3D-печать поликарбонатом

Введение

Люди, успешно освоившие 3D-печать PLA и ABS, зачастую хотят попробовать новые материалы с новыми свойствами. Один из таких материалов — PC, поликарбонат. В этой статье мы рассмотрим 3D-печать с использованием поликарбоната. Вы узнаете о свойствах этого материала, тонкостях печати им и его применении. Мы дадим вам советы о том, как получить отличные результаты при печати поликарбонатом.

Содержание

• Введение
• Применение 3D-печати поликарбонатом
  • LUNAR
  • Военная промышленность
  • Детали для авто
  • Nescafe
  • Детали планетохода Nasa
• Плюсы и минусы 3D-печати поликарбонатом
  • Преимущества 3D-печати поликарбонатом
  • Главные преимущества
  • Сложности 3D-печати поликарбонатом
• Технология печати поликарбонатом
  • Особенности материала
  • Тонкости печати
• Применяемое оборудование
  • Picaso Designer X Pro
  • Hercules Strong 19
  • Raise3D Pro2 Plus
• Заключение

Применение 3D-печати поликарбонатом

Поликарбонат – это чрезвычайно прочный, легкий и прозрачный термопластик. Он используется для производства различных продуктов, таких как компакт-диски, пуленепробиваемые стекла, снаряжение, стекла для солнцезащитных очков, подводные маски, экраны для электронных дисплеев, чехлы для телефонов и компьютеров и многое другое.Материал нашел свое применение в самых разных отраслях.

LUNAR

Дизайнеры LUNAR, Джефф Смит и Джерард Фербершоу, создали 3D-печатный столик из поликарбоната символизирующий энтропию. Столбцы, которые образуют ножки и верхние углы, представляют собой упорядоченные стеки, которые преобразуются ближе к центру в хаотический беспорядок.

Военная промышленность

ABS+PC применялся для 3D-печати отдельных деталей пехотного экзоскелета компании Lockheed Martin.

Сплав поликарбоната и акрилбутадиенстирола, ABS+PC, сочетает лучшие свойства обоих материалов, такие как удобство шлифовки и окраски, присущие ABS, и более высокую ударопрочность и термостойкость, унаследованные от PC. Сохраняет прочность при морозе до -50 градусов Цельсия. В ВПК применяется для производства корпусов, панелей и ручек приборов, в 3D-печати деталей для срочной замены вышедших из строя элементов оборудования.

Детали для авто

Замена переходника трубки на напечатанный из поликарбоната аналог, ремонт протечки на одном из проектных автомобилей Airwolf 3D — Mustang 5.0.

Прочность поликарбоната позволяет печатать из него детали для автомобилей. Airwolf 3D занимается разработкой и производством филамента и проводит многочисленные проекты по его испытанию.

Nescafe

В сотрудничестве с лабораторией Publicis Mexico, креативной студией из Лос-Анджелеса NOTlabs, дизайнерской компанией NOTCOT и дизайнером Charmaine Choi компания создала Nescafé Alarm Cap — 3D-печатную крышку-будильник для банок с растворимым кофе.

Изделие предназначено для мягкого и естественного пробуждения, для чего задействована динамическая подсветка и один из семи звуков на выбор.

Чтобы выключить будильник, надо просто снять крышку.

Ограниченный тираж крышек-будильников в 200 экземпляров печатался на 3D-принтерах. Верхняя часть — из нейлона по технологии SLS, внутренности — из PC на FDM-принтере Makerbot. Поликарбонат был выбран за гигиенические свойства — он гипоаллергенен, не вступает в реакцию с пищевыми продуктами.

Интерфейс крышки сочетает в себе OLED-экран и четырехпозиционный переключатель для управления будильником, работает устройство на основе Arduino.

Несколько прототипов во время разработки были напечатаны также из поликарбоната.

Источник: 3ders

Детали планетохода Nasa

Транспорт на фото включает в себя более семидесяти 3D-печатных деталей, созданных с помощью Stratasys F900 по технологии FDM. В числе таких элементов — корпуса приборов, части вентиляции и всевозможные фиксирующие приспособления, штанги крепления камер, бампер и другие части. Все это напечатано из поликарбоната, ABS и сплава поликарбоната с ABS.

Являясь частью одного из проектов Nasa, называющегося Desert RATS (Research and Technology Studies, буквально “rats” - “крысы”, англ.), — ровер, размером напоминающий крупный внедорожник, проходит испытания в аризонской пустыне.

Пустыня выбрана за схожесть ландшафта с Марсом.

Плюсы и минусы 3D-печати поликарбонатом

Преимущества 3D-печати поликарбонатом

У материала очень высокая ударная вязкость, намного большая, чем у стекла. Она в десятки раз выше, чем у акрила. В то же время, плотность поликарбоната меньше половины плотности стекла. То есть, при в два раза меньшем весе аналогичная деталь из PC намного более ударопрочна и обладает аналогичной (и даже большей, по сравнению со многими сортами стекла) прозрачностью.

Его слабости, по сравнению со стеклом, имеют те же причины, что и его преимущества — т.к. он менее жесткий и хрупкий (более вязкий и мягкий), он легче царапается, а из-за повышенной прозрачности — не задерживает ультрафиолет. Обе проблемы решаются нанесением специальных покрытий, и в сфере всевозможных визиров для шлемов, защитных и производственных очков и гогглов, и даже обычных оптических очков он давно победил стекло.

Фото: solmed.com.au

Главные преимущества

• Ударопрочный термопластик;
• Сохраняет упругость при комнатной температуре;
• Легко обрабатывается;
• Прозрачный, с отличным светопропусканием.

Сложности 3D-печати поликарбонатом

1. Нуждается в повышенной температуре для печати. В качестве нити для 3D-печати, термостойкость поликарбоната является как преимуществом, так и недостатком. Поликарбонат даже более склонен к деформации и расщеплению, чем нить из ABS, а значит нуждается в более высоких температурах для экструзии.

Совет:

Используйте принтеры с закрытой подогреваемой камерой — отсутствие перепада температур при остывании напечатанных слоев уменьшит вероятность расслоения.

Источник: 3duniverse

2 .Гигроскопичен. Поликарбонат следует хранить в сухом месте и высушивать перед печатью, если он не хранился в вакуумных пакетах. Печать влажным поликарбонатом не только создаст проблемы в процессе, собственно, печати, но и может привести к гидролизу, который навсегда изменит филамент на молекулярном уровне, делая его значительно менее прочным.

Источник: Palmer Design

Несмотря на все сложности, преимущества никуда не деваются. Многие материалы имеют более низкую ударопрочность, быстрее трескаются и ломаются при изгибе и от ударов, но есть и не уступающие по этому критерию — среди тугоплавких конструкционных пластиков. А вот по прозрачности с ним ни один другой филамент соревноваться не может.

Источник: pla-3dprinterfilament.com

Источник: YouTube

Совет:

Располагайте модель как можно более горизонтально и в контакте с платформой — чем больше площадь соприкосновения, тем больше шансов на успех печати.

Технология печати поликарбонатом

• Материал имеет удельный вес 1,18 г / см³. Эта плотность делает его сопоставимым с PMMA и PLA, где-то на одну пятую плотнее чем ABS.
• Он имеет твердость по Роквеллу R 121, что делает его более твердым, чем PMMA, ABS и PLA.
• Материал имеет максимальную прочность на разрыв 11,200 фунтов на квадратный дюйм (77,22 М / год), что сопоставимо с PMMA.
• Материал имеет предел прочности при растяжении около 100%. Сравните это с PMMA (1,8% - 7,2%), PLA (1% - 12%) и ABS (4,6% - 27%).
• Качественный и правильно обработанный PC способен долго сохранять свою структуру под прямыми солнечными лучами.

Источник: Vasha-teplitsa.ru

Таким образом, с поликарбонатом вы получаете прочный и долговечный материал, способный выдерживать вес и грубое обращение. Кроме того, это достаточно гибкий материал, который способен выдерживать растяжение, которое деформирует или разрушает другие материалы. Он также пропускает свет лучше, чем большинство типов стекла.

Особенности материала

• Растворим в дихлорметане;
• Температура печати от 300 градусов Цельсия;
• Рекомендуемая температура камеры принтера около 110 градусов.

Тонкости печати

Помимо того, что необходимы высокие температуры, поликарбонат плохо прилипает к другим материалам. Лучшая поверхность платформы при печати поликарбонатом, с точки зрения адгезии к платфоме — это поликарбонат, но тогда могут быть проблемы со снятием модели после печати. На других поверхностях, например на боросиликатном стекле, может понадобиться нанесение сторонних адгезивов, без которых нижний слой модели может отлипать, что послужит причиной деформации.

Для печати PC вам понадобится принтер с технологией FDM, подогреваемой платформой и, по возможности, термостатической, или хотя бы просто закрытой камерой.

Если говорить о конкретных брендах, стоит обратить внимание на Ultimaker 3, Raise3D N2 и Lulzbot TAZ 6. Lulzbot TAZ 6 выделяется из-за способности поддерживать постоянную температуру платформы на отметке в 135 °C. Поликарбонатная нить, как правило, будет хорошо экструдироваться в диапазоне от 290 °C до 310 °C.

Применяемое оборудование

Picaso Designer X Pro

Характеристики:

• Технология печати:FDM
• Толщина слоя от: 50 мкм
• Точность/разрешение печати:
• Рабочая камера: 200 х 200 х 210 мм
• Размеры, мм: 492 x 390 x 430
• Вес, кг: 16
• Поддерживаемые материалы: ABS;PLA;FLEX;NYLON;ASA:ABS\PC;PET;PC;PVA:HIPS

Новая версия этого принтера выгодно отличается тем, что позволяет печатать гибкими и экзотическими материалами. Кроме того, особенность конструкции позволяет работать с геометрически сложными объектами.

Пример принта:

Hercules Strong 19

Характеристики:

• Технология печати:FDM
• Толщина слоя от: 20 мкм
• Точность/разрешение печати:
• Рабочая камера: 300х300х400 мм
• Размеры, мм: 541х631х906
• Поддерживаемые материалы: ABS, PLA, HIPS, RUBBER, PCABS, PETG, CARBON, NYLON, POM, FLEX, ETERNAL, WOOD, PVA, PP, SBS, ASA

Принтер обладает характеристиками, которые выгодно выделяют его, в сравнении с предыдущей моделью этого производителя: перестроенным экструдером, множеством датчиков и новым переработанным дизайном.

Пример принта:

Raise3D Pro2 Plus

Характеристики:

• Технология печати:FDM
• Толщина слоя от: 10 мкм
• Точность/разрешение печати:
• Рабочая камера: 305×305×605 мм
• Размеры, мм: 620×590×1105
• Поддерживаемые материалы: PLA, ABS, HIPS, PC, TPU, TPE, NYLON, PETG, ASA, PP, угленаполненные, древеснонаполненные, металлонаполненные, стеклонаполненнные

Особенности - умение работать сразу с несколькими материалами, при этом, скорость работы остается на очень достойном уровне.

Пример принта:

Фото: novabeans.com

Заключение

Если вы ищете прочный материал для 3D-печати, обладающий высокой устойчивостью к ультрафиолету и другим воздействиям, обязательно обратите внимание на филамент из поликарбоната. Несмотря на относительную сложность печати, в сравнении с ABS или PLA, его свойства стоят того, чтобы изучить печать им. При наличии некоторого опыта сложности пропадают, остается возможность печатать прочные и красивые изделия с интересными свойствами.

Для приобретения PC-филамента и принтера для печати им обращайтесь в Top 3D Shop, наши сотрудники подберут материалы и оборудование под ваши требования, а при необходимости всегда помогут советом и по эксплуатации.