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A tecnologia de impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é uma tecnologia de prototipagem rápida que constrói objetos tridimensionais adicionando materiais camada por camada. Essa tecnologia traz novas possibilidades de fabricação que são eficientes e precisas. O núcleo deImpressão 3Dreside na seleção e aplicação de materiais, entãoquais materiais são usados principalmente na impressão 3D? Este artigo tem como objetivo explorar profundamente os váriosmateriais utilizados emGráficas, revelando os princípios científicos, as características dos processos e os exemplos de aplicação nos diferentes domínios que lhes estão subjacentes.

O que é impressão 3D?

A impressão 3D, o nome completo da impressão tridimensional ou tecnologia de manufatura aditiva, é uma tecnologia que constrói entidades tridimensionais acumulando materiais camada por camada. Diferente da fabricação subtrativa tradicional (como corte) ou fabricação de material igual (como fundição, forjamento),impressão 3Dcomeça diretamente do modelo digital e usa equipamentos de precisão sob controle de computador para empilhar materiais na forma necessária. Forma e tamanho. Este processo não requer moldes ou ferramentas, aumentando muito a liberdade de design e a flexibilidade de fabricação.

Quais são as vantagens da impressão 3D?

Vantagem	Descrição
Flexibilidade de design	Geometrias complexas e estruturas internas podem ser impressas para obter designs difíceis de alcançar com métodos de fabricação tradicionais.
Prototipagem rápida	Encurte o ciclo de desenvolvimento do produto e gere rapidamente modelos físicos para teste e verificação
Personalização personalizada	Design e fabricação personalizados de acordo com as necessidades do cliente para atender às necessidades exclusivas
Diversidade de materiais	Uma variedade de materiais (como plásticos, metais, cerâmicas, etc.) pode ser usada para impressão para se adaptar a diferentes cenários de aplicação.
Reduza o desperdício	Use apenas o que você precisa, reduzindo o desperdício de material e os custos de estoque
Rentável	Econômico do que os métodos de fabricação tradicionais na fabricação de peças complexas e de baixo volume

Quais materiais podem ser usados para impressão 3D?

1. Material plástico

1. PLA (ácido polilático): Um plástico biodegradável derivado de recursos vegetais renováveis, como amido de milho. Não é tóxico e inodoro e não produz um cheiro pungente durante a impressão, tornando-o ideal para uso doméstico. As peças impressas em PLA têm uma superfície lisa e cores brilhantes, mas têm um baixo ponto de fusão e baixa resistência a altas temperaturas.
2. ABS (Acrilonitrila-Butadieno-Estireno): Um plástico de engenharia comum com boas propriedades mecânicas e resistência química. Tem um ponto de fusão mais alto e pode imprimir peças com um certo grau de tenacidade e resistência. No entanto, o ABS pode produzir um odor pungente durante o processo de impressão, por isso precisa ser usado em um ambiente bem ventilado. PA (Poliamida): Também conhecido como nylon, é um material de alta resistência e alta tenacidade amplamente utilizado em campos industriais. As peças impressas em materiais de nylon têm alta resistência e tenacidade, tornando-as adequadas para a fabricação de peças que precisam suportar altas tensões e desgaste. No entanto, o preço dos materiais de nylon é relativamente alto e o controle de alta temperatura e umidade também é necessário durante o processo de impressão.
3. TPU (poliuretano termoplástico): um material macio especial cujos produtos impressos têm um certo grau de elasticidade. O efeito de impressão TPU é excelente, a moldagem é lisa, sem bolhas, a superfície é lisa e delicada e a cor é precisa. Além disso, o TPU é um produto ecologicamente correto, não tóxico e não tem cheiro irritante.
4. PETG (tereftalato de polietileno): um material compósito que combina as vantagens do PLA e do ABS. Comparado com o ABS, o PETG tem maior tenacidade, é fácil de imprimir e não deforma, cheira ou borbulha. Os produtos acabados impressos pela PETG são claros e transparentes, por isso se tornou um dos materiais de impressão 3D favoritos na indústria de cartas publicitárias.

2. Resina fotossensível

Um material polimérico que se solidifica quando exposto à luz de um comprimento de onda específico. Geralmente é usado na tecnologia de impressão 3D SLA (estereolitografia) ou DLP (processamento digital de luz). As peças impressas com resina fotossensível têm superfícies lisas e alta precisão, e são adequadas para a fabricação de peças que exigem alta precisão e qualidade de superfície. No entanto, o preço da resina fotossensível é relativamente alto e as condições de iluminação precisam ser rigorosamente controladas durante oserviço de impressão.

3. Materiais metálicos

como ligas de titânio, aço inoxidável, etc. Esses materiais são geralmente usados na tecnologia SLM (fusão seletiva a laser) ou SLS (sinterização seletiva a laser) e são adequados para a fabricação de peças industriais e componentes metálicos complexos. As peças impressas a partir de materiais metálicos têm resistência e condutividade metálicas, mas o equipamento de impressão 3D de metal é caro, tem velocidade de impressão lenta e requer processos especiais de pós-processamento para melhorar a precisão e a qualidade da superfície das peças.

4. Material cerâmico

Possui excelente resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. A tecnologia de impressão 3D de cerâmica geralmente usa métodos como metalurgia do pó ou fusão a laser. As peças de impressão em cerâmica podem ser usadas em ambientes de alta temperatura, alta pressão e corrosivos na indústria aeroespacial, equipamentos médicos e outros campos. No entanto, os materiais cerâmicos são relativamente quebradiços e parâmetros como temperatura e pressão precisam ser rigorosamente controlados durante o processo de impressão.

Como os materiais de impressão 3D são selecionados?

1. Escolha de acordo com a força

• Requisitos de baixa resistência:Para aplicações com requisitos de resistência mais baixos, como obras de arte, decorações ou modelos, o PLA (ácido polilático) pode ser escolhido.
• Requisitos de resistência moderada:Para itens que exigem alguma força e resistência ao desgaste, como ferramentas, acessórios para móveis ou modelos, o ABS (copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno) é um material que vale a pena considerar.
• Requisitos de alta resistência:Para aplicações que precisam suportar maior pressão ou alta resistência mecânica, como peças mecânicas, acessórios funcionais ou moldes industriais, recomenda-se escolher PETG (polietileno tereftalato) ou nylon (PA).

2. Escolha de acordo com a flexibilidade

• Requisitos gerais de flexibilidade:TPE (elastômero termoplástico) e TPU (poliuretano termoplástico) são dois materiais de impressão 3D com excelente flexibilidade.
• Requisitos de alta flexibilidade:Para eletrônicos flexíveis que precisam ser dobrados e torcidos com frequência, são necessários materiais que sejam altamente flexíveis e possam recuperar sua forma por um longo período de tempo. Neste momento, materiais de borracha (como borracha de estireno-butadieno, borracha nitrílica) e alguns plásticos flexíveis especialmente formulados podem ser uma escolha melhor.

3. Escolha com base na resistência à temperatura

• Ambiente de baixa temperatura:Para produtos que precisam ser usados em ambientes de baixa temperatura, você pode escolherMateriais de impressão 3Dque ainda pode manter o desempenho em baixas temperaturas. Por exemplo, alguns PLA ou ABS especialmente formulados podem manter a estabilidade em ambientes de baixa temperatura de dezenas de graus abaixo de zero.
• Ambiente de alta temperatura:Para produtos que precisam trabalhar em ambientes de alta temperatura, materiais de impressão 3D resistentes a altas temperaturas devem ser selecionados. Por exemplo, o nylon de alta temperatura (como nylon PA6, nylon PA11 ou nylon PA12) tem excelentes propriedades de resistência a altas temperaturas e é adequado para a fabricação de peças de motores de automóveis, sensores de fluxo de ar quente, etc.; resinas resistentes a altas temperaturas (como polietetcetona PEEK e poliimida PI) Pode suportar temperaturas de até centenas de graus e manter propriedades físicas e mecânicas estáveis, por isso é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, motores aeroespaciais e outros campos; além disso, materiais de impressão 3D de metal (como ligas de titânio, ligas de alumínio e ligas à base de níquel) também são Possui boa resistência a altas temperaturas e é adequado para a fabricação de peças em ambientes de temperatura extremamente alta.

4. Outros

• Custar:O custo de diferentes materiais pode variar e precisa ser avaliado com base no seu orçamento.
• Disponibilidade:Certifique-se de que os materiais selecionados estejam prontamente disponíveis para não afetar os cronogramas de produção.
• Respeito ao meio ambiente:Considere a compatibilidade ambiental do material, como se é reciclável ou biodegradável.
• Parâmetros de impressão:Diferentes materiais requerem diferentes parâmetros de impressão, como temperatura de impressão, velocidade de impressão, etc. Antes de selecionar um material, certifique-se de que sua impressora 3D pode suportar o material escolhido e que você tem as configurações de parâmetros corretas.

Quais materiais são melhores para impressão 3D doméstica?

QuandoServiço de impressão 3DEm um ambiente doméstico, fatores como respeito ao meio ambiente, segurança, facilidade de uso, seleção econômica e qualidade de impressão precisam ser considerados ao escolher os materiais. Aqui estão alguns dos melhores materiais para impressão 3D doméstica:

1. PLA

• Vantagens:O PLA é feito de materiais renováveis, como amido de milho, tem boa biodegradabilidade, é ecologicamente correto e não tem cheiro irritante, tornando-o muito adequado para uso doméstico. Possui alta resistência e dureza, e as peças impressas possuem superfície lisa e detalhes finos e barulhentos.
• Aplicação:Adequado para imprimir várias necessidades diárias, brinquedos, decorações, etc.

2. ABS

• Vantagens:O ABS possui excelente resistência ao impacto e resistência química, tornando-o adequado para a fabricação de peças fortes e duráveis. Sua dureza superficial é alta e não é facilmente deformada. Vale a pena notar que o ABS pode produzir um cheiro forte durante o processo de impressão, portanto, você precisa garantir que a sala esteja bem ventilada. Além disso, o ABS tem uma grande taxa de encolhimento e é propenso a empenamento e rachaduras, exigindo certas habilidades de impressão.
• Aplicação:Adequado para imprimir itens que exigem certa resistência, como ferramentas,Modelos de impressão 3Detc.

3. PETG

• Vantagens:O PETG tem boa resistência às intempéries e resistência à corrosão e é adequado para várias aplicações internas e externas. Sua taxa de encolhimento é baixa e as peças impressas são relativamente estáveis e não propensas a deformações.
• Aplicação:Adequado para imprimir itens que precisam suportar certas mudanças ambientais, como decorações externas, modelos de impressão 3D.

4. TPU

• Vantagens:O TPU é um material elástico com elasticidade e flexibilidade extremamente elevadas, indicado para a confecção de peças que requerem durabilidade e suavidade.
• Aplicação:Adequado para imprimir solas de sapatos, capas de celular, brinquedos e outros itens que exijam maciez e elasticidade.

5. Resina fotossensível

• Vantagens:Os materiais de resina fotossensíveis são amplamente utilizados devido à sua alta suavidade e durabilidade. As peças impressas com este material podem ser submetidas a processos de pós-processamento, como retificação, polimento, pintura, pulverização, galvanoplastia e serigrafia.
• Aplicação:Adequado para imprimir itens que exigem alta precisão e superfície lisa, como obras de arte, modelos, etc.

Perguntas frequentes

1. Qual desses materiais é mais comumente usado na impressão 3D?

No campo daServiços de impressão 3D, um dos materiais mais comumente usados é o PLA (ácido polilático). O PLA é amplamente popular entre usuários domésticos e iniciantes devido à sua proteção ambiental, flexibilidade e bons efeitos de impressão. Além disso, o ABS (estireno acrílico butileno estireno) também é um material de impressão 3D comumente usado, especialmente em aplicações que exigem igual resistência e durabilidade. No entanto, em termos de amplitude e popularidade, o PLA é provavelmente o material mais comumente usado para impressão 3D.

2. Qual material é usado para modelos 3D?

A impressão 3D espacial usa uma variedade de materiais para se adaptar às necessidades especiais do ambiente espacial. Os materiais de impressão 3D de espaço comum incluem: Plástico líquido PEGDA: como o material usado pela SpaceCAL, adequado para tarefas de impressão rápidas e complexas; materiais compósitos reforçados com fibra contínua: como o material impresso em 3D 3D transportado pela China no navio de teste de espaçonave tripulada Longa Marcha 5B Os materiais usados pela impressora podem realizar a preparação integrada e a formação de materiais compósitos; pó de metal: como o metalImpressão de modelos 3Dusado pela Airbus na Estação Espacial Internacional, que pode imprimir peças de metal; solo lunar: em corpos celestes como a lua, você pode usar recursos locais, como solo lunar, para impressão 3D.

3. Quais materiais são usados para modelos 3D?

OModelo de impressão 3Dem si não envolve diretamente a seleção de materiais porque os modelos 3D são arquivos de design digital que podem ser criados e editados em um computador. No entanto, quando modelos 3D são usados para impressão 3D, os materiais de impressão apropriados precisam ser selecionados. ComumMateriais de impressão 3Dincluem PLA, ABS, PETG, TPU e resina fotossensível. A seleção desses materiais depende de fatores como finalidade de impressão, requisitos de desempenho da peça e custo.

4. Quais suprimentos são necessários para a impressão 3D?

Os consumíveis necessários para a impressão 3D incluem principalmente: (1) Consumíveis de plástico: como PLA, ABS, PETG, etc. Esses materiais são adequados para a maioria das impressoras 3D domésticas e comerciais. (2) Pó de metal: usado para impressão 3D de metal, que pode imprimir peças de metal com alta resistência e durabilidade. (3)Resina fotossensível: Adequada para SLA (estereolitografia) e DLP (processamento digital de luz) e outros tipos de impressoras 3D, capazes de imprimir peças com alta precisão e superfícies lisas.

Resumo

A seleção de materiais de impressão 3D é crucial para o desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D. Diferentes materiais têm diferentes propriedades físicas e campos de aplicação. Com o avanço contínuo e a popularização da tecnologia de impressão 3D, a demanda por materiais de impressão 3D também continua a crescer, especialmente na indústria aeroespacial, fabricação de automóveis, medicina e outros campos, há uma demanda por materiais de impressão 3D com alta resistência, alta tenacidade, resistência a altas temperaturas e outras propriedades. Especialmente vigoroso. No futuro, a indústria de materiais de impressão 3D continuará a manter um rápido crescimento e deverá ocupar uma fatia maior do mercado global.

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Equipe Longsheng

Este artigo foi escrito por vários colaboradores de Longsheng. Longsheng é um recurso líder no setor manufatureiro, comUsinagem CNC,Fabricação de chapas metálicas,Impressão 3D,moldagem por injeção,Estampagem de metale muito mais.