки для полімерного лиття, а також деталі для застарілого обладнання. Після деполімеризації та спікання (щільність досягає 98 % від теоретичної, за даними BASF Forward AM) ці деталі відповідають вимогам до експлуатаційних характеристик металевих виробів, отриманих традиційними методами, або навіть перевершують їх.
Спеціалізовані інструменти та пристосування. Металеві філаменти дозволяють виготовляти легкі, топологічно оптимізовані кондуктори, пристосування та допоміжні засоби для збирання. Жорсткість і теплопровідність таких інструментів, які перевершують аналогічні показники пластикових варіантів, забезпечують виробництво за потребою, скорочуючи інвестиції в запаси та прискорюючи перепланування виробничих приміщень.
Компоненти для аерокосмічної, автомобільної та медичної галузей. Перші користувачі цієї технології зосереджуються на виробництві компонентів для критичних за призначенням застосувань із металевої нитки. Аерокосмічні команди друкують топологічно оптимізовані кронштейни, які є естетичними, легкими й надійними. Інженери автомобільної галузі використовують цю технологію для швидкого прототипування спеціалізованих впускних колекторів та кріпильних кронштейнів, а також для підвищення ефективності розробників медичного обладнання й покращення якості хірургічних інструментів із титану. Крім того, ця технологія тепер забезпечує більш ефективний і менш травматичний підхід до виробництва спеціалізованих хірургічних імплантатів.
Друкування металевою ниткою (яке вимагає видалення зв’язуючого агента та спікання) можна легко інтегрувати в невеликі механічні майстерні та компанії, що надають послуги з виробництва за договором, за умови наявності певних потужностей для термічної обробки. Для таких компаній технічне спікання виробничих партій сторонніми постачальниками є простим у впровадженні й малоризикованим методом перевірки деталей та їх експлуатаційних характеристик у робочих умовах до масштабування виробництва.
Часто задані питання
Які компоненти входять до складу металевої нитки для 3D-друку?
металева нитка для 3D-друку — це композит, що складається з полімерної матриці, наприклад PLA або PETG, яку насичено дисперсією дрібних металевих порошків, таких як нержавіюча сталь, бронза або мідь.
Які переваги забезпечують металеві нитки порівняно з іншими термопластами?
Металеві нитки забезпечують значне покращення естетичних характеристик, щільності, механічної міцності та теплових властивостей порівняно з традиційними термопластами, що робить їх придатними для більш точних і довговічних застосувань.
Чи вимагатиме використання металевих ниток додаткових інвестицій у апаратне забезпечення?
Так, металеві нитки є високоміцними матеріалами, тому вам доведеться інвестувати кошти в спеціалізовані сопла, термостійкі сопла або сопла з наконечниками з рубіну, оскільки традиційні латунні друкарські сопла швидко зносяться й не забезпечують стабільного друку.
У яких галузях переважно використовують металеві нитки для 3D-друку?
металеві нитки для 3D-друку широко застосовуються в авіаційній, автомобільній та медичній промисловості, а також у сферах швидкого прототипування, малих серій виробництва та виготовлення спеціалізованих інструментів і високошвидкісних компонентів.
Чи є постобробка обов’язковою для друкованих виробів із металевих ниток?
Дуже часто друковані вироби мають високу якість, але для досягнення оптимальних експлуатаційних характеристик вимагається їх постобробка. До неї належать процеси видалення зв’язуючого агента (дебіндінг) та спікання. Також для покращення зовнішнього вигляду та надання захисних властивостей можуть застосовуватися покриття, полірування та патинування.