Ismerje meg a Stratasys mérnöki FDM alapanyagait: Polikarbonát, PC-ABS, Nylon
Ha Stratasys FDM (Fused Deposition Modeling) 3D nyomtatót használ, az alapanyaglehetőségek végtelennek tűnhetnek. A berendezés gyors megtérülése, és az idő-/költségmegtakarítás szempontjából fontos, hogy az adott alkalmazáshoz legmegfelelőbb Stratasys anyagokat használja.
Előző cikkünkben röviden ismertettük az ABS, az ASA és a PLA alapanyagokat. Most a Polikarbonát, a PC-ABS és a Nylon alapanyagokat mutatjuk be, amelyek Stratasys Fortus típusú nyomtatóval rendelkező ügyfelek számára elérhetőek a „mérnöki műanyagok” csomagban.
Mi a Polikarbonát (PC)?
A polikarbonát anyagok a folyamatosan ismétlődő karbonát monomer szerkezetükről kapták a nevüket, sokan Lexánként ismerhetik (a Lexan a SABIC védjegye). A Polikarbonát (PC) rendkívül népszerű az iparban. Nagy szilárdság, ütésállóság és könnyű kezelhetőség jellemzi az ebből az alapanyagokból készült modelleket. A többi amorf polimerhez hasonlóan a PC alapanyag jól nyomtatható, de kontrollálni kell a zsugorodását, ebből kifolyólag nem tanácsos a nyílt munkaterű nyomtatókkal való használata, de a zárt, fűtött és ipari sztenderdek szerint kontrollált hőmérsékletszabályozással és -eloszlással rendelkező berendezésekben a nyomtatása nem jelent kihívást.
A Stratasys Polikarbonát fehér színben kapható minden Fortus rendszerhez. Nyomtatható törhető PC-támaszanyaggal (standard T16 tippekkel) vagy oldható SR-100 (T12-SR100 tippekkel) támaszanyaggal, 127-330 mikron rétegvastagsággal.
Működési szempontból a PC könnyen használható ugyanazokkal az alaplapokkal, mint az ABS és az ASA.
Fontos, hogy a PC hajlamos a termikus sokkra, így a legjobb elkerülni a forró alkatrészek hideg tisztító tartályba való helyezését, vagy akár fordítva, hogy elkerüljék a repedéseket.
140° C-nál (4,5 Bar nyomásnál) a PC-nek van a legmagasabb hőstabilitása a konkurens alapanyagokkal szemben. Kivételesen erős tömörítésnél, a tömör részek terhelése deformáció nélkül, akár öt tonna/cm3 is lehet. Nagy kopásállósága miatt remek lemezformázó szerszámok elkészítésére, és sok esetben jobb választás, mint a hagyományos acél szerszámok. A szerszámozás mellett a Polikarbonát remekül használható ülékek és mérősablonok, illetve vákuumszerszámok gyártására is.
Kiváló elektrosztatikus szigetelő. Ha a nyomtatott alkatrészeket érintkezésbe kell hozni élelmiszerekkel, akkor biokompatibilis változatban is elérhető, fehér vagy áttetsző színben (ISO 10993 USP Class VI).
Mi a PC-ABS?
A PC-ABS a Polikarbonát és az ABS ötvözete. 30%-kal erősebb, mint az ABS, 13%-kal magasabb a hőtűrése, ezen felül hajlékonyabb és rugalmasabb, mint a PC. A fekete PC-ABS minden Stratasys Fortus FDM géppel nyomtatható, szabványos tipekkel (T10-T20) és alaplapokkal. A PC-ABS alapanyag már elérhető a Stratasys F370-hez is. A magasabb hőtűrés miatt jó választás mérősablonokhoz, szerelő ülékekhez, vákuumszerszámokhoz is. A PC-ABS oldószerrel simítható, pórusai lezárhatók, jó választás lehet tömör, porozitásmentes alkatrészeket igénylő alkalmazásokhoz is.
Mi a Nylon?
A DuPont védjegye után a Nylon név most már a poliamid néven ismert polimerek osztályának szinonimája. Míg a legtöbb Stratasys FDM-anyag amorf polimerként van besorolva, a nylonok félkristályosak, mert a molekuláris szerkezetük képes rendezett kristályszerkezeteket kialakítani. Ezek a kristályos szerkezetek lehetővé teszik, hogy a nylon anyagok rendkívül erősek maradjanak, rendkívül vékony szálakban is; ebből kifolyólag nagyon népszerűek a textiliparban. A 3D nyomtatás során a nylonok amorf polimerekként viselkednek, de a nyomtatott alkatrészeket kristályos szerkezetekké lágyíthatjuk, drasztikusan javítva azok szilárdságát, hőállóságát és izotropiáját.
A Nylon12 fekete színben elérhető minden Stratasys Fortus FDM gépen. A szabványos tipekkel 127-330 mikronrétegben nyomtat speciális építőlemezeken, oldható SR-110 támasztóanyaggal (T12-SR100 tip). A nylonok különösen higroszkóposak (nedvességet szívnak magukba a levegőből) és szárazon kell tartani őket ahhoz, hogy jól nyomtathatók legyenek. Használatakor különösen ügyelni kell arra, hogy az alapanyagtároló kaniszter zárva legyen, és tárolásnál is fontos, hogy ne kapjanak nedvességet. A nyomtatás után az összes nylon alkatrészt legalább 4 órán át hőkezelni kell, hogy az a maximális teljesítményt nyújtsa. A nylon alkatrészek általában jól nyomtathatók, a sacrificial tower beállítással javíthatunk a jó felületi minőségen.
A Nylon nagyon erős, keményebb, de kevésbé hajlamos a fáradásos törésre, mint a PC-ABS, ráadásul jobb kémiai ellenállással is rendelkezik. A Nylon12 a legjobb választás pattanókötésekkel rendelkező funkcionális prototípusokhoz.
A Stratasys F900 esetében elérhető a fekete Nylon6, 254 és 330 mikron rétegvastagsággal. A Nylon12-hez hasonlóan a Nylon6 is rendkívül hajlékony, de 50%-kal nagyobb szilárdsággal és hőállósággal rendelkezik, mint a Nylon12, és majdnem kétszer olyan merev. Tehát, bár sok alkalmazásban a Nylon12 fejlettebb verziójának tekinthető, ez jobban megfelel szerszámok készítéséhez. Az olyan befogókhoz és ülékekhez, amelyeknek merevnek kell lenniük, de bírniuk kell a kemény kezelést és az esetleges elejtést, nagyszerű a Nylon6 alapanyag.
Összefoglalva, a műszaki hőre lágyuló műanyagok ideálisak, ha a szilárdság, a hőtűrés, a merevség és a tartósság követelményei alapján a szabványos ABS, ASA és PLA műanyagok már nem megfelelőek az adott alkalmazáshoz. A PC, PC-ABS és a Nylon jól illeszkedik a funkcionális prototípusokhoz és végleges alkatrészekhez.
A megfelelő alapanyagok kiválasztása komoly szakmai kihívást jelenthet. Kérdése van? Keressen minket projektje bármely szakaszában! A VARINEX lelkes mérnökcsapata 20 évnyi 3D nyomtatási tapasztalattal várja Önt.