3D Yazıcı Filamentlerinin Açıklaması

Doğru Filament Nasıl Seçilir

Bir 3D yazıcı seçtikten sonra vermeniz gereken ilk karar, ne tür bir filament kullanmak istediğinizdir. Birkaç düzine çeşit var - hatta bu türlerin sayısız rengini bir kenara bırakalım. Aralarından geçerken, kulağa bir dizi kimyasal isim geliyor: örneğin polilaktik asit, polivinil alkol, karbon fiber ve dil bükümlü termoplastik elastomerler. Aralarında ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA ve PCTPE gibi baş döndürücü çeşitlilikte kısaltmalar var. Ama bu alfabe çorbası sizi korkutmasın. Yalnızca birkaç tür yaygın olarak kullanılmaktadır ve üreticiler, esneklik (örneğin, NinjaTek'in Ninjaflex ve Polymaker'ın Polyflex'i) ve güç (Makerbot, XYZprinting) gibi filamentin temel bir kalitesine atıfta bulunan daha açıklayıcı adlar lehine aşırı geek lakaplardan kaçınma eğilimindedir. ve Ultimaker, Tough PLA olarak adlandırılan tüm pazar filamentleri).

Filament Temelleri

3D baskıda kullanılan filamentler, ısıtıldığında yanmak yerine eriyen, şekillendirilebilen ve kalıplanabilen ve soğutulduğunda katılaşan plastikler (diğer adıyla polimerler) olan termoplastiklerdir . Filament, yazıcının ekstrüder düzeneğindeki bir ısıtma odasına beslenir, burada erime noktasına kadar ısıtılır ve daha sonra ekstrüder düzeneği hareket ederken metal bir memeden ekstrüde edilir (fışkırtılır), oluşturmak için bir 3D nesne dosyasına programlanmış bir yolu izleyerek, katman katman, yazdırılan nesne. Çoğu 3D yazıcının tek bir ekstrüderi olmasına rağmen, bir nesneyi farklı renklerde veya farklı filament türlerinde yazdırabilen bazı çift ekstrüder modelleri vardır.

Plastik filamentle baskı işlemi, kaynaşmış filament üretimi (FFF) veya kaynaşmış biriktirme modellemesi (FDM) olarak adlandırılır. Onlar aynı şeydir; FDM kısaltması, 3D baskı öncüsü Stratasys Corp.'un ticari markasıdır, bu nedenle diğer üreticiler, yazıcılarının teknolojisini tanımlamak için kendi adlarını oluşturdular; FFF, yakalanan kişidir. Bugün bile, bazı üreticilerin broşürleri dışında, isimlerin birbirinin yerine kullanıldığını göreceksiniz.

Filament, 0,5 kilogramdan 2 kilograma kadar değişen ağırlıklarda makaralar halinde satılmaktadır. Filament, 1.75 milimetre ve 3 milimetre olmak üzere iki kalınlıkta gelir. (Sonuncusu gerçekte biraz daha incedir, yaklaşık 2,85 milimetredir.) Filamentin büyük çoğunluğu 1,75 milimetre tipindedir; Ultimaker ve LulzBot, yazıcıları daha kalın boyutu kullanan birkaç üreticiden biridir. Ağırlık neredeyse her zaman metrik birimlerde listelenir.

Şimdi daha popüler ve önemli filament türlerinden birkaçına göz atalım.

Dinamik İkili: ABS ve PLA

Şimdiye kadar en yaygın filament türleri akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve polilaktik asittir (PLA). Çoğu temel 3D yazıcı, yalnızca bu filamentleri kullanmak için tasarlanmıştır. Cazibelerinin bir kısmı, nispeten ucuz olmaları ve kilogram başına 20 dolar kadar düşük bir maliyete sahip olmalarıdır.

ABS'nin hantal kimyasal ismi sizi yanıltmasın; Legolarda kullanılan plastikle aynı. ABS'den basılan nesneler sağlam, dayanıklı ve toksik değildir. 210 dereceden 250 santigrat dereceye kadar değişen bir baskı sıcaklığı ile nispeten yüksek bir erime noktasına sahiptir. ABS ile yazdırılan nesnelerin alt köşeleri, özellikle ısıtılmayan bir baskı yatağı kullanıyorsanız, biraz yukarı kıvrılma eğilimindedir. ABS, yazdırma sırasında keskin, hoş olmayan bir koku yayabilir, bu nedenle en iyi şekilde iyi havalandırılan bir odada kapalı çerçeveli bir yazıcıyla kullanılır.

PLA, 180 derece ile 230 santigrat derece arasındaki kullanılabilir sıcaklıklara sahip, nispeten düşük bir erime noktasına sahiptir. Bitki bazlıdır ve biyolojik olarak parçalanabilir. ABS'den daha zordur, eğrilmeden yazdırır ve genellikle kullanımı kolaydır, ancak nadir durumlarda ekstrüder sıkışmalarına neden olabilir. PLA genellikle birazdan tartışacağımız daha egzotik, kompozit malzemeler için temel malzeme olarak kullanılır.

Naylon

Naylon, 1930'larda geliştirilen, diş fırçalarından paraşütlere, lastiklere ve çoraplara kadar her şeyde kullanım bulan inanılmaz derecede çok yönlü bir sentetik malzemedir ve şimdi 3D yazıcı filamentidir. Özünde bir polimer veya plastiktir (veya daha doğrusu bir plastik ailesi). Güçlü ve dayanıklıdır, ancak esnektir ve en düşük fiyatlı 3D baskı filamentleri arasındadır. Çoğu filamentten daha yüksek bir sıcaklıkta (yaklaşık 240 santigrat derece) erir. Tüm 3D yazıcılar bu ısıyı işlemek için üretilmemiştir - ekstrüderde yaygın olarak kullanılan bazı maddeler bu sıcaklıkta duman yayar. ABS'de olduğu gibi, naylonla basılan nesnelerin bükülme eğilimi vardır ve bu, ısıtılmış bir baskı yatağı kullanılarak azaltılabilir.

Esnek Filament

TPE'ler (veya termoplastik elastomerler), yüksek elastikiyete sahip termoplastiklerdir (yine de örneğin lastik bantlardan çok kısadır); onlarla basılan nesneler nispeten esnektir. Yaygın bir TPE türü, NinjaFlex'in popüler bir örneği olduğu termoplastik poliüretandır (TPU).

Çözünür Filamentler: HIPS ve PVA

Daha akılda kalıcı kısaltmalardan biri olan HIPS, yüksek etkili polistiren anlamına gelir. HIPS uygun fiyatlıdır, hafiftir ve zımparalanabilir, yapıştırılabilir ve akrilik boyalarla renklendirilebilir. ABS'ye benzer, ancak HIPS'in narenciye bazlı bir çözücü olan Limonene'de çözünür olması, onu destek malzemesi olarak çift ekstrüder yazıcıyla ikinci bir malzemeyle (ABS veya PLA gibi) baskı yaparken iyi bir seçim haline getiriyor. yazdırıldıktan sonra çözülebilir. Ayrıca kendi başına iyi yazdırır ve LulzBot tarafından Editörün Seçimini kazanan LulzBot Mini 3D Yazıcısı (Amazon Kanada'da) için önerilen filamenttir. MakerBot Dissolvable Filament ayrıca HIPS'den oluşur.

Başka bir çözünür filament, suda uygun şekilde çözünen PVA'dır (polivinil alkol). PVA kokusuzdur, toksik değildir ve biyolojik olarak parçalanabilir. Düşük bir erime noktasına sahiptir ve aşırı ısındığında bir ekstrüder memesini sıkıştırabilir. Çift ekstrüder yazıcılarda genellikle destek malzemesi olarak kullanılır; Ultimaker 3'ü (Amazon Kanada'da), kutuların kendileri için PLA ve destek olarak PVA kullanarak bir test nesnesi (kutu içinde kutu) yazdırarak test ettim. Nesne yazdırıldıktan sonra, onu ılık suya daldırdım ve PLA, iç içe geçmiş bir çift kutu bırakarak yavaş yavaş çözüldü.

Kompozit Filamentler

Kompozit filamentler, içine diğer malzemelerin parçacıklarının, tozlarının veya pullarının karıştırıldığı bir PLA veya başka termoplastik bir tabana sahiptir. Bazıları ahşap karışımları, diğerleri kumtaşı veya kireçtaşı içerir ve yine de bazılarında demir, alüminyum, pirinç, bronz ve bakır gibi çeşitli metaller bulunur. Bu filamentler, karıştırıldıkları malzemelerin bazı özelliklerini alırlar. Bir diğer popüler kompozit ise karbon fiberdir; ondan basılan nesneler lifin gücünün bir kısmını alır. Bu kompozit filamentlerin bir dezavantajı, kompozit olmayanlardan önemli ölçüde daha pahalı olmalarıdır.

Plastik Filamentin Ötesinde: Reçine Bazlı Baskı

FFF yazıcıların günümüzde yaygınlaşmasıyla, piyasada filament kullanmayan diğer teknolojilere dayalı modeller olduğu gerçeğini gözden kaçırmak kolaydır. Bunların başında, geliştirilen ve çok detaylı, yüksek çözünürlüklü baskılar alabilen ilk 3D baskı teknolojisi olan stereolitografi (diğer adıyla SLA) geliyor. Ticari kullanım için SLA yazıcıları için fiyat etiketleri beş (hatta altı) rakama kadar çıkabilir, ancak hobiler ve zanaatkarlar için uygun bazı daha düşük fiyatlı modeller gördük.

SLA baskıda, bir ultraviyole lazer, bir tepsi veya tekne içinde yer alan UV'ye duyarlı bir reçine (diğer adıyla fotopolimer veya fotopolimer reçine) üzerinde yazdırılacak nesnenin şeklini katman katman izler ve lazere maruz kalan reçine sertleşir. basılı nesneyi oluşturmak için. Reçineler 500 mililitre ve 1 litrelik şişelerde gelir ve yazıcı üreticilerinin fiyatları litre başına yaklaşık 100 dolardan başlar. Bazı üreticiler, mukavemet, esneklik, sertlik ve diğer nitelikler için reçineler formüle etmişlerdir ve bu tür reçineler, yüksek fiyata satma eğilimindedir. Reçineler sınırlı bir renk paletinden muzdariptir ve bazı daha parlak renkli ve metalik reçineler son zamanlarda mevcut olmasına rağmen, siyah, gri, beyaz ve şeffaf ile sınırlı olma eğiliminde olmuştur.

DLP, ultraviyole yerine görünür ışık kullanarak, ışık kaynağı olarak lazer yerine projektör kullanan bir stereolitografi biçimidir. Texas Instruments'ın DLP (Dijital Işık İşleme) teknolojisini kullanan projektör, nesneyi katman katman oluşturmak için SLA baskısında kullanılan reçinelere benzer bir fotopolimer reçine teknesine bir dizi görüntüyü yansıtır.

Artık en popüler filamentler hakkında ihtiyacınız olan her şeyi bildiğinize göre, yakın zamanda test ettiğimiz en iyi modellerin incelemelerini içeren 3D yazıcı satın alma kılavuzumuzu okumak isteyeceksiniz. Ayrıca, erken benimseyen birinin 3D olarak yazdırmayı öğrenme zamanı hakkında neler söylediğine de göz atabilirsiniz.