FDM
Когда специалистам, работающим в области быстрого прототипирования, предлагают назвать наиболее важные параметры используемой технологии, на первом месте, как правило, оказываются свойства материала модели. Физические характеристики изготавливаемых моделей-прототипов являются, пожалуй, основным критерием при выборе метода быстрого изготовления прототипа: они определяют качество модели, а также возможность или невозможность использования прототипа для решения тех или иных задач.
Обычно свойства прототипа сравнивают со свойствами такой же детали, но отлитой в пресс-форме. Многие пользователи отмечают, что моделирующие материалы для FDM являются одним из главных преимуществ этой технологии. Это ABS-пластики, поликарбонат (РС), PC-ABS, полиэфиримид (ULTEM 9085) и полифенилсульфон (PPSF/PPSU).
Моделирующий материал ABS-пластик используется на всех установках Stratasys, причем из него производится около 90% всех прототипов FDM. По мнению пользователей, модели из ABS обладают 60-80% прочности деталей из того же материала, но полученных в пресс-формах. Остальные же свойства, такие как температурная и химическая стойкость, близки или одинаковы. Этот факт делает ABS весьма привлекательным моделирующим материалом в плане проверки функциональных качеств прототипов. А то, что ABS используется в производстве конечных продуктов, несомненно, является важным преимуществом для инженерного прототипирования.
Является улучшенной версией АБС - пластика, не чувствителен к ультрафиолетовому излучению. Модели имеют самое высокое качество поверхности из всех FDM материалов.
Обладает великолепной температуростойкостью - 230 С, химической устойчивостью и непревзойденной прочностью на разрыв. Только у данного материала имеются сертификаты соответствия стандартам безопасности пищевых материалов. Ultem 1010 - биосовместимый материал.
Имеет уникальные антистатические свойства, не притягивает пыль и полезен при изготовлении функциональных прототипов устройств для хранения и перевозки топлива.
Детали из материала Нейлон 12, являются самыми прочными в отрасли и имеют на 100–300 % лучшие показатели удлинения при разрыве и предела усталости, чем изготовленные другими методами аддитивной технологии. Нейлон обеспечивает лучшее послойное нанесение вдоль вертикальной оси и самую высокую ударную вязкость любого термопластичного материала FDM, а также высокую химическую устойчивость.
Нейлон 12 применяется в производственных системах 3D-печати Fortus 900mc, Fortus 400mc и Fortus 360mc.
Поликарбонат — впервые он был применен компанией Stratasys на установке Titan. Поликарбонат имеет более высокий предел прочности на растяжение, лучшую жесткость и гибкость по сравнению с ABS. Кроме того, модели из РС характеризуются большей стабильностью формы, более высоким порогом тепловой деформации и долговечностью. Некоторые пользователи убеждены, что прототип из этого материала несет в себе прочностные характеристики деталей из ABS, полученных в пресс-форме.
Другие материалы
В установках Stratasys также применяются и другие моделирующие материалы. Материалы ABSi, ABS-M30i, PC-ISO, ULTEM 9085, PPSF/PPSU являются биологически совместимыми материалами (сертификат ISO 10993), идеальными материалами для медицинских целей, упаковочный материал для фармацевтической и пищевой промышленности. Детали из этих материалов стерилизуются этиленоксидом, гамма-излучением. Модели из полифенилсульфон можно стерилизовать в автоклаве, они выдерживают химическую и радиационную стерилизацию.
Кроме того, моделирующие материалы полиэфиримид (ULTEM 9085) и полифенилсульфон (PPSF), сочетают в себе еще большую по сравнению с ABS и PC прочность, жесткость, стойкость к высоким температурам и химическим веществам.
В отличие от материалов, используемых в других технологиях быстрого изготовления прототипов, свойства модельных материалов применяемых в технологии FDM не меняются под воздействием внешних факторов или с течением времени. Как и детали, полученные в пресс-формах, модели из этих материалов сохраняют прочность, жесткость и цвет практически в любой окружающей среде.
ABS-ESD7 - для приложений, где статический заряд может привести к повреждению компонентов, снизить производительность или привести к взрыву, (FDM) технология предлагает ABS-ESD7 статического рассеиваемого термопластика. Инженеры и дизайнеры могут использовать детали для создания приспособлений для сборки электронных компонентов. Функциональные прототипы для хранения и подачи топлива, изделия, где статический заряд не допустим.
ABSplus предлагает самый широкий спектр цветов доступных с FDM технологией, а также возможность для пользовательских цветов. Детали созданные из данного материала являются механически прочным и стабильным во времени. ABSplus работает с растворимыми материалами поддержки. Удаление поддержек для сложных форм и в глубоких полостях не требуют дополнительных усилий. Он является идеальным материалом для концептуального изготовления прототипов, проверки дизайна и прямого цифрового производства.
ABSi - является идеальным материалом для сверки дизайна, функционального изготовления прототипов. Строит полупрозрачные прототипы янтарного, красного и естественного цвета. Этот материал дает возможность строить полупрозрачные компоненты, полезный в области автомобильного дизайна. Прозрачные части также позволяет контролировать движение жидкости, например, в прототипах медицинских устройств. Основные сферы применения – медицинская и автомобильная промышленность.
ABS-M30 - имеет высокие механические свойства, которые делают его идеальным для концептуальных моделей и для деталей с умеренными требованиями, включая функциональные прототипы, приспособления, приборы, изготовления оснастки и конечному использованию частей. Он работает с растворимым материалами поддержки, чтобы сделать ваш процесс разработки более эффективным.
На установках FORTUS из материала ABS-M30 производятся детали, которые прочнее, ровнее и имеют лучший внешний вид.
ABS-M30i - является биологически совместимым материалом 3D печати, детали из этого материала можно подвергнуть гамма облучению или стерилизовать. Этот термопластичный материал имеет хорошую механическую прочность и соответствует требованиям ISO 10993. Хорошо подходит для медицинской промышленности, для производства хирургических моделей, инструментов и приспособлений непосредственно из данных САПР, и для промышленности по упаковке пищевых продуктов.
Цвет
ABSplus предлагает самый широкий спектр цветов, доступных с FDM технологией (слоновая кость, белый, черный, темно-серый, красный, синий, оливковый зеленый, нектарин и флуоресцентный желтый), а также возможность для пользовательских цветов.
Помимо самого распространенного белого цвета пластик ABS-M30 представлен шестью цветами: слоновая кость, синим, красным, черным и серым. Кроме того, ABSi может поставляться бесцветным прозрачным, а также прозрачным красным или желтым, что удобно для прототипов, например, автомобильных фонарей.
Стабильность свойств
Свойства моделирующих материалов FDM сходны со свойствами термопластиков, включая сопротивление воздействию окружающей среды и химических веществ (в том числе кислот, бензина и масел). Прототипы из ABS сохраняют прочность при нагреве до 93 °С, из РС — до 125 °С, а из PPSF — до 189 °С.
Важной отличительной особенностью моделирующих материалов FDM является их сопротивляемость воздействию воды. В технологиях, где применяются фотополимеры, весьма чувствительные к влажности. Под воздействием воды или влаги могут измениться их прочностные свойства и точность размеров: адсорбируя влагу, они становятся мягче, а тенденция к деформации и разбуханию не может не отразиться на геометрической точности модели.
Прочность и невосприимчивость ABS к влаге позволили изготовить этот прототип и проверить его функциональность
Компания Stratasys производит и поставляет все моделирующие материалы, применяемые в технологии FDM.