3D-печать: как печатать пластиком Ultem

Применение в 3D-печати полимера Ultem позволяет создавать высокопрочные детали для разных отраслей промышленности и науки. Поскольку он тугоплавкий, 3D-печать Ultem-пластиком возможна только на профессиональных моделях принтеров с закрытой камерой.

Читайте статью, чтобы подробно узнать об уникальных возможностях и особенностях применения Ultem.

Содержание

О пластике Ultem

Источник: wikipedia.org

Ultem — это коммерческое название полиэфиримида, производимого корпорацией SABIC. Полиэфиримиды (PEI) — это аморфные термопластики, которые обладают высокой прочностью и для которых характерна высокая температура плавления. В некоторых моделях FDM-принтеров установлен изготовленный из PEI печатный стол. Материал в чистом виде имеет янтарный оттенок, но производители наладили выпуск различных модификаций Ultem, в частности, натурального и черного цветов.

История

Ultem был разработан специалистом подразделения General Electric Plastics Division Джозефом Г. Виртом в начале 1980-х годов. С 2007 года компания принадлежит концерну SABIC. Полимер Ultem используется в медицинском и химическом оборудовании, поскольку обладает термостойкостью и стойкостью к растворителям. Ultem 1000 (стандартный ненаполненный полиэфиримид) имеет высокую диэлектрическую прочность, внутреннюю огнестойкость и чрезвычайно низкое дымообразование.

В 3D-печати чаще всего используется две модификации: Ultem 9085 и Ultem 1010.

Характеристики

Ultem — прочный материал бледно-янтарного цвета. Он обладает высокой прочностью, которая позволяет использовать его в качестве альтернативы, например, алюминию. При этом плотность материала сравнима с другими распространенными пластиками, то есть материал достаточно легкий. Ultem устойчив ко многим растворителям, кислотам и щелочам. Еще одно достоинство полимера — отличные диэлектрические свойства.

Основные характеристики полимера:

Плотность: 1,27 г/см³;
Прочность, устойчивость к стрессовым нагрузкам;
Огнестойкость;
Отличные диэлектрические свойства;
Устойчив к различным растворителям при комнатной температуре;
Температура плавления: 350—380 °C;
Температура стеклования: 217 °C;
Стойкость к нагреву: до 120 °C.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

Устойчивость к высоким температурам;
Высокая прочность;
Исключительная устойчивость к едким химическим веществам;
Устойчивость к воде;
Отличные диэлектрические свойства;
Возможность использования в изделиях и компонентах для пищевой промышленности.

Недостатки:

Высокая температура экструдера при печати;
Рекомендуется использовать печатную камеру с подогревом;
Высокая стоимость.

Меры предосторожности

Согласно официальным данным Stratasys, материал классифицируется как безопасный, в соответствии с Постановлением ЕС 1272/2008 [GHS]. При нормальных условиях использования защитное снаряжение не требуется. При превышении пределов воздействия или появлении раздражения может потребоваться вентиляция помещения.

Использование изделий из Ultem

Свойства Ultem позволяют использовать напечатанные на 3D-принтере детали в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Напечатанные компоненты являются надежной, но более легкой альтернативой металлическим деталям. Также Ultem можно использовать для 3D-печати компонентов интерьера, воздуховодов или электрических шкафов для различных транспортных средств. Французская компания Latécoère, которая проектирует и производит авиакомпоненты, использует Ultem для создания функциональных прототипов, инструментов и элементов корпуса воздуховодов. Используя Ultem, компания производит индивидуальные инструменты, которые легче металлических на 50%.

Источник: goproto.com

В автомобильной индустрии требуется высокая химическая стойкость, поэтому Ultem является отличным материалом для различных компонентов: в трансмиссии и системе зажигания, в датчиках, в корпусах термостатов и в дроссельных заслонках. Полимер подходит для электротехнических компонентов. Также Ultem сертифицирован для использования в емкостях для продуктов питания.

Особенности 3D-печати Ultem

Хранение филамента

Источник: 3dfilaprint.com

Материал нужно хранить в прохладном и темном месте, желательно в герметичном пакете. Таким образом вы сохраните качество материала Ultem и обеспечите максимально высокий результат 3D-печати. Если о состоянии филамента нет достоверных сведений, его рекомендуется просушить в специальном устройстве, например — Wanhao Boxman-2.

Нагрев платформы и камеры

Чтобы качественно напечатать изделие из Ultem, обязательно следует включить подогрев рабочего стола. Минимальная рекомендуемая температура составляет 120 °C. При этом использовать необходимо только закрытые типы печатных камер.

Скорость и параметры печати

Скорость печати из Ultem должна быть минимальной — порядка 20-30 мм/с. Для адгезии первого слоя рекомендуется использовать термостойкий скотч.

Температура в закрытой камере 3D-принтера должна оставаться постоянной. Поскольку Ultem имеет чрезвычайно высокую температуру экструзии, рекомендуется использовать камеру с подогревом. Тепло должно всегда распределяться равномерно, чтобы минимизировать колебания температуры. Это связано с тем, что при появлении в камере холодных участков происходит неравномерная усадка материала. Соответственно, возникает расслоение.

Охлаждение при печати

Для 3D-печати Ultem-пластиком не требуется охлаждение.

Обработка детали из Ultem

Механическая обработка

Поскольку материал Ultem обладает высокой прочностью и термостойкостью, изделия из полимера можно подвергать различной механической обработке. В частности, допускается обработка на фрезерных и сверлильных станках. Из-за физических свойств материала шлифовка и обработка поверхности занимают больше времени, чем при использовании более распространенных полимеров.

Проблемы при печати Ultem

Источник: amfg.ai

3D-печать Ultem-пластиком немного сложнее, чем печать большинством филаментов. Это связано с высокой температурой плавления Ultem, по этой причине принтер должен иметь цельнометаллическую печатающую головку и поддерживать постоянную температуру в камере печати. Если тепло распределяется неравномерно, Ultem может слишком сильно остыть во время печати, что приведет к усадке или к деформации материала или к нарушению адгезии слоев.

Помимо требований к температуре во время печати, обработка готовой детали может вызвать некоторые проблемы. Поддержки для детали из Ultem должны быть прочными и иметь достаточно высокую термостойкость, чтобы выдерживать температуру печати в камере. Это означает, что нельзя использовать обычные водорастворимые поддержки. Оптимальным решением являются поддержки из Ultem, которые после печати необходимо удалить вручную, сломав или отрезав.

Примеры напечатанных изделий из Ultem

Источник: javelin-tech.com

Источник: morgen-filament.de

Источник: javelin-tech.com

Источник: additivenews.com

Итого

Пластики Ultem достаточно дорогие. Их можно использовать только в профессиональных принтерах с подогревом печатной камеры. Для получения качественного результата строго необходимо, чтобы во всём объеме печатной камеры сохранялась стабильная температура. Однако преимущества Ultem тоже значительные. Этот материал легкий, как обычный пластик, но прочный, как металл. Он устойчив к едким средам и может контактировать даже с обычными растворителями. Благодаря высокой температуре плавления, изделия из Ultem допускается стерилизовать термическим способом, в автоклаве. Наконец, поскольку материал не выделяет токсичных веществ, изделия из Ultem допускается использовать для хранения продуктов.

Оставить комментарий

сергей

16 августа 2020

Здравствуйте.
Чем отличается Ultem 9085 от Ultem 1010? Что значат эти цифры?

Ответить

Показано с 1 по 1 из 1 (всего 1 страниц)

3D-печать: как печатать пластиком Ultem

Содержание

О пластике Ultem

История

Характеристики