橡胶类材料在3D打印中的应用
橡胶的种类繁多,不同的橡胶具有不同的特殊属性,而不同橡胶的各种*特属性正好与3D打印的个性化设计思路致,可以赋予3D打印制品*特的性能,因而受到了广泛的关注。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备、卫生用品以及汽车内饰、轮胎、垫片、电线、电缆包皮和高压、**高压绝缘材料等。它们主要适用于展览与交流模型、橡胶包裹层和覆膜、柔软触感涂层和方滑表面、 旋钮、把手拉手、把手垫片、封条、橡皮软管、鞋类等。
目前,橡胶类材料在3D打印中应用非常泛,有机硅橡胶的使用为普遍,有机硅橡胶是指分子主链以Si- 0键为主,侧基为有机基团(主要是中基)的一类线形聚合物。 其结构中既含有有机基团,又含有无机结构,这种特殊的结构使其成为兼具无机和有机的高分子弹性体。近年来,硅橡胶工业*发展,为3D打印材料的选择提供了方便。
有机硅化合物以及通过它们制得的复合材料品种众多。性能优异的不同有机硅复合材料,已经通过3D打印在人们的日常生活中如农业生产、个人护理及日用品、汽车及电子电气工业等不同领域得到了广泛的应用。在3D打印领域,有机硅材料因为有其*特的性能,成为医疗器械生产的。有机硅材料手感柔软,弹性好,且强度较**乳胶高。
例如在医疗领域里使用的喉罩要求很高,罩体透明便于观察,它必须能很好地插人到人体喉部,从而与口腔组织接触;舒适并能反复使用,保持干净清洁。
目前市场上部分工业零部件结构复杂,精度要求高,传统技术难以制造,采用激光3D打印加工,其产品材料性能、结构性能、一体成型效果显著优于传统制造技术。3D打印机技术的兴起已经吹响了“*三次工业革命”的号角,3D打印技术已经逐步的应用到工业领域,通过3D打印可以快速而精密地制造出任意复杂形状的产品、模具、模型,并且在研发成本、速度和精确度上都要比传统制造好很多。
3D打印技术正在颠覆传统制造业,未来3D打印技术会在制造业有更大的用武之地。凭借更快的设计周期,以快于竞争对手的速度进入市场。在短短数小时内完成从设计到原型制作,而不是几天。**速原型修改,*实现产品改进。在内部完成所有工作,缩短交付时间,减少知识产权被侵犯的风险。然后,抢在竞争对手弄相之前将经过测试和验证的产品投入市场。
由3D打印机制作的成品可塑性非常强,且精度较高,几乎任何复杂的结构都可以轻松打印出来,于是许多建筑设计师将该技术用于建筑与**布局模型、工业设计的快速成型。以往建筑设计师制作模型和3D效果图都是手勾草图,现在,3D打印提供了一种与传统的3D效果图、建筑模型等建筑造型表现方式不同的、全新的操作模式,它将让模型作为建筑师矫正设计的手段这一初衷获得新生。
整个建筑模型制造过程分为三个阶段:拍照、建模、打印。这种操作方式比用软件画图、按照图纸仿形雕刻更精确、更快捷。虽然在短期内3D打印技术不可能完全替代传统建筑方式。一种较大的可能是新技术与传统工艺互为补充,在钢筋混凝土结构的基础上结合3D打印技术,建造一些科幻建筑、概念建筑等。但在设计体系、模型制作、钢筋混凝土很难塑造的个性的效果方面,3D打印却能发挥**的作用。
在众多材料中,有下列这几类常见的3d打印材料:
一、金属材料:包括不锈钢、金、银、钛金属等
不锈钢坚硬,而且有很强的牢固度;金、银及钛金属金、银及钛金属等这些金属材料都是采用SLS的;钛金属是3D打印机经常用的材料;
二、ABS塑料类:BS是FDM打印技术为常见的打印材料,颜色可选性多,可以打印制作各类较具创意的家居饰品,亦或是诸如乐高等趣味玩具,是消费级3D打印机用户中意的打印耗材之一
三、**塑料熔丝:**塑料熔丝是非常常用的打印材料,尤其是对于消费级3D打印机来说。**可以降解,是一种环保的材料
四、陶瓷粉末:陶瓷粉末材料采用SLS技术进行烧结完成,当然3D打印并不能完成陶瓷的高温烧制,需在打印完成之后进行高温烧制
五、树脂材料以光聚合树脂为原料3D打印的透明肝脏模型;
六、石墨烯材料:石墨烯是目前世间轻薄、坚硬的新型纳米材料。
模具对于生产力有着很大的提高,许多批量生产的产品还是使用大量模具进行制造加工。同是,对于制作个性化有设计感产品时有时也需要要模具的辅助,例如饼干制造,糕点烘焙行业。因此,可见模具在我们生活中还是扮演着十分重要的角色。
然而,3D打印技术虽提倡定制化生产,却也带给了模具生产一条新的思路。通过3D打印的模具,或许具有*到的设计优势、有定制化不同的生产优势,或许能给模具的功能带来不同的提升。总而言之,目前已经有不同的领域,包括工业制造、生活制造、医疗制造上多个领域都已经有了3D打印制造模具的经典案例了。
热冲压模具需要冷却液通道,以确保使退火金属板材的温度快速降低至200摄氏度以下。在以往,通常需要采用在模具中直接钻孔的方式制成冷却液通道,因此,几乎不可能在表面上产生连续位置,对于复杂形状的模具则更是如此。而现在,借助3D打印技术,舒勒公司正在制造使通道符合更完近净形的原型模具。因此可确保组件的所有部位能以同等速度快速冷却,从而实现更好的零部件特性。
3D打印的组合模在高达95%的程度上具有与实际模具相同的机械性能和技术特性。