News


Published on by

Osa 2. Vahvin FFF/ FDM tulostusmateriaali?

artikkeli_14

Lue artikkelin ensimmäinen osa tästä.

Jotta valmistettavasta kappaleesta tulee mahdollisimman onnistunut, on erittäin tärkeää optimoida tulostusasetukset. Kun tehdään osia 3D-tulostamalla on paitsi jokaisen materiaalin, myös osan asetukset mukautettava erikseen.

12333

Kuva 1. Asetusten optimointia Cura-viipalointiohjelmassa

Tässä muutamia koottuja huomioita koskien tulostusasetuksia:

Täytön tyyppi ja tiheys (Infill type and density):

  • Täytön tyyppi ja tiheys ovat tärkeitä tulostetun osan lujuuteen vaikuttavia tekijöitä. Mitä suurempi täyttötiheys, sitä suurempi lujuus. Kovin korkeaa täyttötiheyttä ei kuitenkaan yleensä suositella, koska se kuluttaa paljon materiaalia ja pidentää tulostusaikaa. Voit lisätä osan lujuutta lisäämättä tiheyttä muuttamalla sisätäytön kuviota osan kuormitustavasta riippuen. Esimerkiksi puristuslujuustesteissä kolmio/ruudukkokuvioinen (Triangles, Lines & Grid) sisätäyttö tuottaa korkeamman Z-suuntaisen puristuslujuuden, kun taas Cubic- ja Gyroid-täyttökuviot tuottavat kappaleille kaikkein isotrooppisimman lujuuden. Useimmissa visuaalisissa tulosteissa voi käyttää noin 20 prosentin täyttöä, mutta vahvemmissa osissa suositellaan yli 50 prosentin täyttöä. Vaihtoehtoisesti voi käyttää modifiointiverkkoja luomaan suurempi täyttötiheys alueille, joilla jännitys on suurin.

Osien suunta (Part orientation)

  • Osien suunnnan optimointi ei ehkä ole check listissä ensimmäisten huomioita vaativien seikkojen joukossa vahvemman tulosteen varmistamiseksi, mutta se on tärkeää ottaa huomioon. Vetolujuus on heikompi Z-akselilla 3D-tulostuksessa (tyypillisesti 40-70 % lujuudesta XY-akseliin verrattuna), erityisesti korkeissa ja ohuissa osissa. Tämän seurauksena on mietittävä osan tulostussuunta huolellisesti, jotta se vastaa vaadittua vahvuusakselia. Tätä tehdessä tulee myös huomioida tukirakenne ja löytää tasapaino sen perusteella, mikä kyseisessä osassa on tärkeintä.

Ulkopinnan paksuus (Shell Thickness)

  • Osan ulkopinnan paksuutta kutsutaan sen vaipan paksuudeksi. Yleisesti ottaen mitä paksumpi kuori, sitä vahvempi osa. Tämän perusteella voi määrittää osalle tarvittavan vaipan paksuuden. Kaksinkertainen ulkokerroksen paksuus on yleensä hyvä lähtökohta vahvalle tulosteelle.

Työ ei ole vielä täysin valmis, kun kappale on 3D-tulostettu. On mahdollista lisätä osan lujuutta pienellä lisätyöllä. Puolikiteiset materiaalit, kuten nailon, PET, PEEK ja jotkin PLA:n muodot, voidaan lämpökäsitellä ja näin kasvattaa niiden vahvuutta vielä entisestään. 

Seuraavassa on esimerkkejä sovellutuksista, joissa lujuus on kriittinen tekijä sekä materiaalit, joita kannattaa harkita tällaisissa tapauksissa.

artikkeli_13

Kuva 2. Volkswagenilla käytetään Ultimakerillä valmistettuja apuvälineitä.

Toiminnalliset prototyypit

Toiminnalliset prototyypit on tarkoitettu testaamaan ja esittelemään kehitettävän tuotteen lopullista toimivuutta. Toimivia prototyyppejä testataan laajalti, jotta saadaan tarkkaa tietoa osan käyttäytymisestä todellisessa sovellutuskohteessa. Tämä tarkoittaa, että prototyypin ja lopputuotteen ominaisuuksien on vastattava toisiaan, jotta testausvaiheessa syntyviin tietoihin voidaan luottaa. Koska toiminnalliset prototyypit ovat alttiita kulumiselle, niiden on oltava kestäviä. Tällaisissa sovellutuksissa käytetään yleisesti kestäviä PLA- ja PET-G-filamentteja. Kuitenkin mikä tahansa materiaali voi olla sopiva, kunhan se vastaa ominaisuuksiltaan materiaalia, jota lopulta käytetään massatuotantoon.

Loppukäyttökomponentit

Kun tulostetaan loppukäyttöön tulevia osia, materiaaleilta vaaditaan usein perusmateriaaleja parempia lujuusominaisuuksia. Esimerkkeinä mainittakoon polykarbonaatti, josta tehdään erityisen iskunkestaviä kappaleita kuten silmälaseja ja elekroniikkakoteloita. Toisaalla sellaisissa sovelluksissa missä vaaditaan hyvää kemikaalien kestoa, käytetään polypropyleeni, PETG:tä ja PCTG:tä

Teollisuuden apuvälineet

Teollisuuden apuvälineistä puhuttaessa tarkoitetaan työkaluja ja laitteita jotka auttavat osien valmistuksessa. Näitä käytetään myös kokoonpanovaiheessa nopeuttamaan osien kokoamista. Vahvoja ja kestäviä materiaaleja suositellaan tähän käyttötarkoitukseen, sillä ne voivat kulua paljon jatkuvassa käytössä. Nylon ja PETG ovat usein sopivia materiaaleja tähän tarkoitukseen käytettäväksi.

Toivottavasti näistä artikkeleista oli hyötyä sopivaa materiaalia mietittäessä! Voit olla yhteydessä verkkokaupan tiimiimme mikäli haluat lisää tietoa eri materiaaleista tai niiden käyttökohteista. Sähköpostitse meidät tavoittaa asiakaspalvelu@3d-tulostus.fi tai puhelimitse +358102355140. 

 

Parhain terveisin,

Nimetoen1

Suvi Härkönen

Sales & Marketing

Maker3D

 
 
 
 
Read entire post
Published on by

Osa 1. Vahvin FFF/ FDM tulostusmateriaali?

ARIKKELI

Ei liene liioiteltua sanoa, että useimmat 3D-tulostuksen kanssa tekemisissä olevat ovat usein miettineet "Mikä 3D-tulostusmateriaali on vahvin?". Oletpa sitten harrastaja tai asiantuntija, suurin osa projekteistasi tarvitsee vahvoja ja kestäviä materiaaleja. Tällä artikkelilla pyrimme vertailemaan kovimpia Ultimakerin valmistamia tulostusmateriaaleja.

Mitä vahvuus tarkoittaa 3D-tulostusmateriaalista puhuttaessa?

3D-tulostusmateriaalien vahvuus voidaan määritellä monella tavalla. Kaksi yleisimmin ymmärrettyä vahvuustyyppiä ovat vetolujuus ja taivutuslujuus eli kuinka paljon materiaalia voidaan venyttää ja taivuttaa. Seuraavassa yleiskatsauksessa luetellaan MegaPascal (MPa) paine, jonka jokainen materiaali kestää. Mitä korkeammat nämä lukemat ovat, sitä vahvempi on materiaali, kun siihen kohdistuu kyseisiä rasituksia. Käyttämämme numerot perustuvat Ultimaker-materiaalien teknisiin tietolehtiin. Muiden valmistajien materiaalien lukemat voivat vaihdella.

Parhaat FFF/FDM-materiaalit vahvojen osien tulostamiseen

Vahvimpien 3D-tulostusmateriaalien vertailussa käsittelemme seitsemää eri materiaalia, jotka ovat PLA, Tough PLA, ABS, PC, PET-G ja PP. 

PLA

PLA eli polymaitohappo on erittäin monipuolinen ja suosittu FDM 3D-tulostusmateriaali. Sen suosio johtuu siitä, että se on helposti tulostettava materiaali, helposti saatavilla edulliseen hintaan ja sitä on saatavana useissa eri väreissä. Tästä syystä se on todennäköisesti ensimmäinen materiaali, jolla useimmat ihmiset tulostavat.

PLA:ta ei yleensä valita sen lujuusominaisuuksien vuoksi, koska materiaali on hauras. Jos halutaan valmistaa kappaleita mahdollisimman edullisesti, PLA voi olla sopiva materiaali joissakin tapauksissa. Jos osan on kestettävä taivutusta, on yleensä parempi käyttää eri materiaalia.

Vetolujuus: 53-59 MPa

Taivutuslujuus: 97-101 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme tästä linkistä.

Tough PLA

Tough PLA on sitkeämpi versio tavallisesta PLA:sta. Siinä yhdistyy PLA:lta odotettavissa oleva helppo tulostettavuus. Tough PLA:ta käytettäessä päästään eroon perus PLA:n suurimmasta haitasta, hauraudesta. Tästä syystä se on ihanteellinen materiaalivalinta toiminnallisille prototyypeille, jotka tarvitsevat hieman joustavuutta.

Tough PLA ei ole yhtä hauras kuin tavallinen PLA ja sillä on suurempi vetolujuus kuin ABS:llä. Se on myös helpommin tulostuva filamentti kuin ABS sekä yhteensopiva vesiliukoisen PVA-tukiomateriaalin kanssa.

tough_pla

Kuva 1. Tough PLA -filamentti on helppokäyttöinen tekninen muovi

Vetolujuus: 45-48 MPa

Taivutuslujuus: 83-96 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme tästä linkistä.

ABS

ABS joka tunnetaan myös nimellä akryylinitriilibutadieenistyreeni, on suosittu termoplastinen polymeeri. Se on tunnettu iskunkestävyydestään, kemikaalien, veden ja lämmönkestävyydestään. Sillä on myös erinomainen suorituskyky korkeissa ja matalissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä täydellisen autokomponenttien valmistukseen. ABS:llä on myös hyvät sähköeristysominaisuudet, joten se on mainio valinta sähköosien koteloihin.

Lisäksi ABS on verrattain halvempaa kuin useimmat materiaalit ja suhteellisen helppo jälkikäsitellä. Tämän seurauksena se on erinomainen materiaali massatuotantoon ja sitä käytetään paljon erilaisten kappaleiden valmistukseen. Se, että ABS on helppo jälkikäsitellä tarkoittaa myös sitä, että siitä valmistettuja osia voidaan liimata ja maalata.

Vetolujuus: 34-36 MPa

Taivutuslujuus: 60-61 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme tästä linkistä.

PC

Polykarbonaattifilamentti (PC) on jäykkä termoplastinen polymeeri, joka kestää lämpöä ja kemikaaleja. Se on erittäin luja materiaali, joka on suunniteltu käytettäväksi vaativissa ympäristöissä ja teknisissä sovelluksissa. Sillä on hyvä taipumislämpötila korkean lasittumislämpötilansa ansiosta, ja se on tyypillisesti saatavilla myös parannetulla iskunkestävyydellä.

PC:llä on lukuisia käyttökohteita jokapäiväisessä elämässä. Polykarbonaatti, toisin kuin pleksilasi, ei rikkoudu helposti. Se taipuu ja muotoutuu samalla tavalla kuin kova kumi. PC:llä on myös erinomainen optinen kirkkaus.

PC voi olla vaikea hiukan vaikeasti tulostettava materiaali sen korkean lämpötilan kestävyyden vuoksi.  Käytännössä tämä tarkoittaa, että kappaleen vääntyminen voi olla ongelma. Oikean tulostusliiman valitseminen ja terävien kulmien välttäminen kappaleita mallintaessa voi auttaa tulostamaan onnistuneesti tällä materiaalilla.

Vetolujuus: 43-65 MPa

Taivutuslujuus: 89-114 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme tästä linkistä

PETG

PETG eli polyeteenitereftalaattiglykoli on termoplastinen polyesteri, jota on kemiallisesti modifioitu lisäämällä glykolia kiteytymisen rajoittamiseksi ja sitkeyden parantamiseksi. Glykolin lisääminen parantaa PET:in, kestävyyttä ja muovattavuutta. Sillä on vahva iskunkestävyys ja kulutuksen kestävyys ja se kestää korkeampia lämpötiloja kuin PLA.

Erinomaisten ominaisuuksiensa ja suhteellisen alhaisen hinnan ansiosta PETG:tä käytetään yleisesti 3D-tulostuksessa. Se on hyvä tekninen materiaali, jota voidaan käyttää ABS:n sijasta. PETG:llä on vähemmän taipumusta vääntyä, mikä tarkoittaa että sillä on helpompi tulostaa tarkkoja osia.

petg

Kuva 2. PETG:stä valmistettuja kappaleita

Vetolujuus: 38-44 MPa

Taivutuslujuus: 75-79 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme tästä linkistä.

Nylon

3D-tulostukseen tarkoitettua nailonia löytyy yleisesti useissa muodoissa: PA6 ja PA6/66, jotka ovat nailonin jäykempiä versioita ja PA 12, joka on joustava nailontyyppi. Nailonissa on monia hyödyllisiä ominaisuuksia, jotka tekevät siitä houkuttelevan materiaalin 3D-tulostukseen. Nailon on sekä vahvaa ja kestävää että joustavaa. Tämä ominaisuus on hyödyllinen tulostettaessa kappaleita, joissa on ohuet seinämät.

nylon

Kuva 3. Nylonilla on mahdollista tulostaa toiminnallisia ja pikkutarkkoja kappaleita

Lisäksi nailonilla on korkea sulamispiste ja erittäin alhainen kitkakerroin, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää toiminnallisten lukitusten, kuten hammaspyörien valmistukseen. Eräs Nylonin haittapuoli 3D-tulostusmateriaalina on, että se on erittäin hygroskooppinen, mikä tarkoittaa että se on herkkä kosteudelle.

Vetolujuus: 63-65 MPa

Taivutuslujuus: 63-83 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme täältä.

PP

Polypropeeni (PP) on laajalti käytetty muovi, jota löytyy melkein joka kodista. Se on yleinen materiaali varastointi- ja pakkaussovelluksiin sekä moniin perinteisiin valmistusmenetilmiin kuten ruiskuvaluun. PP:n suosio johtuu sen korkeasta kemikaalinkestävyydestä, lämmönkestävyydestä, iskunkestävyydestä ja joustavuudesta.

Sen ominaisuudet tekevät siitä täydellisen elintarvikepakkauksiin, ulkokäyttöön, kemikaalien varastointisäiliöihin ja jopa lääketieteellisiin sovelluksiin, kuten proteeseihin.

Vetolujuus: 10-12 MPa

Taivutuslujuus: 13-15 MPa

Löydät materiaalin verkkokaupastamme tästä.

Seuraavassa osassa käsittelemme mm. millaisilla asetuksilla vahvoja osia kannattaa tulostaa, kappaleiden jälkikäsittelyssä huomioitavia seikkoja sekä mitä materiaaleja eri käyttökohteissa kannattaa käyttää.

Parhain terveisin,

Nimetoen1

Suvi Härkönen

Marketin & Sales

Maker3D

 
Read entire post
Published on by

Materiaaliesittelyssä biopohjainen 3D-tulostusmateriaali

Nimetoen

Biomateriaalia?

3D-tulostusta ei aina pidetä kovin ympäristöystävällisenä toimintana, mm. tulostuksen ja jälkikäsittelyn ohessa syntyvä mikromuovi on haitallista maa- ja vesiympäristöissä. 3D-tulostuksessa on jo pitkään käytetty maissitärkkelyksestä valmistettavaa polymaitohappo- eli PLA-muovia joka kyllä on jossain määrin biohajoavaa, mutta prosessi ei tapahdu kovin nopeasti. Toisaalta tämä on ymmärrettävää, sillä käyttöesineeksi tulostettavat kappaleet eivät saa olla “itsestään tuhoutuvia.” Ja vaikka itse pohjamateriaali olisikin lopulta hajoavaa, lisä- ja väriaineet harvemmin ovat.

Oululainen Brightplus-niminen kemian yritys on lähestynyt tätä ongelmaa kehittämällä edelleen PLA-muovin koostumusta ja valmistusprosessia. Heidän tavoitteenaan on ollut hyödyntää mahdollisimman pitkälle teollisuuden sivuvirtoja ja muita muutoin jätteeksi päätyviä materiaaleja omina raaka-aineinaan. Materiaalin tarkka koostumus on liikesalaisuus, mutta sen voi sanoa olevan kemiallisesti modifioitua, ristiinsilloitettua polyesteriä. Sen rakennusaineina on käytetty luonnon omia uusiutuvia monomeereja ja polymeereja, kuten esimerkiksi käymisteitse aikaansaatua maitohappoa ja karboksyylihappoja. BrightBio® teknologian ansiosta lähtöaineet ovat homogeenisesti sekaisin rakenteessa, ja kemiallinen ristiinsilloittuminen epäorgaanisilla ainesosilla parantaa biopolyesterin ominaisuuksia. Tarvittaessa näitä ainesosia vaihtamalla voidaan itse materiaalia muokata käyttökohteeseen sopivaksi. Tyypillisesti epäorgaaniset ainesosat ovat piin oksideja, jotka ovat maankuoren yleisintä ainetta esim. kallioperän kiviaineksessa tai biotuhkan silikaateissa. BrightBio® teknologian avulla komponentit ovat reagoitettu polyesteriksi molekyylitasolla, mikä tuottaa kirkkauden ja hyvät mekaaniset ominaisuudet. Nämä ominaisuudet ovat yhdistelmä PLA:n ja PETG:n parhaista puolista. 

Perusmateriaalin lisäksi Brightplussalla on kiinnitetty huomiota myös väriaineisiin, jotka on valmistettu kokonaan luonnonmateriaaleista. Esimerkkinä sininen väri on peräisin värimorsinko-kasvista ja keltainen sipulista. Muita värien raaka-aineita ovat mm. kalkki, noki ja levät.

Eräs FFF-tulostuksen pienehkö lisäongelma on tyhjäksi jääneiden filamenttikelojen kierrätys tai hävittäminen. Useimmiten kelat ruiskupuristetaan eri muovilaaduista, yleisimpinä PP, PS ja SAN. Nämä kelat ovat erittäin kestäviä ja ne voitaisiin helposti käyttää moneen kertaan. Kelojen alhaisen hinnan vuoksi filamenttivalmistajien ei ole kuitenkaan mielekästä tarjota tällaista palvelua. Kierrätettävyyden parantamiseksi Brightplus ei käytä standardikeloja, vaan BrightBio-filamentit on kelattu samasta materiaalista FFF-tulostamalla valmistetulle kelalle.

Viherpesuako?

PLA-muovia markkinoidaan useasti biohajoavana, mutta ko. prosessi kestää todellisuudessa useita vuosia. Ja sinänsä aiheellinen kysymys on myös, että kun PLA-pohjainen muovimateriaali lopulta hajoaa, ovatko hajoamistuotteet kokonaan muita yhdisteitä vai mureneeko muovi vain entistäkin haitallisemmaksi mikromuovirakeiksi. Eräiden sivustojen (3DNatives, 2021 & All3DP 2021) mukaan PLA:n täydelliseen hajoamiseen kuluu luonnon olosuhteissa 80+ vuotta. 

Myöskään itse “biohajoavuus” ei aina ole selkeä käsite. Laveasti ottaen lähes kaikki materiaalit ovat “biohajoavia” jos vain aikaa annetaan tarpeeksi. Asiasta on kuitenkin olemassa jotain standardeja, kuten Eurooppalainen EN13432, jonka mukaan jokin pakkaus tai polymeeri on “kompostoituva” jos vähintään 90% sen massasta muuntuu hiilipäästöiksi 6 kuukauden aikana teollisessa kompostointilaitoksessa ja jäljelle jäävien lisä- yms. aineiden osuus ei ylitä 1% kokonaismassasta. 

Kompostoinnissa taas on puhe puhtaasti ihmisen aikaansaamasta prosessista, joka tapahtuu suljetussa tilassa mikro-organismien vaikutuksesta hallitussa kosteudessa ja lämpötilassa (55-75 C). Tämän kaltaisissa olosuhteissa PLA:n hajoamisprosessin kesto vaihtelee viikoista kuukausiin. Mutta näillä ei ole mitään tekemistä luonnollisten olosuhteiden kanssa ja siksi on hieman harhaanjohtavaa markkinoida materiaalia kuluttajille “biohajoavana.” Käytännössä PLA-pohjaiset tuotteet tulisi käsitellä kuten mikä tahansa muukin keinotekoinen materiaali eli saattaa se jätehuollon piiriin. Kestomuovina PLA:n kierrätys on myös mahdollista, kunhan sekaan ei päädy kontaminaatiota, i.e. muita muovilaatuja tai roskia. 

Toinen keskeinen tekijä muovimateriaalin kierrätettävyyden (ja myös käyttöturvallisuuden) kannalta on peruspolymeerin lisä- ja seosaineistus. Lähes jokaisessa 3D-tulostusfilamentissa on ainakin yksi lisäaine, eli väriaine. Koska yksistään PLA:n nimellä myytäviä tulostusfilamentteja on lukemattomia, todelliset lisä- ja seosainepitoisuudet voivat olla lähes mitä tahansa. Pahimmillaan (tai parhaimmillaan) jopa 40% filamentin massasta voi olla jotain muuta kuin peruspolymeeria. Useasti tarkempi koostumus selviää materiaalin SDS-dokumentaatiosta ja voikin tulla yllätyksenä.

Kaiken tämän pohdinnan jälkeen, tulostusfilamenttien kohdalla olisi ehkä mielekkäämpää puhua “raaka-aineiden orgaanisuudesta” kuin biohajoavuudesta. Ja tässä pääosaan nousevat väri- ja muut lisäaineet ja niiden alkuperä. Ja juuri tällä BrightBio-filamentit pyrkivät erottumaan joukosta. BrightPlus ei ole maailman, tai edes Euroopan mittakaavassa ainoa filamenttivalmistaja, joka pyrkii hyödyntämään teollisuuden sivutuotteita. 

Käytännön kokemuksia

Tähän mennessä meille on ehtinyt kertyä jo melko paljon kokemusta BrightBio-filamenttien tulostuksesta, sillä olemme testanneet heidän prototyyppifilamenttejaan jo kauan ennen materiaalin virallista julkaisemista. Näiden prototyyppien testikäytössä suurimmaksi ongelmaksi muodostuivat filamentin paksuusvaihtelut, sillä nämä filamentit oli pursotettu yksinkertaisilla koneilla jotka eivät tuottaneet kovin tasalaatuista lankaa. Tämäkin ongelma tosin korjaantui helposti sammuttamalla Ultimaker S-sarjan tulostimen syöttimessä sijaitseva filamenttisensori. Siirryttyämme tuotantolaatuiseen filamenttiin nämäkin pikkuvaivat katosivat. 

Olemme tulostaneet erinäisillä BrightBio-filamenteilla hyvin erilaisia esineitä, alkaen lanseeraustilaisuuden kasviruukuista aina lautasliinatelineisiin (Kuva 1). Toiminnalliset osat ovat jääneet vähemmälle, sillä materiaali ei ole lujimmasta päästä PLA:n tapaan. Materiaalin tulostettavuus on “erittäin helppo,” ja tulostus onnistuu hyvin tavallisen PLA:n “Generic PLA” asetuksilla, vaikka TDS-dokumentissa suositellaankin käyttämään mallin jäähdytyspuhaltimille 50% nopeutta. Materiaalin tarttuvuus alustaan on juuri sopiva, ja se irtoaa PEI-flexplatesta siististi pienellä taivuttamisella. Emme ole testanneet BrightBion lasin “lastuamispotentiaalia”, mutta kokemuksen perusteella pitäisin sitä melko turvallisena lasille vaikka liiman käyttö unohtuisikin.

artikkeli_1

Kuva 1. Kaksikomponenttitulostuksella valmistettu lautasliinateline.

Allekirjoittaneen tulostukset ko. materiaalilla ovat keskittyneet erilaisiin testimalleihin, joukossa mm. tuttu 3DBenchy. Tämä malli tuli tulostettua Cura 4.12 julkaisun jälkeen, ja pitihän sitä sitten tarkistaa, ettei Elder puhunut pötyä kun väitti YouTube-videolla tulostusjäljen parantuneen huimasti asetusten hienosäädöllä. Ja toden totta, Draft 0.2 intent profilella tulostetun Benchyn pystyseinämillä näkyi huimasti enemmän “soimisilmiötä” mitä Default 0.2:lla. Tulostusaika tosin oli 48 min versus 87 min, eli tämä pinnanlaadun paraneminen tapahtuu kuten lähes aina, ajan kustannuksella. Tosin mielenkiintoisesti hytin ikkunoiden yläreunat pysyivät paremmin muodoissaan Draft 0.2:lla, ehkäpä suuttimen suurempi XY-nopeus ei anna materiaalille aikaa romahtaa alas.  Default-profiililla tulostettu 3DBEnchy on esitelty kuvissa 2 ja 3.

artikkeli_2

Kuva 2. BrightBiosta Default 0.2 intent profilella tulostettu 3DBenchy, takaa.

artikkeli_3

Kuva 3. BrightBiosta Default 0.2 intent profilella tulostettu 3DBenchy, edestä.

Detaljien tulostumista testasin toisella koemallilla, jossa on mm. eripituisia siltoja ja overhang angleja (Kuva 4). Tämä malli tulostui lähes kympin arvoisesti, jopa 16 mm pituinen siltaosio pysyi paikoillaan eikä overhang anglen testipalojen alapinta romahdellut. Muidenkin yksityiskohtien toistuminen oli priimaa. 

artikkeli_4

Kuva 4. Detaljien testimalli (linkki: https://www.thingiverse.com/thing:1019228 )

Saman arvion voi myös antaa muistakin toimistolla tulostetuista kappaleista. Kunnolla kalibroidulla kahden pursottimen koneella onnistuu hienosti myös kaksivärinen tulostus, kuten Kuvan 1 lautasliiinateline osoittaa. Eli näillä kokemuksilla käytän mielelläni BrightBioa omissa töissäni.

Materiaalit ovat ostettavissa verkkokaupassamme!

Ja lopuksi vielä linkit TDS- ja SDS-dokumentteihin, olkaapa hyvät:

https://www.3d-tulostus.fi/WebRoot/vilkas04/Shops/20131018-11092-264846-1/6182/57B1/C1CE/F615/F5C9/0A28/1017/2208/BrightBio_Filament_FI_rev2.pdf 

https://www.3d-tulostus.fi/WebRoot/vilkas04/Shops/20131018-11092-264846-1/6182/57B1/C1CE/F615/F5C9/0A28/1017/2208/SAFETY_DATA_SHEET_LOIMU-C73_EN_rev1.0.pdf 

Terveisin,

 

Aleksis Lehtonen

Support & Service- Maker3D

Viitteet:

3D Natives 2021: Is PLA filament actually biodegradable? WWW-sivusto: https://www.3dnatives.com/en/pla-filament-230720194/ (viitattu 1.12.2021)

All3DP 2021: Is PLA actually biodegradable? WWW-sivusto: https://all3dp.com/2/is-pla-biodegradable-what-you-really-need-to-know/ (viitattu 1.12.2021)

 
Read entire post
Published on by

Materiaaliesittelyssä Ultimaker PETG

Ultimaker-materiaaleista

Ultimakerilta tuli hetki sitten uusin lisäys materiaalivalikoimaan, kun he julkaisivat oman PETG-materiaalinsa. No, tapojensa mukaisesti Ultimaker ei koskaan julkaise mitään materiaalia suin päin ilman tulostusprofiilien huolellista testausta, ja siksi uusien materiaalien julkaisutahti on joskus verkkainen. PETG-materiaalikeloissa on luonnollisesti NFC-tägit tunnistusta varten ja värivalikoima näytti olevan kiitettävän laaja, 14 väriä. Mutta nyt tämän uuden julkaisun myötä nousee taas esiin se vanha kysymys, että mitä materiaalia sitten se aiemmin myyty CPE/CPE+ oikein on?

PETG versus CPE

Olen jo aiemmin puhunut Mitsubishi PETG-materiaaliartikkelissani PETG-muovin yleisistä ominaisuuksista, joten en lähde nyt toistamaan itseäni. Sen sijaan olen yrittänyt selvittää, mitä materiaalia Ultimakerin jo pidempään myymät CPE (Co-PolyEster) ja CPE+ ovat. Tämä ei olekaan ollut mikään helppo tehtävä, sillä valmistajan TDS- ja SDS-dokumenteista ei saa mitään tietoa. Lukiessa tulee suorastaan vaikutelma, että CPE/CPE+:n todellinen koostumus on “valtiosalaisuus”, sillä ainoa sana mitä dokumentaatiosta löytyy on co-polyester. Termi “seospolyesteri” ei taas tarkoita juuri mitään, sillä se on ns. sateenvarjotermi jonka alle mahtuu useita eri materiaaleja, mukaan lukien PET/PETG. 

Mutta… näyttää että salaisuus on nyt paljastettu PETG:n julkaisun myötä. Äsken asiaa kaivellessa, Ultimakerin tukisivustolta löytyi 10.5.2021 julkaistu artikkeli jossa kerrotaan ko. materiaalien eroista. CPE on sen mukaan PETG-johdannainen, jonka kemikaalinkestoa on parannettu lisäaineistuksella. Mahdollisesta seostuksesta jollain muilla monomeereilla ei tosin kerrota. Sen sijaan CPE+-materiaalin pohjapolymeerina onkin glykolimuunneltu polysykloheksyleeni-dimetyleeni tereftalaatti eli lyhyemmin PCTG. Tämä muovi saattaa olla joillekin tuttu aiemmin myydystä BASF:in Z PCTG-materiaalista, joka nyttemmin on poistunut tuotannosta. PCTG-muovin ehkä paras ominaisuus on sen lämmönkesto, joka on hetkellisesti jopa 256 C sekä muodon stabiilius lämpötilan kasvaessa. 

Ultimakerin mukaan PETG-CPE perheen materiaalien tulostettavuus on helpointa PETG:llä ja haastavinta CPE+:lla, erityisesti suurikokoisten tai ohutseinämäisten kappaleiden kanssa. Omien kokemusten pohjalta CPE+ muodostaa runsaasti seittiä tulostettaessa ja pinnanlaatu jää usein muita materiaaleja heikommaksi. Mutta tästä huolimatta ko. materiaali puolustaa yhä paikkaansa haastavien käyttöolosuhteiden alaisena, sillä sen kemikaalien, kulutuksen ja lämmön kesto sekä iskusitkeys ovat ylivoimaiset PETG:hen tai CPE:han verrattuna (Kuva 1.)

Kuva 1. PETG-CPE materiaaliperheen materiaalien ominaisuusvertailu.

Alla vielä linkki ko. Ultimakerin artikkeliin:
https://support.ultimaker.com/hc/en-us/articles/360021526359 

Kaiken tämän materiaalin lukemisen jälkeen syntyy hienoinen vaikutelma, että PETG:n yleistyttyä Ultimaker alkaa “alaa ajas” CPE-materiaalia. Tätä hypoteesia tukee myös se, että samaisessa artikkelissa suositellaan CPE-tulostajia siirtymään PETG-käyttäjiksi. Mutta tämä on tietenkin pelkkää spekulaatiota...

Tulostuskokemuksia

Testimalleina käytettiin 3DBenchyä (http://www.3dbenchy.com/) sekä Curan Calibration Shapes-lisäosasta löytyvää ns. siltatestiä (Bridge test). 3DBenchyn malli tulostettiin benchmark-ohjeiden (0,2 mm kerrospaksuus, 10% infilll, tulostusnopeus max. 50 mm/s) mukaisesti Ultimakerin PETG asetuksilla, tulostusajaksi tuli 1 h 45 min. 

Profiilin mukainen tulostuslämpötila on 240 astetta ja alustan lämpötila 85 astetta. Vanhalla CPE-materiaalilla suuttimen lämpötila oli täsmälleen sama, mutta alusta hieman kylmempi eli 75 astetta. Mallin jäähdytyspuhaltimet pidetään pienellä nopeudella (20%), eli materiaali pitää lämpimästä kammiosta. XY-tulostusnopeudeksi profiili ehdotti 60 mm/s, mutta sitä laskettiin ohjeiden mukaiseksi. Tulostusalustalle levitettiin ohuelti Dimafix-yleisliimaa, jolla saatiin kauluksen (Brim) kanssa erinomainen tarttuvuus. Valmis malli irtosi nopeasti alustasta hetken vedellä liuottamisen jälkeen (kuva 2).

    Kuva 2. 3DBenchy-malli irrotuksen jälkeen.

Benchyn mitoissa oli jonkin verran heittoa sivustolla http://www.3dbenchy.com/dimensions/ kerrottuihin nähden. XY-tasossa ulkomitat olivat  0,2-0,3 mm ilmoitettuja suuremmat, mutta Z-suunnassa ne jäivät hieman (0,1-0,2 mm) vajaiksi.Hytin takaikkunan ja keulan reikien halkaisijat olivat 0,4-0,5 mm pienempiä mitä mallissa. Koska XY-tason sisäiset mitat olivat vastaavasti ulkomittoja pienempiä, materiaali selvästikin paisuu tulostuksen yhteydessä. 

Hytin etuikkunan ylareuna oli hieman romahtanut, tämä käytös oli hyvin samankaltaista kuin aiemmin testatulla Mitsubishi chemicalin PETG-materiaalilla (kuva 3). Takaikkunan yläreunassa ja sivuovien yläkaarissa ensimmäiset materiaalikerrokset jäivät hieman rikkinäisiksi. 

    Kuva 3. Hytin etuikkuna.

Siltatestimalli (kuva 4) tulostettiin 0,15 mm kerrospaksuudella materiaaliprofiilin suosittelemilla asetuksilla. Tulos ei ollut kovin mairitteleva, jopa 10 mm pituisen sillan materiaali romahti osin alas. Tämä materiaali selvästikin tarvitsee hyvät tuet roikkuvien massojen alle (kuvat 5 ja 6.)  Tuuletusta lisäämällä siltojen tulostettavuus paranee, mutta kappaleiden kestävyys yleensä heikkenee.

    Kuva 4. Curan lisäosasta saatava siltatestimalli, siltojen pituudet 10-50 mm.

    Kuva 5. PETG-materiaalilla tulostettu siltatesti, kuva alapinnalta.

    Kuva 6. Ultimakerin PLA Blue-materiaalista tulostettu siltatestin verrokkikappale, jossa erittäin hyvä pysyvyys.

Tulosteen visuaalista jälkeä voi arvioida lähinnä Benchy-mallin tapauksessa.  Kun muistaa, että kerrospaksuus oli 0,2 mm, jälkeä voi pitää hyvänä sillä kerrosrajat näkyvät ko. paksuudella selvästi, erityisesti hytin loivassa kulmassa olevassa katossa. Kappaleessa ei ole nähtävissä alipursotusta eikä yli vuotanutta materiaalia, eli siltä osin profiili ainakin on kunnossa. Vaikka materiaali onkin väriltään “Transparent”, ei tulostettu kappale silti ole kovin läpinäkyvä, mutta tämä johtuu tulostusmenetelmästä. Kaikki FFF-tulostimet sekoittavat materiaalin joukkoon hieman ilmakuplia ja yhdensuuntaisten viivojen väliin jää hiuksenhienoja kanavia. Mikäli kappaleesta haluaisi “optisesti kirkkaan”, tämä edellyttää 100% infilliä sekä monia muita säätöjä, kuten hieman korkeampaa pursotusnopeutta ja -lämpötilaa. Lopuksi kappaleen ulkopinta pitäisi vielä hioa ja kiillottaa linssien tapaan, eli mikään kovin helppo prosessi ei ole kyseessä.

Ja lopuksi vielä linkit TDS- ja SDS-dokumentteihin:
https://support.ultimaker.com/hc/en-us/articles/360021702539-Ultimaker-PETG-TDS
ja
https://support.ultimaker.com/hc/en-us/articles/360021702499-Ultimaker-PETG-SDS 

Materiaali on tilattavissa verkkokaupastamme!

Terveisin,

 

Aleksis Lehtonen

Support & Service- Maker3D

 
Read entire post
Published on by

Maker3D ja 3DXTech tiedottaa

Maker3D on ryhtynyt ensimmäisenä Suomessa 3DXTECH:in materiaalien maahantuojaksi ja  jälleenmyyjäksi.

3DXTECH on amerikkalainen materiaalivalmistaja, joka on erikoistunut varsinkin vaativissa loppukäyttösovelluksissa käytettävien erikoismateriaalien kehittämiseen ja valmistamiseen.  Yritys on tunnettu valmistamistaan korkealaatuisista teollisuusmateriaaleista. Esimerkkinä annettakoot elektroniikan kokoonpanotyökaluihin kehitetyt polymeerit; PETG, ABS, PLA ja PC, joista löytyy ESD-luokitus. Lisäksi 3DXTechin valikoimasta löytyy UL V0 -paloluokituksen omaavia materiaaleja.

”Sysäys yhteistyön aloittamiseen 3DXTECHin kanssa tuli ihan puhtaasti asiakkaiden toiveista saada entistä laajempi tarjonta huipputasoisista teollisuuskäyttöön soveltuvista materiaaleista. Meiltä on toivottu lopputuotekäyttöön tarkoitetusta ASA- materiaalista lisää värivaihtoehtoja ja alkaneen yhteistyön myötä pystymme vastaamaan tähän toiveeseen värivalikoiman laajentuessa. Kaikki nämä erikoisemmat materiaalit täydentävät olemassa olevaa valikoimaamme todella hyvin”, kertoo yhteistyön toteuttamisesta vastannut Maker3D:n asiantuntija Joni Kumpulainen.

Materiaalien käyttöönottoa helpottaa valmiit tulostusprofiilit, joita löytyy Ultimaker Marketplacesta kirjoitushetkellä useampaan eri materiaaliin. Varmistaaksemme, että asiakkaamme hyötyvät parhaiten alkaneesta yhteistyöstä, julkaisemme uusista materiaaleista artikkeleita. Ja mikäli verkkokauppamme materiaalivalikoimasta ei jotain haluamaasi 3DXTechin materiaalia löydy, voit sitä kysyä asiakaspalvelusta.

Terveisin,
Verkkokaupan tiimi
+358102355143
asiakaspalvelu@3d-tulostus.fi

Read entire post
Published on by

BASF Ultrafuse PET ja PETG materiaaliesittely

Olemme omassa käytössä havainneet PETG:n olevan loistava yleismateriaali sen helpon tulostettavuuden ja lujuuden vuoksi. PETG on materiaali mitä suosittelemme, jos joku hakee ABS:lle vastiketta. Emme juuri keksi syytä miksi Ultimakerilla pitäisi ABS:ää enää tulostaa (ellei asetonilla siloitettavuus ole tärkein syy).

Nyt käytössämme on BASF:n vaihtoehto PETG-materiaalikirjoon. Lisäksi nyt tuotteesta tutustumistarjous -20% 22.1. asti!

Voit halutessasi ladata materiaaliprofiilin BASF:n sivuilta: https://www.ultrafusefff.com/3dprintingprofiles/ . (Kirjoitushetkellä profiilia ei ollut Cura Marketplace:ssa)

Tulostus on melkein yhtä helppoa mitä perinteisen PLA:n, eikä esimerkiksi tulostinta tarvitse suojata ilmavirroilta, kuten ABS:n tapauksessa. Ainoa asia mikä tulee ottaa huomioon on PETG:n säilytys. PETG on hygroskooppinen materiaali, eli se imee itseensä kosteutta ilmasta. Tämä vaikuttaa suuresti tulostuslaatuun ja kappaleiden kestävyyteen.

Kappaleiden jälkikäsittely on myös helppoa. Hiominen onnistuu PLA:ta helpommin kormeamman lämpötilankeston vuoksi. Lisäksi voit siloittaa pintaa kuumalla ilmalla, esimerkiksi juotinaseman avulla (vaatii tarkan lämpötilakontrollin, jotta pinta ei pala). PETG-materiaali liukenee lisäksi metyylietyyliketoniin, joten sitä voidaan käyttää siloittamiseen vastaavasti mitä asetonia ABS:n kanssa. Tämän kemikaalin käyttöä ei kuitenkaan suositella sen turvallisuusluokitusten vuoksi.

PETG-materiaalista löytyy lisäksi todella kattavasti tietoa All3DP:n sivulta: https://all3dp.com/1/petg-filament-3d-printing/ . Sivun artikkelissa on mukana myös käyttämämme BASF:n Ultrafuse PET, joka tunnettiin aiemmin nimellä Innofil EPR InnoPET. Tämä materiaali valittiin artikkelin materiaalijoukosta parhaaksi kaikenkattavaksi PETG-materiaaliksi.

Tutustu myös muihin verkkokauppamme BASF-tuotteisiin!

 

Read entire post