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非常规FDM 3D打印材料有哪些?

时间:2017-12-25 22:01 来源:3D打印技术参考 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

      FDM可不是只有我们看到的那台小桌面机那么点用处,FDM可以很高大上,本期介绍几款非常规FDM丝材,希望能帮到该领域的用户拓展应用。

1.TPE / TPU柔性材料

    TPU(热塑性聚氨酯)是一种柔软但又具备足够韧性的材料,非常适合需要类橡胶性能的零件。它具有很大的弹性,可以反复拉伸,移动和冲击而不会磨损或降解。在商业应用中,TPU通常用于汽车部件、医疗用品、家用电器领域,可制作密封件、垫圈、鞋底、智能手机盖、腕带等,当前也有设计师用来打印服装。但该材料打印时难度较高,特别是对于远端送料的3D打印机,很难控制材料的进退,而且容易堵塞喷头。

2.碳纤维增强线材

      碳纤维增强线材是在高强度PLA、尼龙以及其他聚合物的基础上改进的,它本身包含了大量长短不一的细碳纤维。这些纤维非常小,可以通过FDM 3D打印机的挤出喷嘴,并增加聚合物的强度和刚度,从而有效地强化3D打印部件,刚度和强度都远超过普通PLA和ABS。而且它还具有非常高的熔体强度、很高的熔体粘度,良好的尺寸精度和稳定性、打印时气味很小。不过,该材料表现出优异的性能,线材中碳纤维的研磨性质可能会引起黄铜的加速磨损,所以建议使用不锈钢或硬化型铜合金的喷嘴。

碳纤维增强材料,可以提供与金属相当的强度,又非常轻,在需要考虑重量与强度比的行业包括航空航天、汽车领域都有广泛的应用前景。

3.PEEK

    PEEK是一种半结晶热塑性塑料,具有耐高温性、自润滑性、化学稳定性、耐辐射和电气性能,以及具有优异的机械性能,被认为是世界上性能最好的工程热塑性塑料之一。PEEK可用于制造航空航天、汽车、石油天然气和医疗行业的苛刻应用物品。在生物医学领域,聚醚醚酮具有优良生物相容性,和金属材料的植入体相比,其弹性模量和人骨弹性模量更接近,能够满足人体正常的生理需要,是一种良好的骨科植入物材料。

     PEEK可作为3D打印材料制造机械零部件以及骨科植入物,但由于PEEK材料具有较高熔点,多数3D打印机喷头工作性能不足以更好的熔化PEEK材料,这个问题给PEEK的3D打印特别是FDM 3D打印带来一定难度。

4.尼龙线材

      尼龙有优良的韧性、耐磨性、耐疲劳性等优点,在工业上广泛应用。FDM尼龙 12 适合用于需要高耐疲劳度的应用,如可重复使用的摩擦贴合嵌件。而尼龙6则可以准确预测具有功能性的耐用原型以及可经受严苛生产环境的制造工具的性能,并能满足高功能要求的小批量部件制作。

在航空和汽车领域,FDM打印尼龙可制作工具、夹具和卡具以及用于内饰板、低热进气组件以及天线罩的原型;在消费品的产品开发方面,可制作用于卡扣面板以及防冲击组件的耐用原型。

5.金属质感丝材

    金属质感丝材实际上是一种PLA或ABS与金属粉末混合的材料。模型抛光后,从视觉上能感到这些模型就像是用青铜,黄铜,铝或不锈钢制造出来的。这些金属粉末与PLA、ABS混合后的打印线材比普通的ABS、PLA重很多,所以手感不像塑料,更像金属。

6.FDM导电丝材

      导电丝材可用于制作电容式(触摸)传感器,可穿戴应用中的传感器、印刷电路,在电子设备中有广泛应用,同时可为实际产品的定制提供高度的自由度。

这种材料往往是在常规材料如ABS中掺入碳粉实现导电性能,通过FDM打印电路可比使用蚀刻和焊接更快、更安全、更便宜,而打印过程中可保持很好均匀性,变化率不超过5%。但是目前上市的导电线材还较少。

 总结

    3D打印技术要与传统制造业竞争,甚至FDM要与其他技术竞争,复合材料将是该技术成为主流技术的背后驱动力之一,再者就是设备问题。以上这些材料给我们的很大启示就是材料的掺杂和复合,几种材料掺一掺就能得到意想不到的性能。碳纤维与PEEK、尼龙材料复合可以实现金属的强度但却比金属更轻,大可以在某些领域替代金属。在TPU中加入石墨烯,加工成可导电的TPU线材,可以打印柔性传感器、射频屏蔽、柔性导电线路以及可穿戴式电子产品。因此,请不要觉得FDM太低级,FDM在航空、汽车领域都大有可为!

来源:3D打印技术参考

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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