Высокопрочные, высокотемпературные материалы для 3Д

Высокопрочные высокотемпературные материалы для 3Д печати

Бытует мнение, что 3Д-печать осуществляется только самыми простыми типами пластика, не обладающими никакими особыми качествами. Однако это бы накладывало на саму 3Д-печать жёсткие ограничения. На самом деле для 3Д-печати существует большой ассортимент материалов, которые используются в самых разных условиях. Различия заключаются и в технологии печати: FDM, стереолитография, фотополимерная печать, селективное лазерное спекание и т.д., и в назначении. Например, существуют пластики, используемые в самой простой FDM-технологии 3Д-печати, которые обладают свойствами резины. А так как на многих производствах активно используются промышленные 3Д-принтеры, то и материалы для 3Д-печати существуют промышленные. Это инженерные пластики, которые обладают особыми характеристиками.

Инженерные пластики необходимы для производственных процессов. Здесь совершенно не подойдет плывущий при не сильно высокой температуре PLA и прекрасно горящий ABS. Только из инженерного пластика можно напечатать не просто сувениры, а детали различных приборов и механизмов. Ключевыми характеристиками подобных материалов будут: прочность и стойкость к воздействию разного рода (температурному, химическому и механическому).

К инженерным пластикам относятся:

Nylon;
Полиамид;
Plastan;
инженерные виды ABS, например, ABSPlus-430;
coPet;
SBS;
Elastan;
Polycarbonat(PC);
PET и другие.

Каждый отдельный вид материала может использоваться в определённых условиях, и более предпочтителен для решения конкретных задач.

Профессиональные типы пластиков вроде ABSPlus-430 имеют специальный допуск «production grade», который означает, что данный материал может применяться для серийного производства. Для него характерны: высокая прочность, антистатичность, биосовместимость и другие качества.

Есть материалы, которые используются в авиастроении и машиностроении. Металлы все больше отходят, ведь их отличает большой вес. Пластик намного легче и, вместе с тем, может быть ещё и очень прочным. Незаменимы высокопрочные и термостойкие пластики в космической отрасли. Да, двигатель не напечатать на 3Д-принтере, но разные детали можно. К тому же из пластика они будут дешевле.

“Суперпластики” для 3Д-печати

То, что существуют инженерные пластики для 3Д-печати уже понятно, как и сферы их использования. Однако внимания заслуживают так называемые суперпластики. Это материалы, отличающиеся выдающимися свойствами. Яркий представитель – полиэфирэфиркетон (PEEK) – это удивительный материал, рабочая температура которого составляет 250 градусов. Изделия из этого материала способны даже выдерживать краткосрочный нагрев до 300 градусов. Конечно, и этот материал несовершенен, он отличается высокой стоимостью, а его ударопрочность характеризуется, как умеренная. Основное применение данного пластика – медицинская сфера, в том числе и имплантология.

Второй материал из этой серии – полиэфиримид (PEI). Его рабочая температура составляет порядка 215 градусов, но он прочнее и дешевле, чем PEEK. Именно этот материал нашёл применение в качестве замены металлу в аэрокосмической отрасли. Вышеназванные материалы появились благодаря стараниям компании Stratasys.

Так же есть и другие материалы с высокотемпературной стойкостью, например полифенилсульфон, полисульфон и другие.

Пластики могут заменить металлы, но в прочности они им всё же уступают. Для решения данной проблемы используются композитные материалы. Для этого в обычные филаменты добавляют металлы, и в результате пластик становится более прочным. Компания BASF предложила материал Ultrafuse 316LX, в котором нержавеющая сталь составляет до 80% массовой доли. В ходе производства изделие печатается на 3Д-принтере, а потом его помещают в специальную печать. Там пластик выжигается, а металл становится прочнее. Такой метод производства обходится дешевле обычного и эффективнее.

Таким образом, для технологии 3Д-печати не существует границ. Ассортимент материалов пополняется новыми постоянно, и это позволяет расширять спектр изделий, которые можно печатать на 3Д-принтере.