Filamen pencetak 3D dijelaskan

Bagaimana Pilih Filamen yang Betul

Selepas anda memilih pencetak 3D, keputusan pertama yang perlu anda buat ialah jenis filamen yang anda mahu gunakan. Terdapat beberapa jenis kelainan-malah mengetepikan pelbagai warna yang mereka masuk. Menjemur melalui mereka menjejaskan nama-nama berbentuk kimia: asid polylactic, alkohol polyvinyl, serat karbon, dan elastomer termoplastik terma-dua. Mereka pergi dengan pelbagai akronim, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA, dan PCTPE di kalangan mereka. Tetapi jangan kecewa dengan sup abjad ini. Hanya beberapa jenis yang biasa digunakan, dan pengeluar cenderung untuk menghindari peminat geeky yang terlalu memihak kepada lebih banyak nama deskriptif yang merujuk kepada kualiti filamen penting seperti fleksibiliti (misalnya Ninjaflex Ninjaflex dan Polyflex Polymaker) dan kekuatan (Makerbot, XYZprinting, dan Ultimaker semua filamen pasaran dipanggil Tough PLA).

Asas Filament

Filamen yang digunakan dalam percetakan 3D adalah termoplastik, iaitu plastik (aka polimer) yang mencairkan daripada membakar apabila dipanaskan, boleh dibentuk dan dibentuk, dan menguatkan apabila disejukkan. Filamen dimasukkan ke ruang pemanasan dalam pemasangan extruder pencetak, di mana ia dipanaskan pada titik leburnya dan kemudian diekstrusi (squirted) melalui muncung logam sebagai bergerak perhimpunan extruder, mengesan jalan yang diprogramkan ke dalam fail objek 3D untuk mencipta, lapisan oleh lapisan, objek bercetak. Walaupun kebanyakan pencetak 3D mempunyai satu extruder, terdapat beberapa model extruder ganda yang dapat mencetak objek dalam warna yang berbeda atau dengan jenis filamen yang berbeda.

Proses percetakan dengan filamen plastik dipanggil sama ada fabrikasi filamen bersatu (FFF) atau pemodelan pemendapan bercampur (FDM). Mereka adalah perkara yang sama; akronim FDM dicatatkan oleh perintis percetakan 3D Stratasys Corp, jadi pengeluar lain mencipta nama mereka sendiri untuk menggambarkan teknologi pencetak mereka; FFF adalah yang ditangkap. Malah pada hari ini, kecuali dalam beberapa risalah pengilang, anda akan melihat nama-nama yang digunakan secara bergantian.

Filament dijual dalam spool dengan berat antara 0.5 kilogram hingga 2 kilogram. Filamen datang dalam dua ketebalan, 1.75 milimeter dan 3 milimeter. (Yang terakhir ini sebenarnya kurang nipis, kira-kira 2.85 milimeter.) Sebahagian besar filamen adalah jenis 1.75 milimeter; Ultimaker dan LulzBot adalah antara beberapa pengeluar yang pencetaknya menggunakan saiz tebal. Berat hampir selalu disenaraikan dalam unit metrik.

Sekarang, mari kita lihat beberapa jenis filamen yang lebih popular dan penting.

The Dynamic Duo: ABS dan PLA

Setakat ini, jenis filamen yang paling biasa ialah acrylonitrile butadiene styrene (ABS) dan asid polylactic (PLA). Pencetak 3D yang paling asas direka untuk menggunakan filamen ini secara eksklusif. Sebahagian daripada daya tarikan mereka adalah bahawa mereka agak murah, dengan kos sebanyak $ 20 sekilogram.

Jangan dimatikan oleh nama kimia ABS yang tidak berat sebelah; itu plastik yang sama digunakan di Legos. Objek yang dicetak dari ABS adalah sukar, tahan lama, dan tidak beracun. Ia mempunyai titik lebur yang agak tinggi, dengan suhu cetak antara 210 darjah hingga 250 darjah Celsius. Sudut bawah objek yang dicetak dengan ABS mempunyai kecenderungan untuk berkurang ke atas sedikit, terutama jika anda menggunakan katil cetakan yang tidak dipanaskan. Semasa percetakan, ABS boleh memancarkan bau yang tidak enak dan tidak menyenangkan, jadi ia lebih baik digunakan dengan pencetak bingkai tertutup di dalam bilik yang mempunyai pengudaraan yang baik.

PLA mempunyai titik lebur yang agak rendah, dengan suhu yang boleh digunakan antara 180 darjah dan 230 darjah Celcius. Ia berasaskan tumbuhan dan biodegradable. Ia lebih sukar daripada ABS, mencetak tanpa bingkai, dan umumnya mudah untuk digunakan, walaupun dalam kes yang jarang berlaku ia boleh menyebabkan kesesakan extruder. PLA sering digunakan sebagai bahan asas untuk bahan-bahan yang lebih eksotis, komposit, yang akan dibincangkan dengan sedikit.

Nilon

Nylon adalah bahan sintetik yang sangat serba boleh, yang dibangunkan pada tahun 1930-an, yang telah menemui segala-galanya dari berus gigi untuk payung terjun untuk tayar ke stoking, dan kini filamen pencetak 3D. Pada jantungnya ia adalah polimer, atau plastik (atau, lebih tepatnya, sebuah keluarga plastik). Ia kuat dan tahan lama, namun fleksibel, dan antara filamen percetakan 3D yang paling murah. Ia cair pada suhu yang lebih tinggi (kira-kira 240 darjah Celcius) daripada kebanyakan filamen. Tidak semua pencetak 3D dibina untuk mengendalikan haba itu-beberapa bahan yang biasa digunakan dalam asap pemadam ekstrem pada suhu itu. Seperti dengan ABS, objek dicetak dengan nilon mempunyai kecenderungan untuk meledingkan, yang boleh dikurangkan dengan menggunakan katil cetakan yang dipanaskan.

Filamen yang fleksibel

TPEs (atau elastomer termoplastik) adalah termoplastik dengan keanjalan yang tinggi (walaupun masih jauh dari, katakan, band getah); Objek yang dicetak dengannya agak fleksibel. Satu jenis TPE biasa adalah polyurethane termoplastik (TPU), yang mana NinjaFlex adalah contoh yang popular.

Filamen terlarut: HIPS dan PVA

Salah satu akronim yang lebih menarik, HIPS, bermaksud polistirena berimpak tinggi. HIPS adalah harga sederhana, ringan, dan boleh diandalkan, terpaku, dan berwarna dengan cat akrilik. Ia sama dengan ABS, kecuali bahawa HIPS larut dalam Limonene, pelarut berasaskan sitrus, menjadikannya pilihan yang baik-apabila mencetak dengan bahan kedua (seperti ABS atau PLA) dengan pencetak dua extruder-sebagai bahan sokongan yang boleh dibubarkan selepas dicetak. Ia juga mencetak dengan baik sendiri, dan filamen yang disyorkan oleh LulzBot untuk Pencetak LulzBot Mini 3D, yang memperoleh Pilihan Editor kami. MakerBot Dissolvable Filament juga terdiri daripada HIPS.

Satu lagi filamen larut adalah PVA (alkohol polyvinyl), yang mudah larut dalam air. PVA adalah tidak berbau, tidak noksik, dan biodegradasi. Ia mempunyai titik lebur yang rendah, dan boleh menjejaskan muncung extruder apabila terlalu panas. Ia sering digunakan sebagai bahan sokongan dalam pencetak dwi-extruder; Saya menguji Ultimaker 3 dengan mencetak objek ujian-kotak dalam kotak menggunakan PLA untuk kotak itu sendiri dan PVA sebagai sokongan. Selepas objek dicetak, saya merendamnya dalam air suam, dan PLA secara beransur-ansur dibubarkan, meninggalkan sepasang kotak bersarang.

Filamen Komposit

Filamen komposit mempunyai asas PLA atau termoplastik lain di mana zarah, serbuk, atau serpihan bahan-bahan lain telah dicampur. Sesetengahnya adalah campuran kayu, yang lain termasuk batu pasir atau batu kapur, dan yang lain pula mempunyai pelbagai jenis logam, termasuk besi, aluminium, tembaga, tembaga, dan tembaga. Filamen ini mengambil beberapa sifat bahan yang telah dicampur dengannya. Komposit popular lain ialah serat karbon; objek yang dicetak darinya mengambil beberapa kekuatan serat. Kelemahan pada filamen komposit ini adalah bahawa mereka lebih mahal daripada bukan komposit.

Di luar Filamen Plastik: Percetakan Berbasis Resin

Dengan percubaan pencetak FFF hari ini, mudah untuk mengabaikan fakta bahawa ada model di pasaran berdasarkan teknologi lain yang tidak menggunakan filamen. Ketua di kalangan mereka adalah stereolitografi (aka SLA), teknologi pencetakan 3D pertama yang telah dikembangkan, dan yang mampu cetak resolusi tinggi dan terperinci. Tag harga untuk pencetak SLA untuk kegunaan komersil boleh berjalan dengan baik menjadi lima (dan malah menjadi enam) angka, tetapi kami telah melihat beberapa model murah, sesuai untuk penggemar dan artis.

Dalam percetakan SLA, laser ultraviolet mengesan bentuk objek yang akan dicetak, lapisan oleh lapisan, pada resin yang sensitif UV (aka fotopolimer, atau resin photopolymer) yang ditempatkan dalam dulang atau tong, dan resin yang terdedah kepada laser mengeras untuk membentuk objek yang dicetak. Resin datang dalam botol 500-mililiter dan 1 liter, dengan harga dari pengeluar pencetak bermula pada kira-kira $ 100 seliter. Sesetengah pengeluar telah merumuskan resin untuk kekuatan, kelenturan, ketegaran, dan kualiti lain, dan resin tersebut cenderung untuk menjual pada premium. Resin telah mengalami palet warna yang terhad, dan cenderung terhad kepada hitam, kelabu, putih, dan jelas, walaupun beberapa resin berwarna terang dan logam telah menjadi terlambat.

DLP adalah satu bentuk stereolitografi yang menggunakan projektor di tempat laser sebagai sumber cahaya, menggunakan cahaya yang kelihatan dan bukan ultraviolet. Projektor, yang menggunakan teknologi Texas Instruments 'DLP (Digital Light Processing), mempersembahkan satu siri imej ke dalam tong resin photopolymer yang serupa dengan resin yang digunakan dalam percetakan SLA untuk membina objek, lapisan oleh lapisan.

Sekarang bahawa anda tahu semua yang anda perlukan mengenai filamen yang paling popular, anda akan mahu membaca panduan membeli pencetak 3D kami, yang termasuk ulasan model terbaik yang baru-baru ini kami uji. Anda juga boleh menyemak apa yang dikatakan pengguna awal mengenai masa belajarnya untuk mencetak dalam 3D.