3D-принтер:3D-печать/Часть пятая — Материалы

Содержание

3D-печать

Материалы для 3D-печати

Хитрости и советы

3D-модели для 3D-принтера

Программное обеспечение

Неисправности

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

3D-печать. Часть пятая — Материалы

Поначалу материалов, пригодных для использования в 3D-печати, было совсем немного, но с момента зарождения технологии прошло уже много лет, и к данному моменту спектр используемых материалов значительно расширился. Плюс ко всему, они могут использоваться в разных формах — в виде порошка, филамента (т.е. нити), капель, гранул, смолы и т.д.

Причем материалы разрабатываются, как правило, под конкретные платформы, с конкретными свойствами и для конкретных областей применения — скажем, для стоматологических целей.

В данный момент компании выпускают так много 3D-печатных материалов, что одной статьи для их описания будет явно недостаточно. Вместо этого мы пройдемся по самым популярным материалам и попробуем взглянуть на них в самом общем виде. И, конечно, рассмотрим те из них, которые сильнее выделяются из общей массы.

Пластики

Нейлон (или полиамид) используется, как правило, в порошковом (при лазерном спекании) или нитеобразном (при FDM) видах. Это прочный, гибкий и долговечный пластиковый материал, доказавший свою пригодность для использования в 3D-печати. Нейлон, как правило, белого цвета, но может быть покрашен — либо перед, либо после печати. Кроме того, его (если он будет в порошковом виде) можно объединить с порошковым алюминием и тем самым создать еще один материал для 3D-печатного спекания — алюмид.

Еще одним пластиком, часто используемым для 3D-печати, является ABS — будучи в форме филамента, он широко используется на машинах начального уровня. Это особенно прочный пластик, который поставляется, к тому же, в самых разных цветах. Одна из главных причин популярности ABS — то, что он продается у многих неофициальных ритейлеров (как правило, в виде филамента).

PLA – это биоразлагаемый пластический материал, благодаря чему и заслужил внимание со стороны пользующихся 3D-печатью. Для техник DLP и SLS он используется в виде смолы, а для FDM – в виде филамента. Цвета у PLA могут быть самыми разными и, помимо прочего, может быть даже прозрачный PLA. Впрочем, он не так долговечен и гибок, как ABS.

Еще один пластик — это LayWood. Он специально разработан для 3D-принтеров начального уровня, работающих по принципу экструзии. LayWood поставляется в виде филамента, а также в виде дерево-полимерного композита (также называемого WPC – от wood-polymer composite).

Металлы

Количество металлов и металлических композитов, используемых в 3D-печати индустриального уровня, продолжает расти. Два из числа самых распространенных — это производные алюминия и кобальта. Одним из самых прочных (и потому самых распространенных) металлов, применяемых в 3D-печати, является нержавеющая сталь — она, будучи в порошковом виде, используется при спекании, плавке и EBM. Этот металл, как правило, серебряного цвета, но его, покрыв определенными материалами, можно сделать похожим на серебро или золото.

В последние несколько лет к числу металлов для прямой 3D-печати добавились золото и серебро, и очевидная область применения для этих материалов — ювелирная отрасль. Оба материала отличаются прочностью и используются в порошковой форме.

Титан, один из самых прочнейших металлических материалов, тоже используется для 3D-печати, хоть и не так часто. Он поставляется в порошковой форме и применяется при спекании, плавке и EBM.

Керамика

Эта группа материалов используется в 3D-печати относительно недавно и с переменным успехом. В особенности стоит отметить, что после, собственно, самой печати, готовым объектам необходима та же обработка, что и керамическим изделиям, изготовленным традиционным методом, а именно — обжиг и глазирование.

Бумага

Стандартная копировальная бумага формата A4 — это 3D-печатный материал, задействованный в технологии SDL, разработанной компанией Mcor Technologies. Бизнес-модель этой компании заметно отличается от бизнес-моделей других поставщиков материалов и оборудования для 3D-печати: затраты в основном идут на покупку принтера, а сам материал (причем довольно недорогой) можно купить буквально в паре шагов от дома. Модели, созданные из бумаги, получаются безопасными, экологически чистыми, легко перерабатываются и не требуют последующей обработки.

Биологические материалы

В настоящее время ведется множество исследований в области 3D-печати биоматериалами с прицелом на использование в медицине (и не только). Ряд институтов работает над созданием методов 3D-печати живой ткани, чтобы с их помощью воссоздавать, например, человеческие органы и другие части тела. Другие исследования в этой области сосредоточены на изготовлении еды, и самый яркий пример из этой области — 3D-печать мяса.

Еда

В последние несколько лет резко выросло количество экспериментов, в рамках которых исследуется возможность экструзионной 3D-печати пищевыми веществами. Самый распространенный из них — шоколад. Также есть принтеры, печатающие сахаром, а в некоторых экспериментах — макаронами и мясом. Если заглянуть чуть в будущее, то некоторые исследователи ведут работы по созданию принтеров, печатающих разом весь завтрак/обед/ужин.

Другое

И завершим статью коротким рассказом об одном уникальном решении, разработанным (и запатентованным) компанией Stratasys для платформы Objet Connex 3D. Оно называется «цифровыми материалами», и его суть заключается в следующем — есть ряд исходных материалов, которые в процессе печати в различных комбинациях спешиваются друг с другом, тем самым образуя новые материалы с заданными свойствами. В результате на основе исходников может быть создано до 140 «цифровых материалов».