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非常規(guī)FDM 3D打印材料有哪些?

FDM可不是只有我們看到的那臺(tái)小桌面機(jī)那么點(diǎn)用處,FDM可以很高大上,本期介紹幾款非常規(guī)FDM絲材,希望能幫到該領(lǐng)域的用戶拓展應(yīng)用。


1.TPE / TPU柔性材料

TPU(熱塑性聚氨酯)是一種柔軟但又具備足夠韌性的材料,非常適合需要類橡膠性能的零件。它具有很大的彈性,可以反復(fù)拉伸,移動(dòng)和沖擊而不會(huì)磨損或降解。在商業(yè)應(yīng)用中,TPU通常用于汽車部件、醫(yī)療用品、家用電器領(lǐng)域,可制作密封件、墊圈、鞋底、智能手機(jī)蓋、腕帶等,當(dāng)前也有設(shè)計(jì)師用來(lái)打印服裝。但該材料打印時(shí)難度較高,特別是對(duì)于遠(yuǎn)端送料的3D打印機(jī),很難控制材料的進(jìn)退,而且容易堵塞噴頭。



2.碳纖維增強(qiáng)線材

碳纖維增強(qiáng)線材是在高強(qiáng)度PLA、尼龍以及其他聚合物的基礎(chǔ)上改進(jìn)的,它本身包含了大量長(zhǎng)短不一的細(xì)碳纖維。這些纖維非常小,可以通過(guò)FDM 3D打印機(jī)的擠出噴嘴,并增加聚合物的強(qiáng)度和剛度,從而有效地強(qiáng)化3D打印部件,剛度和強(qiáng)度都遠(yuǎn)超過(guò)普通PLAABS。而且它還具有非常高的熔體強(qiáng)度、很高的熔體粘度,良好的尺寸精度和穩(wěn)定性、打印時(shí)氣味很小。不過(guò),該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,線材中碳纖維的研磨性質(zhì)可能會(huì)引起黃銅的加速磨損,所以建議使用不銹鋼或硬化型銅合金的噴嘴。



碳纖維增強(qiáng)材料,可以提供與金屬相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度,又非常輕,在需要考慮重量與強(qiáng)度比的行業(yè)包括航空航天、汽車領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。

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3.PEEK

PEEK是一種半結(jié)晶熱塑性塑料,具有耐高溫性、自潤(rùn)滑性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射和電氣性能,以及具有優(yōu)異的機(jī)械性能,被認(rèn)為是世界上性能最好的工程熱塑性塑料之一。PEEK可用于制造航空航天、汽車、石油天然氣和醫(yī)療行業(yè)的苛刻應(yīng)用物品。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,聚醚醚酮具有優(yōu)良生物相容性,和金屬材料的植入體相比,其彈性模量和人骨彈性模量更接近,能夠滿足人體正常的生理需要,是一種良好的骨科植入物材料。

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PEEK可作為3D打印材料制造機(jī)械零部件以及骨科植入物,但由于PEEK材料具有較高熔點(diǎn),多數(shù)3D打印機(jī)噴頭工作性能不足以更好的熔化PEEK材料,這個(gè)問題給PEEK3D打印特別是FDM 3D打印帶來(lái)一定難度。

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4.尼龍線材

尼龍有優(yōu)良的韌性、耐磨性、耐疲勞性等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。FDM尼龍 12 適合用于需要高耐疲勞度的應(yīng)用,如可重復(fù)使用的摩擦貼合嵌件。而尼龍6則可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)具有功能性的耐用原型以及可經(jīng)受嚴(yán)苛生產(chǎn)環(huán)境的制造工具的性能,并能滿足高功能要求的小批量部件制作。

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在航空和汽車領(lǐng)域,FDM打印尼龍可制作工具、夾具和卡具以及用于內(nèi)飾板、低熱進(jìn)氣組件以及天線罩的原型;在消費(fèi)品的產(chǎn)品開發(fā)方面,可制作用于卡扣面板以及防沖擊組件的耐用原型。

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5.金屬質(zhì)感絲材

金屬質(zhì)感絲材實(shí)際上是一種PLAABS與金屬粉末混合的材料。模型拋光后,從視覺上能感到這些模型就像是用青銅,黃銅,鋁或不銹鋼制造出來(lái)的。這些金屬粉末與PLA、ABS混合后的打印線材比普通的ABS、PLA重很多,所以手感不像塑料,更像金屬。

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6.FDM導(dǎo)電絲材

導(dǎo)電絲材可用于制作電容式(觸摸)傳感器,可穿戴應(yīng)用中的傳感器、印刷電路,在電子設(shè)備中有廣泛應(yīng)用,同時(shí)可為實(shí)際產(chǎn)品的定制提供高度的自由度。


這種材料往往是在常規(guī)材料如ABS中摻入碳粉實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性能,通過(guò)FDM打印電路可比使用蝕刻和焊接更快、更安全、更便宜,而打印過(guò)程中可保持很好均勻性,變化率不超過(guò)5%。但是目前上市的導(dǎo)電線材還較少。


3D打印技術(shù)要與傳統(tǒng)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng),甚至FDM要與其他技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),復(fù)合材料將是該技術(shù)成為主流技術(shù)的背后驅(qū)動(dòng)力之一,再者就是設(shè)備問題。以上這些材料給我們的很大啟示就是材料的摻雜和復(fù)合,幾種材料摻一摻就能得到意想不到的性能。碳纖維與PEEK、尼龍材料復(fù)合可以實(shí)現(xiàn)金屬的強(qiáng)度但卻比金屬更輕,大可以在某些領(lǐng)域替代金屬。在TPU中加入石墨烯,加工成可導(dǎo)電的TPU線材,可以打印柔性傳感器、射頻屏蔽、柔性導(dǎo)電線路以及可穿戴式電子產(chǎn)品。因此,請(qǐng)不要覺得FDM太低級(jí),FDM在航空、汽車領(lǐng)域都大有可為!

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