3D-печать ждут перемены

Аддитивные технологии или 3D-печать — это один из главных мировых трендов, ежегодный рост рынка по этому направлению варьируется в пределах 20-30%.

3D-принтеры уже находят широкое применение для создания всевозможных макетов и прототипов готовых изделий, а также в мелкосерийном производстве эксклюзивных предметов. Эти технологии используются в промышленности, здравоохранении, IT и многих других областях. Они позволяют изготавливать любое изделие послойно на основе компьютерной 3D-модели путем добавления материала, тогда как при традиционном производстве детали удаляется «лишний» материал. Новый подход помогает снизить производственные издержки и сократить потери.

Применение процессинговой добавки на базе фторполимера Dynamar FX-5911 улучшает технологичность и качество поверхности филамента для композиции на основе полилактида (ПЛА) для 3D-печати. ПЛА изготавливается из натуральных материалов –кукурузы, сои, сахарного тростника. Благодаря натуральному происхождению, изделия из такого пластика полностью биосовместимы и могут использоваться для производства посуды, пищевой упаковки и даже медицинских имплантатов.

Процессинговые добавки 3М Dynamar широко применяются в промышленности для улучшения характеристик полиэтилена, существенно расширяя возможности переработчиков. Они также эффективны для других типов термопластов, в том числе и для биополимеров. Сама добавка представляет собой мелкий порошок белого цвета и вносится в полимер в очень небольшой концентрации (от 0,02 до 0,3% масс.). Зачастую добавку вводят в виде 2-10% концентрата, который предварительно готовится на основе базового полимера. Добавку также можно вносить напрямую в экструдер, для этого потребуется точный дозатор, способный подавать материал к концентрации меньше 0,5%. Сам концентрат представляет собой гранулят. После смешивания с базовым полимером в нужной пропорции готовую смесь подают на экструдер, далее добавка распределяется в расплаве в виде капель, которые, достигая металлической стенки фильеры, специального формующего инструмента, в условиях высоких сдвиговых нагрузок, активно мигрируют на её поверхность и образуют тончайший динамический слой фторполимера. Фторполимер облегает скольжение расплава, способствуя улучшению качества поверхности экструдата, снижению интенсивности деструкции, нагарообразования и гелеобразования.

Специалисты 3М и Юни-ПЭТ (бренд U3Print) провели испытания процессинговой добавки Dynamar FX-5911 в процессах получения филамента на основе ПЛА, а также оценили качество 3D-печати с использованием материала содержащего добавку. Результаты подтвердили улучшение качества поверхности филамента, а также отсутствие влияния добавки на свариваемость слоев при 3D-печати. Показано, что при производстве прутка эта добавка исключает эффект «елочки» и может позволить работать при более низких температурах. Все это благотворно влияет на качество материала, а также помогает избежать нагаров на шнеке, которые со временем превращаются в пробки. Специалисты 3М предполагают, что остаточный фторполимер будет способствовать качеству печати, смазывая сопло экструдера и препятствуя отложениям на стенках сопла и его закупорке, а также минимизировать «усадку» полимера при печати за счет снижения температуры печати. Разработчики планируют провести дополнительные испытания и проверить эти предположения. Материалы U3Print с использованием новой добавки уже поступили в продажу.

Применение полимерных композиций для 3D-принтинга, содержащих процессинговую добавку FX-5911, гарантирует улучшение качества поверхности филамента, а также отсутствие влияния добавки на свариваемость слоев при печати. Новая разработка обеспечит более точную печать, что в конечном итоге даст существенное расширение областей применения аддитивных технологий, по сравнению с традиционными методами переработки полимеров, такими как экструзия и литье под давлением.

Автор: Александр Абрамов.

Тематики: Оборудование

Ключевые слова: 3D, 3D-печать, 3D-принтер