Guia de la impressió 3D: materials, tipus, aplicacions i propietats
Guia per a la impressió 3D FDM:
Materials, Tipus, aplicacions i propietats
Hi ha desenes de materials plàstics disponibles per a la impressió 3D, cadascun amb les seves pròpies qualitats úniques que els fan més adequats per a usos específics. Per simplificar el procés de trobar el millor material per a una peça o producte en particular, deixeu...'Primer, fem una ullada als principals tipus de plàstics i als diferents processos d'impressió 3D.
Tipus de materials plàstics
Hi ha dos tipus principals de plàstics:
Els termoplàstics són el tipus de plàstic més utilitzat. La seva principal diferència respecte als termoestables és la seva capacitat de patir múltiples cicles de fusió i solidificació. Els termoplàstics es poden escalfar i donar-los la forma desitjada. El procés és reversible, ja que no es produeix cap enllaç químic, de manera que els termoplàstics es poden reciclar, fondre i reutilitzar. Una analogia comuna per als termoplàstics és la mantega, que es pot fondre, resolidificar i fondre de nou. Les seves propietats canvien lleugerament durant cada cicle de fusió.
Els termoestables (també coneguts com a plàstics termoestables) romanen en un estat sòlid permanent després del curat. Els polímers dels termoestables es reticulen durant el procés de curat, que és causat per la calor, la llum o la radiació adequada. Els termoestables es descomponen quan s'escalfen en lloc de fondre's, i no es reformen quan es refreden. És impossible reciclar els termoestables ni retornar el material als seus components bàsics. Els termoestables són com la massa de pastís, i un cop cuits al pastís, no es poden tornar a fondre a la massa.
Processos d'impressió 3D de plàstic
Els tres processos d'impressió 3D de plàstic més establerts són els següents:
Les impressores 3D de modelatge per deposició fusionada (FDM) fonen i extrudeixen filament termoplàstic, que es diposita capa per capa a la zona de construcció mitjançant el broquet de la impressora.
Les impressores 3D d'estereolitografia (SLA) utilitzen làsers per curar resines líquides termoestables en plàstics endurits, un procés anomenat fotopolimerització.
Les impressores 3D de sinterització làser selectiva (SLS) utilitzen làsers d'alta potència per fondre petites partícules de pols termoplàstica.
Impressió 3D FDM
El modelatge per deposició fusionada (FDM), també conegut com a fabricació de filaments fusionats (FFF), és la forma d'impressió 3D més utilitzada a nivell de consumidor, impulsada per l'aparició de les impressores 3D aficionades.
Aquesta tècnica és molt adequada per a models bàsics de prova de concepte, així com per a la creació ràpida i de baix cost de peces senzilles, com ara peces que normalment es poden mecanitzar.
La FDM a nivell de consum té la resolució i la precisió més baixes en comparació amb altres processos d'impressió 3D de plàstic i no és la millor opció per imprimir dissenys complexos o peces amb característiques intricades. Es poden obtenir acabats de més qualitat mitjançant processos de poliment químic i mecànic. Les impressores 3D FDM industrials utilitzen suports solubles per mitigar alguns d'aquests problemes i ofereixen una gamma més àmplia de termoplàstics d'enginyeria o fins i tot compostos, però també tenen un preu elevat.
A mesura que el filament fos forma cada capa, de vegades poden quedar buits entre les capes quan es desfan.'t s'adhereixen completament. Això dóna lloc a peces anisotròpiques, cosa que és important tenir en compte quan es dissenyen peces destinades a suportar càrrega o resistir la tracció.
Els materials d'impressió 3D FDM estan disponibles en una varietat d'opcions de color. També existeixen diverses barreges experimentals de filaments de plàstic per crear peces amb superfícies semblants a la fusta o al metall.
Materials d'impressió 3D FDM populars
Els materials d'impressió 3D FDM més comuns són l'ABS, el PLA i les seves diverses mescles. Les impressores FDM més avançades també poden imprimir amb altres materials especialitzats que ofereixen propietats com ara una major resistència a la calor, resistència a l'impacte, resistència química i rigidesa.
MATERIAL | CARACTERÍSTIQUES | APLICACIONS |
ABS (acrilonitril butadiè estirè) | Resistent i durador | Prototips funcionals |
PLA (àcid polilàctic) | Els materials FDM més fàcils d'imprimir | Models conceptuals |
PETG (polietilen tereftalat glicol) | Compatible amb temperatures d'impressió més baixes per a una producció més ràpida | Aplicacions impermeables |
Niló | Fort, durador i lleuger | Prototips funcionals |
TPU (poliuretà termoplàstic) | Flexible i estirable | Prototips flexibles |
PVA (alcohol polivinílic) | Material de suport soluble | Material de suport |
HIPS (poliestirè d'alt impacte) | Material de suport soluble més utilitzat amb ABS | Material de suport |
Materials compostos (fibra de carboni, kevlar, fibra de vidre) | Rígid, fort o extremadament resistent | Prototips funcionals |
