Inoiz galdetu al diozu zeure buruari zergatik ari den indarra hartzen 3D inprimaketa teknologiak eta zergatik ari den ordezkatzen fabrikazio teknologia tradizional zaharrak?
Eraldaketa hau gertatzen ari den arrazoiak zerrendatzen saiatzen bazara, zerrenda pertsonalizazioarekin hasiko da ziur aski. Jendeak pertsonalizazioa bilatzen du. Estandarizazioan gutxiago daude interesatuta.
Eta pertsonen portaeran izandako aldaketa honi eta 3D inprimaketa teknologiak pertsonen pertsonalizazio beharra asetzeko duen gaitasunari esker, pertsonalizazioaren bidez, tradizionalki estandarizazioan oinarritutako fabrikazio teknologiak ordezkatzeko gai da.
Malgutasuna pertsonalizazio bilaketaren atzean dagoen faktore ezkutu bat da. Eta merkatuan eskuragarri dagoen 3D inprimatzeko material malgua, erabiltzaileei gero eta pieza malguagoak eta prototipo funtzionalagoak garatzeko aukera ematen diena, erabiltzaile batzuentzat zoriontasun iturri hutsa da.
3D inprimatutako moda eta 3D inprimatutako beso protesikoak 3D inprimaketaren malgutasuna estimatu beharreko aplikazioen adibideak dira.
Kautxuzko 3D inprimaketa oraindik ikerketa fasean dagoen eta garatu gabe dagoen arloa da. Baina oraingoz, ez dugu kautxuzko 3D inprimaketa teknologiarik, kautxua guztiz inprimagarria izan arte, alternatibekin moldatu beharko dugu.
Eta ikerketaren arabera, kautxuaren alternatibarik hurbilenak Elastomero Termoplastikoak dira. Artikulu honetan sakon aztertuko ditugun lau material malgu mota daude.
3D inprimatzeko material malgu hauei TPU, TPC, TPA eta PLA biguna deitzen zaie. Oro har, 3D inprimatzeko material malguei buruzko laburpen bat emango dizuegu hasteko.
Zein da harizpirik malguena?
Zure hurrengo 3D inprimaketa proiekturako harizpi malguak aukeratzeak aukera ugari zabalduko dizkizu zure inprimaketetarako.
Zure flex harizpiarekin objektu ugari inprima ditzakezu ez ezik, buru bikoitzeko edo anitzeko estrusore bat duen inprimagailua baduzu, gauza harrigarriak inprima ditzakezu material hau erabiliz.
Piezak eta prototipo funtzionalak, hala nola txankletak, tentsio-boladunak edo bibrazio-amortizatzaileak, zure inprimagailua erabiliz inprima daitezke.
Flexi filament zure objektuak inprimatzeko zati bat bihurtzea erabaki baduzu, ziur aski zure irudimena errealitatera hurbiltzen lortuko duzu.
Gaur egun arlo honetan hainbeste aukera daudenez, zaila litzateke imajinatzea 3D inprimaketaren arloan inprimatzeko material honen gabezian igaro den denbora.
Erabiltzaileentzat, harizpi malguekin inprimatzea, garai hartan, oso burugogorra zen. Burugogoa hainbat faktoreren ondorioz gertatzen zen, material hauek oso bigunak direlako egitate komun baten inguruan elkartzen zirenak.
3D inprimatzeko material malguaren biguntasunak edozein inprimagailurekin inprimatzea arriskutsua egiten zuen; horren ordez, zerbait benetan fidagarria behar zen.
Garai hartako inprimagailu gehienek hari bultzatzeko efektuaren arazoari aurre egin behar zioten, beraz, une hartan zerbait zurruntasunik gabe tobera batetik bultzatzen zenuenean, tolestu, bihurritu eta aurka borrokatzen zen.
Edozein motatako oihal josteko haria orratzetik botatzen ohituta dagoen edonork ulertuko du fenomeno hau.
Bultzada efektuaren arazoa alde batera utzita, TPE bezalako harizpi bigunagoak fabrikatzea oso zeregin herkulesa zen, batez ere tolerantzia onekin.
Tolerantzia eskasa kontuan hartzen baduzu eta fabrikatzen hasten bazara, baliteke fabrikatu duzun harizpiak xehetasun eskasak, trabatzea eta estrusio prozesua jasan behar izatea.
Baina gauzak aldatu egin dira, gaur egun, harizpi bigun sorta bat dago, batzuk propietate elastikoak eta biguntasun maila desberdinak dituztenak ere bai. PLA, TPU eta TPE bigunak dira adibide batzuk.
Kostaldeko gogortasuna
Irizpide ohikoa da hau, harizpien fabrikatzaileek beren 3D inprimaketa-materialaren izenarekin batera aipatzen dutena.
Shore gogortasuna material orok indentazioarekiko duen erresistentziaren neurri gisa definitzen da.
Eskala hau iraganean asmatu zen, jendeak erreferentziarik ez zuenean edozein materialaren gogortasunaz hitz egitean.
Beraz, Shore gogortasuna asmatu aurretik, jendeak bere esperientziak erabili behar zituen besteei esperimentatu zuten edozein materialaren gogortasuna azaltzeko, zenbaki bat aipatu beharrean.
Eskala hau faktore garrantzitsua bihurtzen da prototipo funtzional baten pieza bat fabrikatzeko zein molde-material aukeratu erabakitzerakoan.
Beraz, adibidez, igeltsuzko balerina zutik dagoen molde bat egiteko bi kautxu aukeratu nahi dituzunean, Shore gogortasunak honako hau esango lizuke: 70 A-ko gogortasun laburreko kautxu bat 30 A-ko Shore gogortasuna duen kautxua baino gutxiago erabilgarria da.
Harizpiekin lan egitean, normalean jakingo duzu material malgu baten gomendatutako Shore gogortasuna 100A eta 75A artekoa dela.
Non, jakina, 100A-ko gogortasuna duen 3D inprimaketa-material malgua 75A-koa baino gogorragoa izango litzatekeen.
Zer hartu behar da kontuan filamentu malgu bat erosterakoan?
Hainbat faktore hartu behar dira kontuan edozein harizpi erosterakoan, ez bakarrik malguak.
Zuretzat garrantzitsuena den erdigune batetik hasi beharko zenuke, prototipo funtzional baten itxura ona emango duen materialaren kalitatea adibidez.
Ondoren, hornidura-katearen fidagarritasunaz pentsatu beharko zenuke, hau da, 3D inprimaketarako behin erabiltzen duzun materiala etengabe eskuragarri egon behar da, bestela, 3D inprimaketarako material mugatua erabiliko zenuke.
Faktore hauek kontuan hartu ondoren, elastikotasun handia eta kolore aukera zabala kontuan hartu beharko zenituzke. Izan ere, ez da 3D inprimatzeko material malgu guztiak eskuragarri egongo erosi nahi duzun kolorean.
Faktore horiek guztiak kontuan hartu ondoren, enpresaren bezeroarentzako arreta eta prezioa kontuan har ditzakezu merkatuko beste enpresekin alderatuta.
Orain pieza malgu edo prototipo funtzional bat inprimatzeko aukera ditzakezun material batzuk zerrendatuko ditugu.
3D inprimaketa material malguen zerrenda
Jarraian aipatutako material guztiek oinarrizko ezaugarri batzuk dituzte, hala nola, guztiak malguak eta bigunak direla. Materialek nekearekiko erresistentzia bikaina eta propietate elektriko onak dituzte.
Bibrazioen moteltze eta inpaktuen aurkako erresistentzia apartekoa dute. Material hauek produktu kimikoekiko eta eguraldiarekiko erresistentzia erakusten dute, urradura eta urraduraren aurkako erresistentzia ona dute.
Guztiak birziklagarriak dira eta kolpeak xurgatzeko gaitasun ona dute.
3D inprimatzeko material malguekin inprimatzeko inprimagailuaren aurrebaldintzak
Material hauekin inprimatu aurretik inprimagailua ezarri behar dituzun zenbait estandar daude.
Inprimagailuaren estrusorearen tenperatura-tartea 210 eta 260 gradu Celsius artean egon behar da, eta ohearen tenperatura-tartea, berriz, giro-tenperaturatik 110 gradu Celsius arte, inprimatu nahi duzun materialaren beira-trantsizio tenperaturaren arabera.
Material malguekin inprimatzean gomendatutako inprimatze-abiadura segundoko bost milimetrotik segundoko hogeita hamar milimetrora bitartekoa izan daiteke.
Zure 3D inprimagailuaren estrusore-sistema zuzeneko transmisiokoa izan behar da, eta fabrikatzen dituzun piezen eta prototipo funtzionalen post-prozesamendua azkarrago egiteko hozte-haizagailu bat izatea gomendatzen da.
Material hauekin inprimatzean sortzen diren zailtasunak
Noski, material hauekin inprimatu aurretik kontuan hartu beharreko puntu batzuk daude, erabiltzaileek lehenago izan dituzten zailtasunetan oinarrituta.
-Elastomero termoplastikoak inprimagailuaren estrusoreek gaizki maneiatzen dituztela ezaguna da.
-Hezetasuna xurgatzen dute, beraz, espero ezazu zure inprimaketa handitu egingo dela harizpia behar bezala gordetzen ez bada.
-Elastomero termoplastikoak mugimendu azkarrekiko sentikorrak dira, beraz, tolestu egin daitezke estrusoretik bultzatzean.
TPU
TPU poliuretano termoplastikoaren akronimoa da. Oso ezaguna da merkatuan, beraz, harizpi malguak erostean, litekeena da material hau beste harizpi batzuekin alderatuta maiz aurkituko duzuna izatea.
Merkatuan ospetsua da zurruntasun handiagoa erakusteagatik eta beste harizpiek baino errazago estrusatzeko ahalmena duelako.
Material honek erresistentzia duina eta iraunkortasun handia ditu. Elastikotasun tarte handia du, ehuneko 600etik 700era bitartekoa.
Material honen Shore gogortasuna 60 A-tik 55 D-ra bitartekoa da. Inprimagarritasun bikaina du, erdi-gardena da.
Naturan koipearekiko eta olioekiko duen erresistentzia kimikoak 3D inprimagailuekin erabiltzeko egokiagoa egiten du. Material honek urradura-erresistentzia handia du.
TPU-rekin inprimatzean, inprimagailuaren tenperatura 210 eta 230 gradu Celsius artean mantentzea gomendatzen da, eta ohea berotu gabeko tenperaturaren eta 60 gradu Celsius artean.
Goian aipatu bezala, inprimatze-abiadura segundoko bost eta hogeita hamar milimetro artekoa izan behar da, eta ohearen itsaspenerako, berriz, Kapton edo margolarien zinta erabiltzea gomendatzen da.
Estrusoreak zuzeneko transmisioa izan beharko luke eta ez da gomendagarria hozte-haizagailua, gutxienez inprimagailu honen lehen geruzetarako.
TPC
Kopoliester termoplastikoaren laburdura da. Kimikoki, kate luzeko edo laburreko glikol sekuentzia txandakatua duten polieter esterrak dira.
Zati honen segmentu gogorrak kate laburreko ester unitateak dira, eta segmentu bigunak, berriz, normalean polieter alifatikoak eta poliester glikolak.
3D inprimatzeko material malgu hau ingeniaritza mailako materialtzat hartzen denez, ez da TPU bezain maiz ikusiko zenukeen zerbait.
TPCak dentsitate baxua du, % 300etik % 350era bitarteko elastikotasun-tartearekin. Bere Shore gogortasuna 40tik 72 D-ra bitartekoa da.
TPC-k erresistentzia ona erakusten du produktu kimikoekiko eta sendotasun handia, egonkortasun termiko eta tenperaturarekiko erresistentzia onarekin.
TPC-rekin inprimatzean, gomendatzen da tenperatura 220 eta 260 gradu Celsius arteko tartean mantentzea, ohearen tenperatura 90 eta 110 gradu Celsius arteko tartean eta inprimatze-abiadura TPU-ren berdina izatea.
TPA
TPE eta nylonen kopolimero kimikoa, Poliamida Termoplastikoa izenekoa, nylonetik datorren ehundura leun eta distiratsuaren eta TPEren abantaila den malgutasunaren konbinazioa da.
Malgutasun eta elastikotasun handia du % 370 eta % 497 artekoa, eta Shore gogortasuna % 75 eta % 63 A artekoa.
Oso iraunkorra da eta TPC-ren maila bereko inprimagarritasuna erakusten du. Beroarekiko erresistentzia ona du, baita geruzen atxikimendu ona ere.
Inprimagailuaren estrusorearen tenperatura material hau inprimatzean 220 eta 230 gradu Celsius artekoa izan behar da, eta ohearen tenperatura, berriz, 30 eta 60 gradu Celsius artekoa.
Zure inprimagailuaren inprimatze-abiadura TPU eta TPC inprimatzean gomendatzen den berdina izan daiteke.
Inprimagailuaren itsaspena PVA oinarriduna izan behar da eta estrusore sistema zuzeneko transmisioa zein Bowden sistema izan daiteke.
Argitaratze data: 2023ko uztailaren 10a