Bạn có bao giờ tự hỏi tại sao công nghệ in 3D lại ngày càng phát triển và thay thế các công nghệ sản xuất truyền thống cũ không?
Nếu bạn cố gắng liệt kê lý do tại sao sự chuyển đổi này đang diễn ra, danh sách chắc chắn sẽ bắt đầu bằng tùy chỉnh. Mọi người đang tìm kiếm sự cá nhân hóa. Họ ít quan tâm đến tiêu chuẩn hóa.
Và chính vì sự thay đổi trong hành vi của con người và khả năng của công nghệ in 3D trong việc đáp ứng nhu cầu cá nhân hóa thông qua tùy chỉnh của con người, mà nó có thể thay thế các công nghệ sản xuất truyền thống dựa trên tiêu chuẩn hóa.
Tính linh hoạt là một yếu tố ẩn sau việc mọi người tìm kiếm sự cá nhân hóa. Và thực tế là có vật liệu in 3D linh hoạt trên thị trường cho phép người dùng phát triển ngày càng nhiều bộ phận linh hoạt và nguyên mẫu chức năng là nguồn hạnh phúc thuần túy đối với một số người dùng.
Thời trang in 3D và cánh tay giả in 3D là những ví dụ về các ứng dụng mà tính linh hoạt của in 3D cần được đánh giá cao.
In 3D cao su là một lĩnh vực vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và chưa được phát triển. Nhưng hiện tại, chúng ta chưa có công nghệ in 3D cao su, cho đến khi cao su có thể in hoàn toàn, chúng ta sẽ phải quản lý bằng các giải pháp thay thế.
Và theo nghiên cứu, vật liệu thay thế gần nhất cho cao su được gọi là Thermoplastic Elastomers. Có bốn loại vật liệu linh hoạt khác nhau mà chúng ta sẽ xem xét sâu hơn trong bài viết này.
Những vật liệu in 3D mềm dẻo này được gọi là TPU, TPC, TPA và Soft PLA. Chúng tôi sẽ bắt đầu bằng cách cung cấp cho bạn thông tin tóm tắt về vật liệu in 3D mềm dẻo nói chung.
Sợi nào mềm dẻo nhất?
Việc lựa chọn sợi nhựa dẻo cho dự án in 3D tiếp theo của bạn sẽ mở ra nhiều khả năng khác nhau cho bản in của bạn.
Bạn không chỉ có thể in nhiều loại vật thể khác nhau bằng sợi nhựa flex mà còn có thể in những thứ khá tuyệt vời bằng vật liệu này nếu bạn có máy đùn hai hoặc nhiều đầu có chứa máy in.
Các bộ phận và nguyên mẫu chức năng như dép tông tùy chỉnh, đầu bi chịu lực hoặc đơn giản là bộ giảm chấn rung có thể được in bằng máy in của bạn.
Nếu bạn quyết tâm đưa sợi Flexi vào quá trình in sản phẩm của mình, bạn chắc chắn sẽ thành công trong việc biến trí tưởng tượng của mình thành hiện thực.
Với rất nhiều lựa chọn hiện có trong lĩnh vực này, sẽ rất khó để tưởng tượng đến thời điểm mà công nghệ in 3D sẽ ra sao nếu không có vật liệu in này.
Đối với người dùng, việc in bằng sợi nhựa dẻo vào thời điểm đó là một cực hình. Sự đau đớn này là do nhiều yếu tố xoay quanh một thực tế chung là những vật liệu này rất mềm.
Độ mềm của vật liệu in 3D linh hoạt khiến chúng trở nên nguy hiểm khi in bằng bất kỳ máy in nào, thay vào đó, bạn cần thứ gì đó thực sự đáng tin cậy.
Hầu hết các máy in thời đó đều gặp phải vấn đề về hiệu ứng dây đẩy, vì vậy bất cứ khi nào bạn đẩy thứ gì đó không có độ cứng qua vòi phun, nó sẽ uốn cong, xoắn và chống lại.
Bất kỳ ai quen với việc tháo chỉ từ kim ra để may bất kỳ loại vải nào đều có thể hiểu được hiện tượng này.
Ngoài vấn đề về hiệu ứng đẩy, việc sản xuất các sợi mềm hơn như TPE là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn, đặc biệt là khi có dung sai tốt.
Nếu bạn cho rằng khả năng chịu đựng kém và bắt đầu sản xuất, rất có khả năng sợi nhựa bạn sản xuất sẽ phải trải qua quá trình gia công, kẹt và đùn kém.
Nhưng mọi thứ đã thay đổi, hiện nay, có nhiều loại sợi mềm, một số trong số chúng thậm chí có tính chất đàn hồi và mức độ mềm khác nhau. PLA mềm, TPU và TPE là một số ví dụ.
Độ cứng bờ
Đây là tiêu chí phổ biến mà bạn có thể thấy các nhà sản xuất sợi nhựa nhắc đến cùng với tên vật liệu in 3D của họ.
Độ cứng Shore được định nghĩa là thước đo khả năng chống lại lực lõm của mọi vật liệu.
Chiếc cân này được phát minh vào thời xa xưa khi con người chưa có chuẩn mực nào để đánh giá độ cứng của bất kỳ vật liệu nào.
Vì vậy, trước khi độ cứng Shore được phát minh, mọi người phải sử dụng kinh nghiệm của mình để giải thích về độ cứng của bất kỳ vật liệu nào mà họ đã thử nghiệm, thay vì nêu ra một con số.
Tỷ lệ này trở thành một yếu tố quan trọng khi cân nhắc lựa chọn vật liệu khuôn nào để sản xuất một bộ phận của nguyên mẫu chức năng.
Ví dụ, khi bạn muốn lựa chọn giữa hai loại cao su để làm khuôn mẫu cho một nữ diễn viên ba lê đứng bằng thạch cao, độ cứng Shore sẽ cho bạn biết nên chọn loại cao su có độ cứng ngắn 70 A ít hữu ích hơn loại cao su có độ cứng Shore là 30 A.
Thông thường khi xử lý dây tóc, bạn sẽ biết rằng độ cứng bờ được khuyến nghị của vật liệu mềm nằm trong khoảng từ 100A đến 75A.
Trong đó, rõ ràng là vật liệu in 3D linh hoạt có độ cứng 100A sẽ cứng hơn vật liệu có độ cứng 75A.
Cần cân nhắc những gì khi mua sợi nhựa dẻo?
Có nhiều yếu tố cần cân nhắc khi mua bất kỳ loại dây tóc nào, không chỉ riêng dây tóc mềm dẻo.
Bạn nên bắt đầu từ một điểm trung tâm quan trọng nhất đối với bạn, chẳng hạn như chất lượng vật liệu sẽ tạo nên một bộ phận đẹp mắt của nguyên mẫu chức năng.
Sau đó, bạn nên nghĩ đến độ tin cậy trong chuỗi cung ứng, tức là vật liệu bạn sử dụng một lần để in 3D phải luôn có sẵn, nếu không, bạn sẽ chỉ sử dụng một lượng vật liệu in 3D hạn chế.
Sau khi cân nhắc những yếu tố này, bạn nên nghĩ đến độ đàn hồi cao, nhiều màu sắc. Vì không phải mọi vật liệu in 3D mềm dẻo đều có màu mà bạn muốn mua.
Sau khi cân nhắc tất cả các yếu tố này, bạn có thể cân nhắc đến dịch vụ khách hàng và giá cả của công ty so với các công ty khác trên thị trường.
Bây giờ chúng tôi sẽ liệt kê một số vật liệu mà bạn có thể chọn để in bộ phận linh hoạt hoặc nguyên mẫu chức năng.
Danh sách vật liệu in 3D mềm dẻo
Tất cả các vật liệu được đề cập dưới đây đều có một số đặc điểm cơ bản như chúng đều có tính chất mềm dẻo và mềm mại. Các vật liệu có khả năng chống mỏi tuyệt vời và tính chất điện tốt.
Chúng có khả năng giảm chấn và chịu va đập cực tốt. Những vật liệu này có khả năng chống chịu hóa chất và thời tiết, có khả năng chống rách và chống mài mòn tốt.
Tất cả đều có thể tái chế và có khả năng hấp thụ sốc tốt.
Điều kiện tiên quyết của máy in để in bằng vật liệu in 3D mềm dẻo
Có một số tiêu chuẩn mà bạn cần thiết lập cho máy in trước khi in bằng những vật liệu này.
Phạm vi nhiệt độ của bộ đùn của máy in phải nằm trong khoảng từ 210 đến 260 độ C, trong khi phạm vi nhiệt độ của đế in phải từ nhiệt độ môi trường đến 110 độ C tùy thuộc vào nhiệt độ chuyển thủy tinh của vật liệu mà bạn muốn in.
Tốc độ in được khuyến nghị khi in bằng vật liệu mềm có thể dao động từ năm milimét một giây đến ba mươi milimét một giây.
Hệ thống đùn của máy in 3D của bạn phải là hệ thống truyền động trực tiếp và bạn nên có quạt làm mát để xử lý nhanh hơn các bộ phận và nguyên mẫu chức năng mà bạn sản xuất.
Những thách thức khi in bằng những vật liệu này
Tất nhiên, có một số điểm bạn cần lưu ý trước khi in bằng những vật liệu này dựa trên những khó khăn mà người dùng đã gặp phải trước đây.
- Chất đàn hồi nhiệt dẻo được biết là khó xử lý bằng máy đùn của máy in.
- Chúng hấp thụ độ ẩm, do đó, kích thước bản in có thể tăng lên nếu sợi nhựa không được bảo quản đúng cách.
- Chất đàn hồi nhiệt dẻo nhạy cảm với chuyển động nhanh nên có thể bị cong vênh khi đẩy qua máy đùn.
TPU
TPU là viết tắt của nhựa nhiệt dẻo polyurethane. Nó rất phổ biến trên thị trường, vì vậy, khi mua sợi linh hoạt, có khả năng cao là vật liệu này là thứ bạn thường gặp so với các sợi khác.
Trên thị trường, loại sợi này nổi tiếng vì có độ cứng cao hơn và dễ đùn hơn các loại sợi khác.
Vật liệu này có độ bền tốt và độ bền cao. Nó có phạm vi đàn hồi cao trong khoảng 600 đến 700 phần trăm.
Độ cứng của vật liệu này dao động từ 60 A đến 55 D. Nó có khả năng in tuyệt vời, bán trong suốt.
Khả năng chống hóa chất đối với mỡ trong tự nhiên và dầu khiến nó phù hợp hơn để sử dụng với máy in 3D. Vật liệu này có khả năng chống mài mòn cao.
Bạn nên giữ nhiệt độ máy in trong khoảng từ 210 đến 230 độ C và nhiệt độ của giường in trong khoảng từ 60 độ C đến 100 độ C khi in bằng TPU.
Tốc độ in, như đã đề cập ở trên, phải nằm trong khoảng từ năm đến ba mươi milimét mỗi giây, trong khi để bám dính vào nền, bạn nên sử dụng băng dính Kapton hoặc băng dính của thợ sơn.
Máy đùn phải là loại truyền động trực tiếp và không nên sử dụng quạt làm mát, ít nhất là đối với các lớp đầu tiên của máy in này.
TPC
Chúng là viết tắt của copolyester nhiệt dẻo. Về mặt hóa học, chúng là este polyether có trình tự xen kẽ ngẫu nhiên của các glycol chuỗi dài hoặc chuỗi ngắn.
Các đoạn cứng của phần này là các đơn vị este chuỗi ngắn, trong khi các đoạn mềm thường là polyete mạch thẳng và polyester glycol.
Vì vật liệu in 3D linh hoạt này được coi là vật liệu cấp kỹ thuật nên bạn không thể thấy nó thường xuyên như TPU.
TPC có mật độ thấp với phạm vi đàn hồi từ 300 đến 350 phần trăm. Độ cứng Shore của nó nằm trong khoảng từ 40 đến 72 D.
TPC có khả năng chống hóa chất tốt, độ bền cao, có khả năng chịu nhiệt và chịu lực tốt.
Khi in bằng TPC, bạn nên giữ nhiệt độ trong khoảng từ 220 đến 260 độ C, nhiệt độ giường in trong khoảng từ 90 đến 110 độ C và tốc độ in tương tự như TPU.
TPA
Đồng trùng hợp hóa học của TPE và Nylon có tên là Polyamide nhiệt dẻo là sự kết hợp giữa kết cấu mịn và bóng có nguồn gốc từ Nylon và tính linh hoạt vốn là ưu điểm của TPE.
Nó có độ linh hoạt và độ đàn hồi cao trong khoảng từ 370 đến 497 phần trăm, với độ cứng Shore trong khoảng từ 75 đến 63 A.
Nó có độ bền đặc biệt và khả năng in ấn tương đương với TPC. Nó có khả năng chịu nhiệt tốt cũng như độ bám dính lớp.
Nhiệt độ của bộ đùn của máy in khi in vật liệu này phải nằm trong khoảng từ 220 đến 230 độ C, trong khi nhiệt độ của bệ in phải nằm trong khoảng từ 30 đến 60 độ C.
Tốc độ in của máy in của bạn có thể giống như tốc độ được khuyến nghị khi in TPU và TPC.
Chất kết dính của máy in phải là PVA và hệ thống đùn có thể là hệ thống truyền động trực tiếp cũng như Bowden.
Thời gian đăng: 10-07-2023