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3D打印材料系列专栏【一】 | 如何根据应用方向正确选择打印材料

在本期的3D打印材料系列专栏中,我们将涵盖3D打印的工作流程、特定材料的类型和性能及其潜在应用,还包括复合、生物基、生物降解和回收材料的简要概述。

3D打印材料系列专栏【一】 | 如何根据应用方向正确选择打印材料

在本期的3D打印材料系列专栏中,我们将涵盖3D打印的工作流程、特定材料的类型和性能及其潜在应用,还包括复合、生物基、生物降解和回收材料的简要概述。

(小贴士:本文篇幅较长,建议收藏!)

3D打印工作流程

3D打印工作流程始于一个想法或特定意图。


基于此想法及其应用,则必须考虑需要创建部分的需求。这部分零件在应用过程中,需要达到灵活、坚固、耐温等类似要求吗?

为了能达到有效工作的目的,零件需要具备什么特性?一旦设定了零件的各类要求,就能做出3D打印材料的初步选择了。

材料的类别

3D打印材料类别一直都未有一种官方的说法,而且难以定义。为了清晰起见,我们将材料分为三类——请看下面的简短描述,以及更详细的图表。

行业应用及其案例


如上所述,适合的材料取决于应用。让我们来看看3D打印的三个常用案例,以及其中最好的材料。

 

< 产 品 开 发 >

当原型或概念建模时,最重要的通常是让产品尽快进入市场。


产品开发的核心围绕着快速和廉价的迭代,才能证明设计的价值所在。因此,要想提高效率,原型生产必须易于打印且价格低廉——这就是为什么PLA和Tough PLA成为了用于产品开发的最受欢迎的材料。


如果打印的模型形状较为复杂,那么使用支撑材料如可溶解的PVA或Breakaway将有助于成型。进一步来说,若原型与成品能达到大概率相似的程度,这对于后期制造成品通常是有帮助的,所以明智的做法是选择具有高度美学特性的材料。

< 制 造 工 具 >

当开始应用3D打印技术后,制造工具能进一步达到其高效及有效的工作条件。


试想一下,通过在装配线上使用夹具来节省时间;用固定装置固定产品;或通过减轻重量来改善工具的人体工程学。


尼龙是这些应用案例中使用率最高的材料。因为它具有出色的耐久性、高韧性和高强度等特性。其他在制造工具中可能被证明有用的材料包括耐磨、静电安全、可后处理和柔性材料,这些属性有助于创建最适合您工作环境的部件。

<  终 端 用 途 零 件 >

终端用途的部件须尽可能保证长时间使用而不断裂或损坏——这就是为什么考虑具有强大机械性能的材料以及可承受环境影响的因素如此重要。

这些材料包括耐紫外线、耐化学、阻燃、耐磨或耐温等材料,例如玻璃或碳纤维等复合材料,因其机械性能而常用以达预期。

生物基、可降解及可回收材料

 

生物基材料来源于生物,如玉米淀粉或纤维素。生物可降解材料是那些会随着时间的推移而生物降解的材料。可回收材料是由可回收的材料制成的。

这三种选择都更加环保,具有可持续性。Ultimaker Marketplace包含生物基和生物可降解材料,如PLA、ASA、ABS、PET-G和尼龙。

复合材料

复合材料由两种或两种以上材料组合而成,其特性与原始材料不同。常用的复合材料是纤维增强型的,包括玻璃纤维、碳纤维和凯夫拉纤维(KEVLAR)。

复合材料提高了部件的强度、刚度和耐热性等性能,使部件更加耐用,这意味着复合材料是打印最终用途部件的合适选择。


此外,复合材料在制造轻而强的零件时特别有用,因为复合材料具有高的强度重量比,有时可以用来代替金属。实际强度部分取决于使用了哪种纤维材料以及使用了多少纤维材料。

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