بهترین مواد انعطاف پذیر در پرینت سه بعدی

مقدمه

پرینت سه بعدی در مورد چاپ مواد انعطاف­ پذیر و لاستیک مانند، امکانات بسیار خوب و انواع مختلفی را ارائه می­ دهد. از قطعات تولیدی گرفته تا پروژه ­های خلاقانه و جالب برای علاقمندان، این چیزی است که باید بررسی کنید. اجازه دهید نگاهی به گزینه ­های مواد انعطاف­ پذیر پرینت سه بعدی برای فناوری­ های موجود بیاندازیم.

نشانگرهای سختی شور مواد مختلف پرینت سه بعدی

وقتی صحبت از پلیمرهای انعطاف ­پذیر می ­شود، سختی شور یکی از ویژگی ­های اصلی است که باید به آن توجه نمود.

مقیاس سختی شور برای ارائه­ ی یک نقطه­ ی مرجع مشترک در هنگام مقایسه­ ی مواد مختلف ایجاد گردیده و با استفاده از گیج طول­ سنج اندازه­ گیری می­ شود. مقیاس ­های سختی شور گوناگونی برای اندازه­ گیری سختی مواد مختلف وجود دارد.

·       مقیاس شور  OO مواد بسیار نرم مانند ژل (مانند کفی­ های ژل) را اندازه ­گیری می­ کند.

·       مقیاس شور  A طیف گسترده­ای از انواع مواد را اندازه ­گیری می­ نماید. از پلاستیک­ های بسیار نرم و انعطاف­ پذیر گرفته تا انواع نیمه سخت و تقریبا بدون انعطاف­ پذیری.

·       مقیاس شور  D لاستیک­ های بسیار سخت و پلاستیک­ های نیمه سخت (مانند لوله ­های PVC) را اندازه ­گیری می ­کند.

مقایسه­ ی سختی shore گزینه­ های مختلف پرینت سه بعدی انعطاف­ پذیر

همانطور که در تصویر می­ بینید، در مقیاس­ های مختلف همپوشانی وجود دارد. به عنوان مثال، ماده ای با سختی شور  95A، دارای سختی شور 50D نیز هست.

پرینت سه بعدی مواد منعطف 

فناوری­ های مختلف پرینت به پلیمرها یا رزین ­های متفاوتی برای چاپ نیاز دارند. بیایید ببینیم که هر فناوری به چه مواد چاپی نیاز داشته و ویژگی­ های آن را به تفصیل بررسی نماییم.

پلی  ­اورتان ترموپلاستیک (TPU)

TPU­ها از دسته الاستومرهای ترموپلاستیک هستند. TPE­ها می­ توانند از 10 شور 00 تا 72 شور D متغیر باشند که هر سه مقیاس سختی را در بر می­ گیرد. با این حال، رایج­ ترین مورد استفاده، مقیاس شور A است.

TPU پلی­ اورتان A95/88

معمولا به عنوان Ultrasint™ TPU01 شناخته شده و یک ماده­ ی چند منظوره منحصرا برای کاربرد در ذوب مولتی ­جت(MJF) است. این ماده یک اورتان گرمانرم بوده و انعطاف ­پذیری، استحکام پارگی بالا و جزئیات خوبی را داراست. پرینت سه بعدی TPU امکانات منحصر به فردی را ارائه می­ دهد که دستیابی به آن­ها با استفاده از سایر مواد پرینت سه بعدی مانند ABS، PLA یا نایلون دشوار می­ باشد.

TPU با ترکیب خواص پلاستیک و لاستیک می ­تواند قطعات الاستیک و بسیار بادوامی تولید نماید که به راحتی خم یا فشرده می ­شوند. این ماده ویژگی‌های لاستیک مانند سختی دارد - بسیار شبیه به چرخ اسکیت برد - که امکان استفاده در طیف وسیعی از کاربردهای نهایی را فراهم می‌سازد. علاوه بر این، به راحتی چاپ شده و مقاومت خوبی در برابر اشعه­ ی ماوراء بنفش و هیدرولیز دارد. 

قطعات پرینت سه بعدی TPU MJF  

فناوری: ذوب مولتی­جت  (MJF)

TPU/TPE مانند انعطاف ­پذیر

اگر به مواد مقاوم، انعطاف­ پذیر و لاستیکی نیاز دارید، TPU/TPE انعطاف­ پذیر مورد استفاده در تف­جوشی لیزری گزینشی (SLS) گزینه ­ای عالی است. با انعطاف­ پذیری خوب پس از تغییر شکل و پایداری بالا در برابر اشعه­ ی ماوراء بنفش (UV)، این TPU SLS الاستومری، مزایای بسیاری را ارائه می­ دهد. با ایجاد یک طراحی ساختاری جالب، می­ توان قطعات را برای کاربردهای گوناگون، از صنعت خودرو گرفته تا کفش، به صورت سه بعدی چاپ نمود. این ماده یک سطح سفید صاف را به ارمغان آورده، جذب ضربه­ ی عالی داشته و مقاومت خوبی نیز در برابر هیدرولیز ارائه می ­دهد.

فناوری: تف­جوشی لیزری گزینشی (SLS)

مواد TPU را می ­توان در پرینت FDM نیز استفاده نمود؛ اما معمولا چنین پرینت ­های سه بعدی کیفیت پایین ­تری نسبت به زمانی که با استفاده از فناوری­ های بر پایه­ ی پودر مانند SLS یا MJF چاپ می ­شوند، دارند. علاوه بر این، از نظر قیمت نیز تقریبا تفاوتی ندارند.

ویژگی­ های TPU

چند ویژگی کلیدی انحصاری درمورد TPU وجود دارد که برای صنایع مفید هستند.

مقاومت در برابر سایش/خراش

مقاومت در برابر سایش و خراش بالا به معنای دوام و ارزش ظاهری بالا است. TPU­ها در مقایسه با سایر مواد ترموپلاستیک، زمانی که مقاومت در برابر سایش و خراش برای کاربردهایی مانند ساخت قطعات داخلی خودرو، قطعات ورزشی و فنی بسیار مهم است، نتایج بسیار خوبی را ارائه می­ دهند.

مقاومت در برابر اشعه­ ی ماوراء بنفش

جدا از حفظ خواص مکانیکی خوب، آن­ها پایداری فوق­ العاده ­ای نیز در برابر اشعه­ ی ماوراء بنفش داشته و در نتیجه ثبات رنگ قابل توجهی از خود نشان می­ دهند. صنایع برای تولید قطعات در رنگ­ های روشن و تیره می ­توانند به مقاومت بالای TPU در برابر خراش و عملکرد UV تکیه کنند؛ زیرا TPU­ها ثبات رنگ را برای زیبایی قطعات تضمین می­ نمایند.

انعطاف ­پذیری بالا

TPU­ها انعطاف ­پذیری بالا، جذب ضربه و برگشت خوبی داشته و گزینه ­هایی عالی برای ساخت کفش، تجهیزات ورزشی و مدل­ های ارتوپدی هستند. این ویژگی در مورد ساخت تجهیزات داخلی خودرو و پوشش های فیلتر هوا بسیار مفید است.

سایر مزایا

·       انعطاف­ پذیری خوب در محدوده­ ی دمایی گسترده

·       مقاومت عالی در دمای پایین و ضربه ­پذیری

·       مقاوم در برابر آب و هوا و تشعشعات پر انرژی

·       الاستیسیته ­ی بالا در کل محدوده­ ی سختی

·       مقاومت در برابر روغن­ ها، گریس­ ها و حلال­ های متعدد

رزین­ های انعطاف­پذیر CLIP

رزین­ های CLIP دسته ­ای از رزین­ های با کیفیت هستند که در رابطه با فناوری پرینت سه بعدی کربن  DLS استفاده می ­شوند. که در سه نوع رزین CLIP انعطاف­ پذیر را ارائه داده می شود. 

·       DLS EPU 40 (1:22)

·       DLS FPU 50 (2:36)

·       DLS SIL 30 (3:36)

DLS EPU 40  (پلی ­اورتان الاستومری)

EPU 40 یک الاستومر پلی ­اورتان با کارایی بالا می باشد که انتخاب خوبی برای کاربردهایی است که به خواص کشسانی بالا و مقاومت در برابر پارگی نیاز دارند. رزین CLIP پلی ­اورتان الاستومری، به دلیل عملکرد بالا، امکان رفتار الاستیکی عالی را تحت بارهای کششی و فشاری دوره­ای فراهم می ­سازد. شما می ­توانید آن را کشیده و یا خم نمایید. شکل چاپ شده­ ی اصلی خود را بازمی ­یابد.

EPU 40 با سختی شور  70A، با TPU­های تجاری قابل مقایسه است. رزین EPU لاستیکی، مقاوم، انعطاف­ پذیر و کشش ­پذیر بوده، ضخامت لایه­ ای برابر با 100 میکرومتر یا 0.1 میلی­متر داشته و تقریبا نامرئی می­ باشد. قطعاتی از این جنس بسیار نزدیک به مدل‌های قالب‌گیری تزریقی بوده و برای نمونه‌سازی بسیار جالب هستند. 

خواص کلیدی

·       بسیار الاستیک

·       مقاوم در برابر پارگی

·       سازگاری شیمیایی و زیستی

کاربردها

·       واشرها و آب­بندها

·       کمک فنرها

·       عایق­ های لرزش

DLS FPU 50  (پلی­ اورتان انعطاف ­پذیر)

FPU 50 یک ماده ­ی نیمه سخت و مقاوم در برابر ضربه، سایش و خستگی بوده و انتخاب خوبی برای قطعاتی است که باید در برابر تنش ­های تکراری مقاومت نمایند. این ماده می‌تواند برای ساخت محفظه‌های سخت، مکانیزم‌های لولایی و اتصالات اصطکاکی ایده‌آل باشد. FPU به دلیل مقاومت عالی در برابر خستگی و گرما با پلی ­پروپیلن قابل مقایسه است. علاوه بر این، مانند EPU 40 لاستیکی و الاستیک نبوده و به وسیله­ ی آن می­ توان اجزایی به ضخامت 0.25 میلی­متر را نیز پرینت سه بعدی نمود. 

خواص کلیدی

·       سخت و مقاوم در برابر خستگی

·       استحکام کششی بالا

·       استحکام ضربه و تسلیم بالا

کاربردها

·       چفت و بست ­ها

·       سیستم­­ های تخلیه­ ی فشار

·       پایه‌ها و بست­ ها برای محصور کردن مدارهای الکتریکی کوچک

DLS SIL 30  (سیلیکون)

SIL یک ماده­ ی سیلیکون-اورتان دارای سختی شور  35Aبوده و با TPE­های تجاری قابل مقایسه است. فناوری CLIP با استفاده از انواع جدید پلیمرها، از جمله ترکیبات شیمیایی پیچیده مانند رزین­ های بر پایه­ ی پلی­ اورتان و سیانات استر، اجرای پرینت سه بعدی را امکان­ پذیر می­ سازد. نتیجه، یک انتخاب متنوع و رو به رشد از مواد بوده و منعکس ­کننده­ ی الزامات مهندسی مشترک است. 

خواص کلیدی

·       نرم

·       زیست سازگار

·       مقاوم در برابر پارگی

کاربردها

·       تجهیزات ورزشی (مچ ­بند­ها، پدهای هدفون)

·       تجهیزات پزشکی

همه­ ی این رزین­ های CLIP برای تماس طولانی مدت (بیش از 30 روز) با پوست مناسب هستند. به طور مشابه، همه ­ی آن­ها را می­ توان برای تماس کوتاه مدت (کمتر از 24 ساعت) مخاطی به جز EPU 40*، که فقط برای تماس با پوست مناسب است، استفاده کرد. از این رو، به فرآیندهای پرینت مواد ایمن مورد استفاده در صنعت پزشکی نیز راه پیدا نموده ­اند.

نتیجه ­گیری

2 نوع اصلی مواد انعطاف­ پذیر برای پرینت سه بعدی در بازار موجود است: TPU­ها که می ­توانند به وسیله­ ی پرینترهای سه بعدی FDM، MJF و SLS چاپ شوند و رزین­ های CLIP  (کربنDLS). اگر به دنبال قطعات مقرون‌به‌صرفه‌تر هستید، از مواد TPU استفاده کنید و اگر به خواص مواد پیشرفته‌تری مانند استحکام بالا یا مقاومت در برابر پارگی نیاز دارید، از رزین‌های CLIP گران‌تر استفاده نمایید.

اکثر این گزینه­ های پرینت سه بعدی در 3DHUB موجود است. تنها فایل­ های CAD خود را آپلود کرده و پیشنهاد قیمت را بررسی نمایید. و جهت مشاوره می توانید با شماره های داخل سایت با همکاران ما تماس بگیرید.