在傳統的制造方法中,可供選擇的材料種類幾乎是無限的,有別于傳統的制造方法,3D打印與每個特定的系統和機器所使用的材料綁定在一起。目前,大多數增材制造部件可以是塑料或金屬,這也取決于具備一些復合可選材料的技術。
生產材料需要滿足行業特定要求的認證和機械性能,如航空航天火焰等級和醫療生物相容性。不同行業對耐久性、外觀和耐受性都有不同的要求。
為了確保最合適的結果,在為您的項目選擇3D打印技術和材料時,存在幾個關鍵的考慮因素:
1、使用場景
從原型到生產質量,產品的任一部件都可以使用3D打印部件來代替。每個應用程序的要求都是獨一無二的,需要仔細檢查和規劃,以確定合適的3D打印過程和材料,從而滿足項目的需要。例如,在創建原型時,設計團隊通常需要使用性價比高的材料進行快速周轉,同時仍然需要精確的呈現出最終產品的形式和功能。另一方面,生產部件必須作為最終產品加以制作,并且需要滿足一定的質量、測試、化學和結構要求。
2、打印件性能需求
根據3D打印部件的性能需求,合適的工藝和材料將有所不同。如果部件需要在外觀上與最終產品相似,或者需要保持其形狀為靜態模型,那么噴射技術可能是最好的方法,因為它的周轉速度快,其表面光滑、自然。立體光刻對于如娛樂道具或大型概念模型等部件也是很好的選擇,它們需要輕量的后期處理來拋光表面。
如果打印功能原型組件需要能抵御沖擊或高溫,可以利用FDM,從高性能材料中獲取功能強大,耐用的部件。如果零件的設計需要復雜的底切,實現空氣流動或耐用的活鉸鏈,激光系統熱塑性塑料可能是理想之選。以上因素需要復雜的整合在一起,但是仔細考慮部件性能需求有助于簡化選擇適當的3D打印工藝。
3、打印件所處環境
許多3D打印部件需要在高溫或潮濕的環境下進行作業。一些3D打印工藝和材料很快被這些參數排除在外。例如,戶外應用可能需要紫外線穩定的材料,但是光聚合物在紫外線照射下會迅速降解。水分會對某些材料產生不利影響,導致部件翹曲、卷曲或尺寸精度下降。這是由于某些3D打印材料固有的吸水性。在某些應用中,該部件可能需要食品安全級材料。在這種情況下,熱塑性塑料將是最好的選擇。
4、耐久度
3D打印的夾具或固定裝置可能要經歷數千個周期,并承受巨大的壓力,而合適的測試原型可能只需要運行一次。工程級熱塑性塑料可以承受巨大的壓力,使其成為功能原型或生產部件的理想材料。另一方面,光聚合物材料在短期低壓力應用中更為有效。
5、后期處理
采用材料噴射系統所制造的部件顯得更光滑,更容易手工完成后期處理,達到理想的美觀狀態。采用材料擠出機所制造的塑料部件由于層次分辨率較厚,導致后處理難度較大,需要更多的人工和技巧以實現光滑的表面,這增加了人工成本,延長了交貨時間。
增材金屬和合金需要更多的時間,精力和專業知識來實現拋光產品。金屬部件通常需要機械加工,從打印床拆除,支架拆下、滾磨或拋光。提前弄清楚最終需求和關鍵部位的特點將縮短后期處理時間,以保證交貨日期。
6、預算、時間和質量
取決于產品的質量、成本以及交付周期,質量和成本可以相互權衡;快速的周轉和高質量的后期處理需求則相互排斥。平衡預算、制作周期和最終需求的品質,您才可以正確的找到的平衡點,從而選擇合適的3D打印方案。
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