Поликарбонат (ПК) - это разновидность пластика, известная своей необычайной прочностью, долговечностью и прозрачностью. На самом деле, это тот же материал, который используется в пуленепробиваемом стекле, компакт-дисках и даже шлемах астронавтов.
Благодаря своим выдающимся свойствам поликарбонатные нити являются популярным выбором для любителей 3D-печати, которым требуется дополнительная прочность и долговечность отпечатков. Однако работа с поликарбонатом требует особых условий и большого терпения, чтобы научиться делать это правильно.
#
3DMART студия - услуги 3D печати, изготовление запчастей, заказ образцов, 3D моделирование, разработка корпусов РЭА, 3D формы, технологическая оснастка и приспособления, авто и мото запчасти.
#
Это Top 3D Shop, и сегодня мы поговорим о поликарбонате для 3D—печати - одном из самых сложных материалов для большинства пользователей, особенно начинающих. Давайте узнаем, каковы его свойства, как справляться с возникающими проблемами и какие 3D-принтеры считаются лучшими для производства высококачественных деталей для ПК.
Что такое поликарбонат?
Поликарбонат или ПК - это специальный высокоэффективный материал, который отличается исключительной прочностью, легкостью, прозрачностью и стабильностью размеров. Он обладает высокой ударной вязкостью, которая значительно превосходит ударопрочность стекла и акриловых материалов, таких как ПММА. В то же время его плотность в два раза меньше, чем у стекла, при сравнительно высоком уровне прозрачности, что обеспечивает хорошее светопропускание. Кроме того, поликарбонат легко сгибается, и эта гибкость позволяет ему выдерживать высокие растягивающие усилия, которые, подобно АБС, разрывают нити филамента. Последнее делает детали ПК, напечатанные на 3D-принтере, еще более износостойкими.
Поликарбонат имеет высокую температуру стеклования - 150 °С, а также термостойкость до 115 °С. Хотя это открывает множество новых областей применения компонентов для ПК, это также приводит к относительно высокой температуре печати и некоторым другим особенностям процесса печати.
Поликарбонат, являясь гигроскопичным материалом, способен впитывать воду из атмосферы. Поскольку влага может ухудшить эксплуатационные характеристики и механическую прочность нитей, перед печатью и во время печати их следует хранить в герметичном помещении, не допускающем попадания влаги.
Наконец, ПК довольно специфичен в отношении условий печати и устройств для работы с ним. Для обеспечения совместимости с настольными 3D-принтерами эти нити содержат некоторые добавки, которые не влияют на их впечатляющие характеристики.
Зачем использовать поликарбонат в 3D-печати?
Учитывая описанные выше свойства, существует множество причин, по которым при 3D-печати можно использовать поликарбонат. От его легкого веса и прозрачности до невероятной прочности и гибкости, этот требовательный, но относительно дешевый материал является очевидным выбором для широкого спектра коммерческих применений.
Прочность и долговечность
Поликарбонат обладает фантастическими механическими свойствами. Его прочность и долговечность делают его отличным выбором для изделий, подверженных значительному износу. Благодаря такой высокой ударопрочности и естественной гибкости детали из поликарбоната не деформируются и не ломаются, что позволяет им выдерживать самые сложные условия эксплуатации. Для сравнения, другие прозрачные термопласты, такие как ПММА, при сгибании трескаются и ломаются. Это делает поликарбонат отличным выбором для изготовления функциональных прототипов, особенно там, где требуется прозрачность и непроводимость.
Термостойкость
Поликарбонат отличается превосходной термостойкостью. Он способен выдерживать высокие температуры без деформации, что делает его идеальным для деталей, которые будут подвергаться воздействию тепла.
Оптическая прозрачность
Прозрачность поликарбоната и его светопропускающая способность позволяют использовать его в ряде уникальных применений для создания высококачественных прозрачных или полупрозрачных объектов с красивым внешним видом. В отличие от ПЭТФ, который также является прозрачным, ПК обладает гораздо большей ударопрочностью и термостойкостью.
Как печатать поликарбонатом
Итак, каков рабочий процесс при 3D-печати с использованием поликарбоната?
Настройка принтера. Для печати поликарбоном вам понадобится 3D-принтер, способный работать при высоких температурах. Вам также может понадобиться нагреваемый стол и закрытая область печати для поддержания постоянной температуры окружающей среды.
Настройки температуры. Поликарбонат обычно печатается при более высокой температуре, чем другие пластмассы, часто при температуре 260-300 °С, поэтому убедитесь, что экструдер способен выдерживать эти значения.
Последующая обработка. Как и в случае с другими материалами для 3D-печати, этот этап включает в себя такие этапы, как очистка отпечатка, снятие поддержек и шлифовка объекта, чтобы сделать его гладким и готовым к использованию.
Применение 3D-печати из поликарбоната
Поликарбонат нашел применение в различных отраслях промышленности, от автомобильной до аэрокосмической, благодаря своим уникальным свойствам.
Помимо 3D-печати, он широко используется для изготовления различных бытовых изделий, таких как CD и DVD-диски, диспенсеры для воды, электронные дисплеи, чехлы для телефонов и компьютеров, контейнеры для пищевых продуктов и многое другое. Благодаря своей высокой прочности, ударопрочности и прозрачности ПК также используется при производстве солнцезащитных линз, масок для подводного плавания, велосипедных и мотоциклетных шлемов, деталей кузова автомобиля, спецодежды и даже пуленепробиваемого стекла.
Что касается правильного применения 3D-печати, поликарбонат является идеальным вариантом для инженерных применений, требующих высокой прочности и гибкости. Нити на основе ПК часто используются в проектах, где требуется выдерживать высокие температуры и сильные удары, например, при 3D-печати автомобильных деталей.
Проблемы 3D-печати из поликарбоната
Несмотря на то, что 3D-печать на поликарбонате обладает многими преимуществами, она сопряжена с определенными трудностями. В зависимости от настроек ПК печать на нем может быть сложной из-за требований к высокой температуре, чувствительности к охлаждению, гигроскопичности и проблем с адгезией.
Высокая температура печати. Стандартные 3D-принтеры не всегда способны обеспечить требуемую температуру обработки, которая должна превышать 300 °C. Большинству из них также будет сложно поддерживать температуру нагреваемого слоя на нужном уровне. Кроме того, для эффективной 3D-печати на поликарбонате необходим цельнометаллический нагревательный элемент. Таким образом, если у вас стандартный 3D-принтер, могут потребоваться некоторые модификации.
Проблемы с деформацией. Поскольку ПК чрезвычайно подвержен деформации даже по сравнению с ABS, для предотвращения этого требуются точные настройки печати.
Гигроскопичность. При хранении на открытом воздухе поликарбонат впитывает много влаги из воздуха, что ухудшает его характеристики при 3D-печати. Нити на основе поликарбоната необходимо постоянно хранить в герметичных и сухих условиях.
Чувствительность к ультрафиолетовым лучам и гидролизу. Поликарбонат разрушается под воздействием солнечного света и плохо реагирует с водой, что делает его непригодным для использования на открытом воздухе.
Рекомендации по 3D-печати на поликарбонате
Как вы можете видеть, 3D-печать на поликарбонате действительно сопряжена с рядом уникальных проблем, но при правильных настройках и практике их можно легко преодолеть. Принимая во внимание несколько важных факторов, таких как стабильная температура, низкая скорость печати и низкий уровень охлаждения, вы сможете успешно печатать на ПК.
Температура окружающей среды
При работе с поликарбонатом температура окружающей среды играет решающую роль. Важно поддерживать контролируемую температуру в помещении, чтобы предотвратить деформацию или растрескивание печатных деталей. Для этого вашему принтеру необходим корпус, который постоянно нагревается до 60-70 °C. Кроме того, следует поддерживать температуру печатного слоя на уровне 90-120 °C, чтобы избежать деформации и возможных проблем с расслаиванием.
Температура сопла
Для поликарбоната требуется более высокая температура сопла по сравнению с другими термопластичными материалами, обычно около 260-310 °C. Плавление этого материала занимает много времени, поэтому высокая температура печати обеспечивает равномерную подачу нити. Еще одним важным моментом является тонкая настройка. Слишком низкая температура печати может привести к проблемам с качеством, таким как расслоение, растрескивание, коробление и т.д. Тем не менее, при слишком высокой температуре сопла существует риск образования нитей и подтеков.
Скорость печати
Благодаря высокой температуре стеклования поликарбонат может печататься при температуре ниже оптимальной, но медленнее, прямо пропорционально выбранной температуре. Таким образом, при температуре 265 °C поликарбонат обеспечивает достойные результаты при скорости печати 30 мм/с. Это работает и наоборот: при более высокой температуре экструдера вы можете поэкспериментировать с увеличением скорости печати до 60 мм/с.
Адгезия слоя
Использование нагреваемого слоя с адгезионным раствором, таким как клейкая лента Kapton, АБС-суспензия, боросиликатное стекло или специальные листы для создания поверхности, такие как PEI, может обеспечить надлежащее прилипание вашей модели к слою на протяжении всего процесса печати. Кроме того, при печати первого слоя рекомендуется снизить скорость печати и полностью отключить охлаждение. Кроме того, попробуйте увеличить высоту и ширину слоя на 50%, чтобы еще больше улучшить адгезию слоя.
Влажность
Поликарбонат обладает высокой гигроскопичностью, поэтому очень важно правильно хранить нить филамента и просушивать ее перед печатью. В противном случае могут возникнуть проблемы с выдавливанием из-за образования пузырьков и неравномерного потока, что может привести к ухудшению дизайна ваших моделей.
Качество филамента
Не все поликарбонатные нити одинаковы по качеству. Выбор подходящих расходных материалов может значительно улучшить качество вашей 3D-печати и конечные результаты.
Подводим итоги
Поликарбонат обладает огромным потенциалом для 3D-печати благодаря своей превосходной прочности, термостойкости и оптической прозрачности. При температуре стеклования около 150 °C ничто из линейки FDM не может с ним конкурировать. Рекомендованный для изготовления прочных, легких, гибких и прозрачных деталей, которые должны выдерживать жесткие условия эксплуатации, он отлично подходит для различных инженерных применений, связанных с высокими температурами. Однако для успешной печати с использованием этого материала необходимо тщательно продумать и скорректировать настройки.
ПОСТAВЬ ЛAЙК И ПОДПИШИCЬ, ЕCЛИ ТEБЕ ИНТEPEСНА ТEМА 3D ПЕЧАТИ!
еще интересные статьи по теме:
3DMART студия услуги 3D печати и 3D моделирование
Слайсер Orca: Режим "ваза" – простое обьяснение
Новый 3D-принтер Method XL от UltiMaker готов составить конкуренцию промышленному FDM
Шов по оси Z (Cura): Как его скрыть
Бесплатные редакторы STL: Как редактировать и восстанавливать файлы STL