1. ABC-пластик
2. акрил
3. бетон
4. гідрогель
5. папір
6. гіпс
7. Дерев'яне волокно
8. лід
9. металевий порошок
10. нейлон
11. Полікапролактон (PCL)
12. Полікарбонат (PC)
13. Полілактид (PLA)
14. Поліпропілен (PP)
15. Поліфенілсульфона (PPSU)
16. Поліетилен низького тиску (HDPE)
17. шоколад
18. Інші матеріали

20 Грудня 2012

3D друк заснована на технології пошарового вирощування твердих об'єктів з різних матеріалів. Об'ємні моделі друкуються з пластика, бетону, гідрогелю, металу і навіть з живих клітин і шоколаду. У цій статті ми представимо короткий огляд найбільш популярних матеріалів для 3D друку.

ABC-пластик

АBC-пластик відомий як Акрилонітрілбутадієнстірол. Це один з кращих витратних матеріалів для 3D друку. Такий пластик не має запаху, не токсичний, ударопрочен і еластичний. Температура плавлення АВС-пластика становить від 240 ° С до 248 ° С. Він надходить в роздрібний продаж у вигляді порошку або тонких пластикових ниток, намотаних на бобіни.

3D моделі з АВС-пластика довговічні, але не переносять пряме сонячне світло. За допомогою такого пластика можна отримати тільки непрозорі моделі.

АВС-пластик для 3D друку

акрил

Акрил використовується в 3D друку для створення прозорих моделей. При використанні акрилу необхідно враховувати такі особливості: для даного матеріалу потрібна більш висока температура плавлення, ніж для АВС-пластика, і він дуже швидко остигає і твердне. У розігрітому акрилі з'являється безліч дрібних повітряних бульбашок, які можуть викликати візуальні спотворення готового виробу.

Вироби, надруковані з акрилу

бетон

В даний час виготовлені пробні зразки 3D принтерів для друку бетоном . Це величезні друкують устрою, які ретельно, шар за шаром, «друкують» з бетону будівельні деталі і конструкції. Такий 3D принтер може лише за 20 годин «надрукувати» житловий двоповерховий будинок загальною площею 230 м2.

Для 3D друку використовується вдосконалений сорт бетону, формула якого на 95% співпадає з формулою звичайного бетону.

Вироби, надруковані бетоном

гідрогель

Вчені з іллінойського Університету (США) надрукували за допомогою 3D принтера і гідрогелю біороботів довжиною 5-10 мм. На поверхню біороботів помістили клітини серцевої тканини, які поширилися по гідрогелю та почали скорочуватися, приводячи в рух робота. Такі роботи з гідрогелю здатні пересуватися зі швидкістю 236 мікрометрів в секунду. В майбутньому вони будуть запускатися в організм людини для виявлення і нейтралізації пухлин і токсинів, а також для транспортування лікарських препаратів до місця призначення.

Біоробот з гідрогелю, надруковані 3D принтером

папір

У деяких 3D принтерах як матеріал для друку використовується звичайний папір формату А4. Так як папір - це доступний і недорогий матеріал, то і паперові моделі виходять недорогими і доступними для користувачів. Такі моделі друкуються пошарово, причому кожен наступний шар паперу вирізується принтером і наклеюється на попередній. Моделі з паперу друкуються швидко, але не можуть похвалитися міцністю або естетичністю. Вони ідеально підійдуть для швидкого прототипування комп'ютерного проекту.

3D моделі, надруковані з паперу

гіпс

У сучасній 3D друку широко застосовуються гіпсові матеріали. Моделі, виготовлені з гіпсу, недовговічні, але мають дуже низьку собівартість. Такі моделі ідеально підходять для виготовлення об'єктів, призначених для презентацій. Їх можна показувати в якості зразка замовникам і клієнтам, вони відмінно передадуть форму, структуру і розмір оригінального виробу. Так як гіпсові моделі відрізняються високою термостійкістю, їх використовують в якості зразків для лиття.

3D модель, надрукована з гіпсу

Дерев'яне волокно

Винахідник Кай Парті розробив спеціальну дерев'яне волокно для 3D друку. Волокно складається з дерева і полімеру і за своїми властивостями схоже на поліактід (PLA). Комбінований матеріал дозволяє отримати довговічні і тверді моделі, які зовні виглядають як дерев'яні вироби і мають запах свежеспіленного дерева. В даний час інноваційний матеріал використовується тільки в самореплицирующихся принтерах RepRap.

3D модель, надрукована дерев'яним волокном

лід

У 2006 році два канадських професора отримали грант на розвиток технології 3D друку крижаних фігур. За три роки вони навчилися створювати за допомогою 3D принтерів невеликі крижані предмети. Друк протікає при температурі -22 ° С, в якості витратних матеріалів використовуються вода і метиловий ефір, підігрітий до температури 20 ° С.

Фігура, надрукована льодом

металевий порошок

Жоден пластик не зможе замінити метал з його приємним м'яким блиском і високою міцністю. Тому в 3D друку дуже часто використовується порошок з легких і дорогоцінних металів: міді, алюмінію, його сплавів, а також золота і срібла. Однак металеві моделі не володіють достатньою хімічною стійкістю і мають високу теплопровідність, тому в металевий порошок для друку додають скловолоконні та керамічні вкраплення.

Прикраси з металевого порошку, надруковані 3D принтером

нейлон

Друк нейлоном має багато спільного з печаткою АВС-пластиком. Винятками є більш висока температура друку (близько 320 ° С), висока здатність вбирати воду, більш тривалий період застигання, необхідність відкачки повітря з екструдера через токсичність компонентів нейлону. Нейлон - це досить слизький матеріал, для його застосування слід оснастити екструдер шипами. Незважаючи на перераховані недоліки, нейлон з успіхом використовують в 3D друку, так як деталі з даного матеріалу виходять не такими жорсткими, як з АВС-пластика, і для них можна використовувати шарніри ковзання.

Нейлонова нитка для 3D друку

Вироби з нейлону, надруковані 3D принтером

Полікапролактон (PCL)

Полікапролактон близький за властивостями до біорозкладаним поліефіру. Це один з найпопулярніших витратних матеріалів для 3D друку. Він має низьку температуру плавлення, швидко твердне, забезпечує прекрасні механічні властивості готових виробів, легко розкладається в людському організмі і нешкідливий для людини. Крім того, він може застосовуватися відразу в декількох технологіях 3D друку: SLS, ZCorp і FDM.

Полікапролактон для 3D принтера

Полікарбонат (PC)

Полікарбонат - це твердий пластик, який здатний зберігати свої фізичні властивості в умовах екстремально високих і екстремально низьких температур. Має високу світлонепроникність, має високу температуру плавлення, зручний для екструзійної обробки. При цьому його синтез пов'язаний з рядом труднощів і екологічно НЕ нешкідливий. Використовується для друку надміцних моделей в декількох технологіях 3D друку: SLS, LOM і FDM.

Полілактид (PLA)

Полілактид - це самий біологічно сумісний і екологічно чистий матеріал для 3D принтерів. Він виготовляється із залишків біомаси, силосу цукрового буряка або кукурудзи. Маючи масу позитивних властивостей, полілактид має два суттєвих недоліки. По-перше, виготовлені з нього моделі недовговічні і поступово розкладаються під дією тепла і світла. По-друге, вартість виробництва полілактиду дуже висока, а значить і вартість моделей буде значно вище аналогічних моделей, виготовлених з інших матеріалів. Використовується в технологіях 3D друку: SLS і FDM.

Полілактідная нитку і вироби, надруковані Полілактид на 3D принтері

Поліпропілен (PP)

Поліпропілен - це найлегша з усіх нині існуючих пластичних мас. У порівнянні з поліетиленом низького тиску гірше плавиться і краще протистоїть стиранню. При цьому вразливий до активного кисню і деформується при негативних температурах.

Поліпропілен для 3D друку

Поліфенілсульфона (PPSU)

Даний матеріал прийшов в 3D друк з авіапромисловості. Він практично не горить, характеризується теплостійкість, високою твердістю. Нагадує звичайне скло, але перевершує його по міцності. Використовується в технологіях 3D друку: SLS і FDM.

Поліетилен низького тиску (HDPE)

Це найпоширеніший вид пластмаси в світі, з якого виготовляють ПЕТ-пляшки, каністри, труби, плівки, пакети і т.д. У 3D друку поліетилен низького тиску є неперевершеним лідером. Даний матеріал може бути використаний в будь-який технології 3D друку.

Поліетиленова взуття, надрукована на 3D принтері

шоколад

Британські вчені представили публіці перший шоколадний 3D принтер, який друкує будь шоколадні фігурки, замовлені оператором. Принтер завдає кожен наступний шар шоколаду поверх попереднього. Завдяки здатності шоколаду швидко застигати і тверднути при охолодженні, процес друку протікає досить швидко. В найближчому майбутньому такі принтери будуть затребувані в кондитерських і ресторанах.

Шоколадний принтер в роботі

Інші матеріали

Існують 3D принтери, які призначені для друку глиняними сумішами, вапняним порошком, продуктами харчування, живими органічними клітинами і багатьма іншими дивовижними матеріалами. Про те, які матеріали для 3D друку будуть використовуватися в найближчому майбутньому, залишається лише здогадуватися.

20 Грудня 2012