What materials are used in 3D printing?

Jedná sa o tieto technológie:

1. Tavenie plastovej struny (FFF/FDM),
2. Stereolitografia (SLA/DLP),
3. Spekanie polymérových práškov (SLS) a spekanie kovových práškov (DMLS/SLM/EBM),
4. Vstrekovanie a vytvrdzovanie materiálu (MJ),
5. Vstrekovanie a vytvrdzovanie pojiva (Binder Jetting),
6. Tavenie kovovej elektródy (DOD),
7. Laminovanie pásov materiálu (UAM, LOM).

Pod�a najnovších prieskumov o vyu�ívaní aditívnych technológií, jednozna�ne dominujú 3, a to FDM, SLS a SLA.

Preto v tomto blogu si prejdeme najpou�ívanejšie materiály pre tieto 3 technológie.

Materiály pre FDM/FFF

PLA – (Polylaktid) ekologický polymér – naj�ahšie vyrobite�ný s vysokou pevnos�ou. Je však krehký a má nízku tepelnú odolnos�.

ABS – (Akrylonitrilbutandienstyren) – má vysokú tepelnú a nárazovú odolnos�. Základná varianta ABS má však vysokú zmrštivos� a preto majú výrobky tendenciu krútenia a vytrhávania z podlo�ky. Vylepšené vlastnosti majú materiály ABS-X a ABS-T so zní�enou zmrštivos�ou.

PETG – (Polyethylentereftalát + Glykol) –  kombinuje vlastnosti PLA a ABS. Je teda �ahko tla�ite�ný a má vyššiu nárazovú a tepelnú odolnos� ako PLA.

NYLON – náro�ný materiál na tla�enie, má vysokú nárazovú odolnos�.

TPU – jedná sa o flexibilný materiál, je náro�ný na tla�enie.

PC – najpevnejší materiál pre FDM technológiu s vysokou tepelnou odolnos�ou.

Vzájomné porovnanie vlastností týchto materiálov nájdete na obrázku ni�šie:

Porovnanie vlastností materiálov

Materiály pre SLS

Nylon 12 (Polyamid PA12) – najrozšírenejší a najdostupnejší materiál pre SLS technológiu. Má vysokú pevnos� a vynikajúcu chemickú odolnos�.

Nylon 11 (Polyamid PA11) – má vyššiu nárazovú odolnos� a je pru�nejší ako Nylon 12. Má však ni�šiu pevnos�.

Nylon s prímesou uhlíkových vlákien – uhlíkové vlákna zvyšujú tuhos� a tepelnú odolnos� materiálu.

Nylon s prímesou sklenných vlákien – sklenné vlákna zvyšujú tuhos�, tepelnú odolnos� a odolnos� vo�i abrazívnemu opotrebeniu materiálu.

Nylon s prímesou minerálnych �astíc – minerálne �astice zvyšujú tuhos�, tepelnú stabilitu a hustotu materiálu.

Nylon s prímesou hliníkových �astíc – hliníkové �astice dodajú materiálu metalický vzh�ad a zvyšujú jeho tuhos� a strojovú opracovate�nos�.  

Nehor�avý nylon – jedná sa o certifikovaný materiál pre spotrebné výrobky a letecký priemysel s vynikajúcimi mechanickými vlastnos�ami.

Materiály pre SLA/DLP

Pre tieto technológie je náro�né presne popísa� samotné materiály, preto�e vä�šina výrobcov má vlastné chemické patenty a dodáva vlastné materiály pre ich výrobné stroje.

Preto je podstatne jednoduchšie rozdeli� materiály pre SLA/DLP do 4 materiálových skupín:

1. Štandardné �ivice – ur�ené pre prototypovanie, majú hladký povrch. Mô�u by� aj transparentné. Jedná sa o najdostupnejší typ �ivíc.

2. Technické �ivice – majú špecifické chemické a mechanické vlastnosti. Aby materiály dosiahli po�adovaných vlastností, je potrebné ich dodato�ne vytvrdi� v komore s UV svetlom.

Najrozšírenejšie technické �ivice majú obvykle tieto vlastnosti:

• s vysokú pevnos�,
• s vysokú odolnos� vo�i abrazívnemu opotrebeniu,
• s vysokú teplotnú odolnos�ou,
• obsahujú prímesami sklených alebo keramických �astíc (pre zvýšenie pevnosti, tepelnej odolnosti a pod.),
• flexibilné.

3. �ivice ur�ené pre dentálny priemysel a medicínu – po sterilizácií sú kompatibilné s �udským tkanivom.

4. �ivice ur�ené pre odlievanie – majú nízky a� nulový zostatok popola po vypálení vo forme. Pou�ívajú sa ako “master model” vo formách na odlievanie s vysokou kvalitou detailov a povrchu.

Ako vyplýva z tohto príspevku, existuje pomerne ve�ké mno�stvo rôznych materiálov pre ka�dú aditívnu technológiu. Aby sme si vedeli správne vybra� po�adovaný materiál, je vhodné ma� preh�ad o dostupných technológiách a daných materiáloch. Pre objektívne porovnanie doporu�ujeme porovnáva� technické listy jednotlivých materiálov.

Po�et technológií a materiálov stále výrazne narastá a aj v najbli�ších rokoch sa mô�eme pravdepodobne teši� na �alšie novinky.