Dajte si otestovať tlačové struny alebo hotové výrobky
3D tlač je čoraz rozšírenejšou aditívnou technológiou, ktorá je založená na ukladaní tenkých vrstiev materiálu na seba až po zhotovenie kompletného výrobku. Ide takpovediac o opak obrábania, pri ktorom sa konečný tvar dielu dosahuje odoberaním vrstiev zo základného materiálu/polotovaru.
FDM (Fused Deposition Modeling) je 3D technológia typická použitím polymérneho materiálu v pevnom skupenstve, ktorý musí byť vo forme tzv. filamentu, čiže tlačovej struny (plastového drôtu navinutého na cievke). Toto vlákno sa nataví v tlačovej hlave (extrudéri) a v polotekutej forme sa vstrekne do dýzy, ktorá sa pohybuje podľa softvérových nastavení. Z dýzy sa nanáša prvá vrstva materiálu na podložku 3D tlačiarne a následne každá ďalšia vrstva na predošlú.
Pre FDM tlač sa používajú štandardné termoplasty a ich zmesi. Najčastejším je materiál PLA, ktorého výhodou je okrem biologickej odbúrateľnosti aj jeho vhodnosť na výrobu detailných modelov i veľkých súčiastok. Výtlačky z tohto materiálu sa vyznačujú vysokou tvrdosťou. PET je v porovnaní s PLA pružnejší, menej krehký a má lepšie pevnostné vlastnosti, preto je vhodný pre tlač mechanicky namáhaných dielov. Výtlačky z PET sú typické lesklým a hladkým povrchom. ABS je pevný a všestranný materiál s výbornou teplotnou odolnosťou dielov (bez známok deformácie až do teplôt okolo 100 °C). Tento materiál je odolný voči nárazom a opotrebeniu. Nevýhodou filamentov z ABS je horšie rozlíšenie detailov a vysoká rozťažnosť, čo môže spôsobiť problémy pri tlači rozmernejších modelov. Typickou vlastnosťou iného, často používaného materiálu ASA, je UV stabilita, ktorá predurčuje jeho vhodnosť do externého prostredia. Pri tlači sa zmršťuje o niečo menej ako ABS.
Vlastností týchto a mnohých ďalších plastových materiálov vo forme filamentov musia technológovia poznať už pri navrhovaní prototypov. Upozorňujeme však, že nejde iba o kvalitatívne vlastnosti tlačových strún. Pri 3D tlači ako aj pri iných technológiách platí skutočnosť, že technologické parametre výroby majú nepopierateľný vplyv na mechanické vlastnosti výrobkov. Pri FDM vplýva na kvalitu výrobkov okrem nastavenia správnych teplôt aj spôsob ukladania tlačových vrstiev. Experiment, ktorý sme realizovali s použitím filamentu z ABS, ukázal rozdielne vlastnosti skúšobných telies tlačených priečnym spôsobom ukladania vrstiev a priamym spôsobom, čiže v pozdĺžnom smere.
Detail dvoch spôsobov ukladania vrstiev 3D tlače: priečne pod uhlom 45° (vľavo) a pozdĺžne (vpravo)
O kvalite či nekvalite v strojárstve rozhoduje účel použitia: sú aplikácie, kde je vyslovene žiaduce, aby sa súčiastka správala krehko, inde je zas požadovaná vysoká miera húževnatosti. Priečne tlačené FDM telesá vyrobené z ABS prejavili pri ťahovej skúške húževnatý lom, avšak s nízkou mierou ťažnosti. Pozdĺžne tlačené telesá sa pri ťahu v axiálnom smere ukladania vrstiev ukázali ako pevné, málo húževnaté a s tendenciou krehkého lomu, pričom porušenie nastalo buď bez medze klzu alebo iba s nevýraznou medzou klzu pri nízkej deformácii. Tieto telesá prejavili najvyššiu odolnosť voči napätiu bezprostredne pred ich rozdelením. Rozdielne boli aj oblasti, v ktorých nastalo porušenie skúšobných telies (skúšobné telesá tlačené rôznymi spôsobmi vykazovali pri skúške ťahom rozdielne miesta pretrhnutia). Pri skúške ohybom sa obidva typy telies správali vcelku podobne bez markantných rozdielov. Ani jedno z telies sa pri tejto skúške neporušilo. Výrazné rozdiely sme pozorovali pri skúške rázovej húževnatosti Charpyho metódou, a to nielen v číselných výsledkoch odolnosti telies, ale aj v charaktere ich porušenia. Najvýraznejšiu deformáciu konštatujeme u priamo tlačených telies, u ktorých nedošlo k zlomeniu, ale nastal šmykový lom do strany oddelením vrstiev. U priečne tlačených telies spôsobil náraz ich úplné prerazenie.
Odolnosť súčiastok je teda možné významne ovplyvniť zmenou technológie, resp. nastaveniami 3D tlačiarne. Pri voľbe tlačových parametrov je podstatné poznať a zohľadniť charakter namáhania súčiastky a podľa toho prispôsobiť jej vnútornú štruktúru.
Certifikácia nie je len o tom, že dostanete „papier“. Vydaniu certifikátu vždy predchádza skúšanie materiálov a výrobkov v akreditovaných laboratóriách. Certifikát môže byť vydaný, až keď je produkt vývojovo ukončený a výsledky skúšok potvrdzujú zhodu produktu s technickými normami. Počas procesu výroby prototypov sa testovanie vykonáva dovtedy, kým je potrebné. Ponúkame vám službu výroby skúšobných telies technológiou FDM s normalizovanými rozmermi podľa aktuálnych STN pre rôzne druhy fyzikálno-mechanických laboratórnych skúšok.
