Auswahl der richtigen Materialien für den SLA-3D-Druck

Im 3D-Druck kann die Auswahl der richtigen Materialien ein komplizierter und manchmal verwirrender Prozess sein. Es gibt so viele verschiedene Eigenschaften, die Sie berücksichtigen müssen, und komplexe Terminologie, mit der Sie sich befassen müssen. Es gibt kein magisches Material, das in allen Bereichen gut funktioniert. Die Stärke in einem Bereich führt im Allgemeinen zu einer Schwäche in einem anderen Bereich. Daher ist es wichtig, die relativen Vor- und Nachteile der einzelnen Merkmale zu kennen. Dieser Artikel dient als Leitfaden für die Auswahl des richtigen Materials und bietet einen detaillierten Einblick in die spezifischen Materialien, die ProtoFab anbietet.

Lassen Sie uns zunächst einige der wichtigsten Eigenschaften besprechen, die Sie beim SLA-3D-Druck berücksichtigen müssen.

Stärke und Robustheit

Das Konzept von Festigkeit und Robustheit ist recht breit und deckt unterschiedliche Eigenschaften ab. Eines der besten Maße für die Robustheit eines Materials ist die Zugfestigkeit. Dies ist ein Maß dafür, wie viel Kraft erforderlich ist, um ein Material bis zum Bruch zu dehnen. Damit verbunden ist der Zugmodul (Young-Modul), der ein Maß dafür ist, wie viel Kraft erforderlich ist, um ein Material zu verformen (mit anderen Worten: seine Steifigkeit).

In der Automobil- und Luftfahrtindustrie ist es im Allgemeinen entscheidend, dass sich Materialien überhaupt nicht verformen und nicht unter Druck brechen oder reißen. Daher möchten die Menschen normalerweise, dass diese Werte hoch sind. Ein weiterer Aspekt der Festigkeit ist die Schlagfestigkeit, die ein Maß dafür ist, wie ein Material standhält, wenn es geschlagen oder fallen gelassen wird. Oft sind steife Materialien mit einem hohen Zugmodul in dieser Hinsicht schlecht, da sie die Kraft nicht sehr gut aufnehmen. Was genau ein Teil "robust" macht, ist komplex und vielfältig.

Flexibilität und Sprödigkeit

Flexibilität und Sprödigkeit hängen eng mit der Festigkeit zusammen und sind eine der zentralsten Eigenschaften eines Materials. Zugfestigkeit ist nicht die einzige Möglichkeit, zu beurteilen, ob ein Material robust ist oder nicht. Biegemodul, Biegefestigkeit und Bruchdehnung oder alle guten Indikatoren dafür, wie flexibel oder spröde ein Teil ist. Biegefestigkeit und Biegemodul sind die gleichen wie Zugfestigkeit und Zugmodul, es sei denn, sie sind ein Maß für die Kraft, die erforderlich ist, um ein Teil zu biegen, statt es auseinander zu ziehen. Bruchdehnung ist der Prozentsatz, um den ein Teil verlängert werden kann, bevor es auseinander fällt. Sehr flexible Materialien können ohne Bruch um mehr als 25% gedehnt werden, während besonders spröde Teile nach dem Dehnen nur um 5% reißen können.

Teile, die extrem steif sind, neigen dazu, plötzlich zu schnappen, während Teile mit einem gewissen Grad an Flexibilität möglicherweise viel höheren Kräften widerstehen können, bevor sie schließlich brechen. In vielen Zusammenhängen ist jedoch Starrheit von entscheidender Bedeutung, so dass es immer einen gewissen Kompromiss zwischen diesen verwandten Eigenschaften geben wird. Bei Schnappmontagen ist Sprödigkeit das Merkmal, das am meisten vermieden werden muss. Flexibilität ist daher ein Muss, auch wenn dies die Abnahme der Endfestigkeit durch andere Maßnahmen bedeutet.

Hitzebeständigkeit

Die Wärmebeständigkeit ist eine Eigenschaft, die bei einigen Anwendungen kritisch sein kann, aber auch manchmal irrelevant ist. Daher sollten die Materialien entsprechend ausgewählt werden. Wärmebeständigkeit neigt dazu, auf Kosten der Sprödigkeit zu gehen. Wenn keine Wärmeleistung erforderlich ist, ist es oft am besten, auf Spezialmaterialien zu verzichten. Mit der richtigen Nachhärtung verfügen wir über Materialien, die ihre Form auch bei weit über 200 Grad Celsius beibehalten, während sich unsere flexiblen Materialien bei etwa 30 Grad verformen werden, so dass die unterschiedlichen Leistungsunterschiede in dieser Hinsicht erheblich sind.

Farbe und Transparenz

SLA-Harze sind im Allgemeinen nur in reinem Weiß, gebrochenem Weiß oder klar erhältlich. Bei ProtoFab bezeichnen wir diese cremefarbene Farbe als Elfenbein. Teile können in der Nachbearbeitung lackiert werden, so dass oft die Farbe des Materials überhaupt nicht wichtig ist, aber manchmal möchten Kunden die Nachbearbeitung auf ein Mindestmaß beschränken oder spezielle Gründe für die Vermeidung von Lack haben (z. B. bei Dentalanwendungen). In solchen Fällen wird reines Weiß manchmal Elfenbein vorgezogen. Transparente Harze sind schwieriger herzustellen, und einige mechanische Eigenschaften müssen geopfert werden, um diesen Effekt zu erzielen. Unsere Clear-Serie hält sich jedoch in Bezug auf die Festigkeit gut gegenüber anderen opaken Materialien und eignet sich für die meisten Anwendungen, mit Ausnahme von Schnappverbindungen.

Zusammenfassung der ProtoFab-Materialien ProtoFab

ProtoFab bietet derzeit 10 verschiedene Materialien in 5 verschiedenen Familien an. Schauen wir uns die beiden nacheinander an und fassen sie ihre wichtigsten Stärken und Schwächen zusammen.

ABS-like

ABS ist im Allgemeinen ein Standbein für Spritzguss und Prototyping. Es kann als druckfähiges Harz für SLA verwendet werden. Unsere ABS-ähnlichen Formula W und Formula L1 sind gute Allrounder, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignen. Verglichen mit unseren anderen Materialien zeichnen sie sich durch keine besondere Eigenschaft aus, haben aber auch keine großen Nachteile. Sowohl die Formel W als auch die Formel L1 sind eine ausgezeichnete Wahl für Allzweckmodelle und für Automobilteile.

• Formula W: Weiß in Farbe und bietet in allen Bereichen eine solide Allround-Leistung.
• Formel L1: Elfenbeinfarben statt reinweiß. Sehr ähnlich der Formel W, jedoch etwas stärker und mit einer besseren Feuchtigkeitsbeständigkeit.

Hitzebeständig

Manchmal müssen Teile einer Vielzahl von thermischen Bedingungen standhalten können, und dazu sind unsere hitzebeständigen Serien entwickelt worden. Wie bereits erwähnt, kann Hitzebeständigkeit zu Sprödigkeit führen. Daher bieten wir 3 verschiedene Materialien an, um möglichst viele mögliche Szenarien zu erfüllen. Alle drei dieser Materialien eignen sich hervorragend für Windkanalprüfungen.

• Magna W120: Bietet bei weitem die beste thermische Leistung aller unserer Materialien, wenn die thermische Nachhärtung 160 Stunden bei 160 ° C beträgt. Dieser Schritt maximiert die mechanischen Eigenschaften des Teils und gibt ein Teil, das extremen Temperaturen standhalten kann. Auch ohne diese zusätzliche Nachhärtung kommt es bei hoher Hitze gut zurecht. Der Hauptnachteil von Magna W120 ist, dass es ziemlich unflexibel und spröde ist, mehr als Magna L100 und Magna L90. Magna W120 ist eine attraktive weiße Farbe, während die beiden anderen Materialien dieser Serie elfenbeinfarben sind.
• Magna L100: Ohne thermische Nachhärtung hat Magna L100 tatsächlich eine bessere Wärmebeständigkeit als Magna W120 (mit thermischem Nachhärtungsprozess ist W120 wesentlich besser). Es ist auch viel weniger spröde als Magna W120 mit besserer Allround-Leistung.
• Magna L90: Sehr ähnlich wie Magna L100, jedoch mit etwas weniger Hitzebeständigkeit und etwas besserer Schlagfestigkeit.

Hart und haltbar

Für einige Spezialanwendungen sind unsere ABS-ähnlichen Kunststoffe möglicherweise nicht stark genug. Für solche Fälle bieten wir die Tough and Durable-Serie an. Die Zugfestigkeit ähnelt unserer ABS-ähnlichen Serie, aber die Serie Tough and Durable bietet eine viel bessere Leistung bei Bruchdehnung und Schlagfestigkeit.

• Robusta G: Dies ist das stärkste aller unserer Materialien und hält extrem starken Schlägen oder Stürzen aus großer Höhe stand. Seine Hauptnachteile sind eine relativ schlechte thermische Leistung und eine etwas geringere Druckgenauigkeit.
• Robusta LR: Nicht ganz so stark wie Robust G in Bezug auf Schlagfestigkeit und Bruchdehnung, aber höhere Zugfestigkeit und Biegemodul. Die thermische Leistung ist auch besser als bei Robusta G, und beim Drucken gibt es keine Genauigkeitsprobleme.

klar

Die Haupteigenschaft unserer Clear-Serie besteht darin, dass das Material transparent ist. Diese Harze halten sich jedoch auch in ihren anderen mechanischen Eigenschaften gut. Die Clear-Serie umfasst zwei Materialien, die jeweils unterschiedliche Spezialisierungen und Anwendungen bieten.

• Clara E: Ähnlich wie ABS in Bezug auf Stärke und Gesamtleistung. Clara E eignet sich hervorragend für das Feinguss. Obwohl es transparent ist, ist es nicht ganz so klar wie Clara S.
• Clara S: Ähnlich wie Clara E aber noch klarer. Seine mechanischen Eigenschaften ähneln im Allgemeinen Clara E, obwohl Clara S eher für Allzweckmodelle ausgelegt ist und sich für Automobilteile eignet.

Polypropylenähnlich

Schließlich haben wir unsere Polypropylen-ähnliche Serie, die flexibel formuliert ist.

• Flexa W: Dies ist viel flexibler als alle unsere anderen Materialien und weist gegenüber vielen anderen mechanischen Eigenschaften einen Ausreißer auf. Beispielsweise weist es eine wesentlich bessere Biegefestigkeit, Bruchdehnung und Schlagfestigkeit auf und hat viel niedrigere Werte für Zugfestigkeit, Zugmodul und Biegemodul. Mit anderen Worten, es ist extrem schwer zu brechen, aber sehr leicht zu biegen und zu biegen. Dies macht es ideal für Schnappmontage und viele andere spezialisierte Anwendungen, bei denen Sprödigkeit und Bruch vermieden werden müssen oder wo ein weicheres und mehr nachgebendes Material benötigt wird. Die Hauptnachteile sind eine geringe Beständigkeit gegen Hitze und Feuchtigkeit im Vergleich zu unseren anderen Materialien. Es kann auch nicht so genau wie andere weniger flexible Materialien gedruckt werden.

Flewa W

Nachfolgend können Sie unseren Materialauswahlführer herunterladen, um die Zusammenfassung der Eigenschaften für jedes der von uns angebotenen Materialien anzuzeigen.