Ipinaliwanag ang mga filament ng 3D printer

Paano Piliin ang Tamang Filament

Matapos kang pumili ng isang 3D printer, ang unang desisyon na dapat mong gawin ay kung anong uri ng filament na nais mong gamitin. Mayroong ilang mga dosenang varieties-kahit na ang pagtabi ng maraming mga kulay na kanilang pinapasok. Ang paglibot sa kanila ay lumilitaw sa isang string ng mga pangalan na tunog na kemikal: polylactic acid, polyvinyl alkohol, carbon fiber, at ang dila-twisty thermoplastic elastomer, halimbawa. Dumaan sila sa iba't ibang mga akronim, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA, at PCTPE sa gitna nila. Ngunit huwag matakot sa sopas na ito ng alpabeto. Ilan lamang ang mga uri na karaniwang ginagamit, at ang mga tagagawa ay may posibilidad na eschew overly geeky monikers sa pabor ng mas maraming naglalarawan na mga pangalan na tumutukoy sa isang mahalagang kalidad ng filament tulad ng kakayahang umangkop (NinjaTek's Ninjaflex at Polymaker's Polyflex, halimbawa) at lakas (Makerbot, XYZprinting, at Ultimaker lahat ng mga filament ng merkado na tinatawag na Tough PLA).

Mga Pangunahing Kaalaman sa Filament

Ang mga filament na ginamit sa pag-print ng 3D ay mga thermoplastics, na mga plastik (aka polimer) na natutunaw sa halip na masunog kapag pinainit, maaaring mahubog at magkaroon ng hulma, at magpapatibay kapag pinalamig. Ang filament ay pinapakain sa isang silid ng pagpainit sa extruder pagpupulong ng printer, kung saan pinainit ito sa pagkatunaw na punto at pagkatapos ay extruded (squirted) sa pamamagitan ng isang metal na nozzle habang gumagalaw ang pagpupulong ng extruder, na sumusubaybay sa isang landas na na-program sa isang file ng 3D object upang lumikha, layer sa pamamagitan ng layer, ang naka-print na bagay. Bagaman ang karamihan sa mga 3D na printer ay may iisang extruder, mayroong ilang mga dalawahan-extruder na modelo na maaaring mag-print ng isang bagay sa iba't ibang kulay o may iba't ibang mga uri ng filament.

Ang proseso ng pag-print gamit ang plastic filament ay tinatawag na alinman sa fused filament fabrication (FFF) o fused deposition na pagmomolde (FDM). Pareho silang bagay; ang acronym ng FDM ay trademark ng 3D printing pioneer na Stratasys Corp., kaya't ang iba pang mga tagagawa ay lumikha ng kanilang sariling mga pangalan upang ilarawan ang kanilang teknolohiya sa mga printer; Ang FFF ay ang nahuli. Kahit ngayon, maliban sa mga brochure ng ilang mga tagagawa, makikita mo ang mga pangalang ginamit nang palitan.

Ang Filament ay ibinebenta sa mga spool sa pamamagitan ng bigat na mula sa 0.5 kilogram hanggang 2 kilograms. Ang filament ay dumating sa dalawang kapal, 1.75 milimetro at 3 milimetro. (Ang huli ay sa katotohanan ng isang maliit na payat, tungkol sa 2.85 milimetro.) Ang karamihan ng filament ay ng uri ng 1.75-milimetro; Ang Ultimaker at LulzBot ay kabilang sa ilang mga tagagawa na ginagamit ng mga printer ang mas makapal na sukat. Ang timbang ay halos palaging nakalista sa mga yunit ng panukat.

Ngayon, tingnan natin ang ilan sa mga mas sikat at mahalagang uri ng filament.

Ang Dinamikong Duo: ABS at PLA

Sa ngayon, ang pinakakaraniwang mga uri ng filament ay acrylonitrile butadiene styrene (ABS) at polylactic acid (PLA). Karamihan sa mga pangunahing 3D printer ay idinisenyo upang eksklusibo na gamitin ang mga filamentong ito. Bahagi ng kanilang apela ay medyo mura ang mga ito, na nagkakahalaga ng $ 20 bawat kilo.

Huwag ipagpaliban ng hindi pangalang kemikal ng ABS; ito ay ang parehong plastik na ginamit sa Legos. Ang mga bagay na nakalimbag mula sa ABS ay matigas, matibay, at nontoxic. Mayroon itong medyo mataas na punto ng pagtunaw, na may isang temperatura ng pag-print na sumasaklaw mula sa 210 degrees hanggang 250 degrees Celsius. Ang mga ibabang sulok ng mga bagay na nakalimbag sa ABS ay may pagkahilig na pataas nang paitaas, lalo na kung gumagamit ka ng isang hindi pinainit na bed bed. Sa panahon ng pag-print, maaaring lumabas ang ABS ng isang acrid, hindi kasiya-siya na amoy, kaya pinakamahusay na ginagamit ito sa isang closed-frame printer sa isang mahusay na bentilasyong silid.

Ang PLA ay may medyo mababa na pagkatunaw na punto, na may kapaki-pakinabang na temperatura sa pagitan ng 180 degree at 230 degree Celsius. Ito ay nakabatay sa halaman at maaaring maiod. Ito ay mas mahirap kaysa sa ABS, mga kopya na walang pag-war, at sa pangkalahatan ay madaling magtrabaho, kahit na sa mga bihirang kaso maaari itong maging sanhi ng mga jam ng extruder. Ang PLA ay madalas na ginagamit bilang base material para sa mas kakaibang, composite na mga materyales, na tatalakayin namin nang kaunti.

Nylon

Ang Nylon ay isang hindi kapani-paniwalang maraming nalalaman gawa ng tao, na binuo noong 1930s, na natagpuan ang paggamit sa lahat mula sa mga ngipin hanggang sa mga parasyut hanggang sa mga gulong hanggang sa medyas, at ngayon ang filament ng 3D printer. Sa puso nito ay isang polimer, o plastik (o, mas tumpak, isang pamilya ng plastik). Ito ay malakas at matibay, pa nababaluktot, at kabilang sa pinakamababang presyo na filament sa pag-print ng 3D. Natunaw ito sa isang mas mataas na temperatura (mga 240 degrees Celsius) kaysa sa karamihan ng mga filament. Hindi lahat ng mga 3D printer ay itinayo upang hawakan ang init na iyon - ang ilang mga karaniwang ginagamit na sangkap sa extruder ay nagpapalabas ng mga fume sa temperatura na iyon. Tulad ng sa ABS, ang mga bagay na naka-print na may naylon ay may pagkahilig sa warp, na maaaring mapawi sa pamamagitan ng paggamit ng isang pinainit na kama ng pag-print.

Flexible Filament

Ang mga TPE (o thermoplastic elastomer) ay thermoplastics na may mataas na pagkalastiko (kahit na malayo pa, sabihin, mga goma band); ang mga bagay na nakalimbag sa kanila ay medyo may kakayahang umangkop. Ang isang karaniwang uri ng TPE ay thermoplastic polyurethane (TPU), kung saan ang NinjaFlex ay isang tanyag na halimbawa.

Natutunaw na Mga Pelikula: HIPS at PVA

Ang isa sa mga mas kaakit-akit na acronym, ang HIPS, ay nakatayo para sa mataas na epekto na polisterin. Ang mga HIPS ay katamtaman na naka-presyo, magaan, at maaaring maging sanded, nakadikit, at may kulay na acrylic paints. Katulad ito sa ABS, maliban na ang HIPS ay natutunaw sa Limonene, isang solusyong batay sa sitrus, ginagawa itong isang mahusay na pagpipilian - kapag ang pag-print sa isang pangalawang materyal (tulad ng ABS o PLA) na may dalang dual-extruder printer - bilang suportang materyal na maaaring matunaw pagkatapos mag-print. Nag-print din ito nang mabuti sa sarili nito, at ang filament na inirerekomenda ng LulzBot para sa LulzBot Mini 3D Printer, na nakakuha ng aming Choors 'Choice. Ang MakerBot Dissolvable Filament ay binubuo rin ng HIPS.

Ang isa pang natutunaw na filament ay ang PVA (polyvinyl alkohol), na maginhawang natutunaw sa tubig. Ang PVA ay walang amoy, nontoxic, at biodegradable. Ito ay may isang mababang punto ng pagkatunaw, at maaaring mag-jam ng isang extruder na nozzle kapag napapainit. Madalas itong ginagamit bilang isang materyal ng suporta sa dalawahan-extruder na mga printer; Sinubukan ko ang Ultimaker 3 sa pamamagitan ng pagpi-print ng isang object object - isang kahon sa loob ng isang kahon - gamit ang PLA para sa mga kahon mismo at PVA bilang suporta. Matapos na-print ang bagay, ibinaon ko ito sa maligamgam na tubig, at ang PLA ay unti-unting natunaw, iniwan ang pares ng mga nested box.

Mga Composite Filament

Ang mga pinagsama-samang filament ay may isang base ng PLA o iba pang thermoplastic na kung saan ang mga partikulo, pulbos, o mga natuklap ng iba pang mga materyales ay halo-halong. Ang ilan ay timpla ng kahoy, ang iba ay may kasamang sandstone o apog, at ang iba pa ay may iba't ibang uri ng mga metal, kabilang ang bakal, aluminyo, tanso, tanso, at tanso. Ang mga filament na ito ay kumukuha sa ilan sa mga katangian ng mga materyales na pinagsama nila. Ang isa pang tanyag na composite ay carbon fiber; ang mga bagay na nakalimbag mula dito ay kumuha ng ilan sa lakas ng hibla. Ang isang downside sa mga composite filament na ito ay nagkakahalaga ng malaki kaysa sa mga hindi composite.

Higit pa sa plastik na Filament: Pagpi-print na Batay sa Resin

Sa paglaganap ngayon ng mga printer ng FFF, madaling kalimutan ang katotohanan na mayroong mga modelo sa merkado batay sa iba pang mga teknolohiya na hindi gumagamit ng filament. Ang pinuno sa mga ito ay stereolithography (aka SLA), ang unang teknolohiya sa pag-print ng 3D na binuo, at kung saan ay may kakayahang napaka detalyado, mataas na resolusyon na mga kopya. Ang mga tag ng presyo para sa mga printer ng SLA para sa komersyal na paggamit ay maaaring tumakbo nang maayos sa lima (at maging sa anim na) mga numero, ngunit nakita namin ang ilang mga modelo na mas mababang presyo, na angkop para sa mga hobbyist at artista.

Sa pag-print ng SLA, sinusubaybayan ng isang laser ng ultraviolet ang hugis ng bagay na mai-print, layer sa layer, sa isang UV na sensitibo sa dagta (aka photopolymer, o photopolymer resin) na nakalagay sa isang tray o vat, at ang dagta na nakalantad sa mga laser hardens upang mabuo ang nakalimbag na bagay. Ang mga resins ay dumating sa 500-milliliter at 1-litro na bote, na may mga presyo mula sa mga tagagawa ng printer na nagsisimula sa halos $ 100 bawat litro. Ang ilang mga tagagawa ay nakabalangkas ng mga resins para sa lakas, kakayahang umangkop, mahigpit, at iba pang mga katangian, at ang gayong mga resin ay may posibilidad na ibenta sa isang premium. Ang mga resino ay nagdusa mula sa isang limitadong paleta ng kulay, at may posibilidad na makulong sa itim, kulay abo, puti, at malinaw, kahit na ang ilang mga mas maliwanag na kulay at metal na mga resin ay magagamit ng huli.

Ang DLP ay isang anyo ng stereolithography na gumagamit ng isang projector sa lugar ng laser bilang isang ilaw na mapagkukunan, gamit ang nakikitang ilaw sa halip ng ultraviolet. Ang projector, na gumagamit ng teknolohiya ng DLP (Digital Light Processing) ng Texas, ay nagsasagawa ng isang serye ng mga imahe sa isang vat ng photopolymer resin na katulad ng mga resins na ginamit sa pag-print ng SLA upang mabuo ang object, layer sa pamamagitan ng layer.

Ngayon alam mo na ang lahat ng kailangan mo tungkol sa pinakapopular na filament, nais mong basahin ang aming gabay sa pagbili ng 3D printer, na kasama ang mga pagsusuri ng pinakamahusay na mga modelo na sinubukan namin kamakailan. Maaari mo ring suriin kung ano ang sasabihin ng isang maagang tagasunod tungkol sa kanyang oras sa pag-aaral upang mag-print sa 3D.