Uutiset

Kollegani Aleksis on aiemmin jakanut perustietoa materiaalista esitellessään 3DXTechin valmistaman ESD OBC:n.

Voit käydä lukemassa hänen artikkelinsa tästä.

Tässä lainaus em. artikkelista:

"Materiaalin lyhenne Olefin Block Copolymer eli OBC on aika harvoille tuttu, joten avataanpa sitä hieman. Olefiini on synonyymi alkeenien hiilivetyryhmälle, hiilen kaksoissidoksia sisältäville yksinkertaisille hiilivedyille. Kyseisen polymeerin monomeerit ovat alkeeneja. Tuotetietoja tarkemmin kaivamalla paljastuu, että siihen on käytetty valtaosin alkeenien kevyintä edustajaa etyleeniä C2H4. Loppuosa eli copolymer (suomeksi seospolymeeri) tarkoittaa vain, että polymeroinnissa on käytetty eri monomeerien sekoitusta. Materiaalia voisi siis kutsua muunnelluksi PE-muoviksi, polyetyleeniksi. Pienet perusmolekyylit tekevät materiaalista kevyttä ja sen tiheys onkin vain 0,95; tämä tarkoittaa että se kelluu vedessä."

Pienenä lisäyksenä ylempään; Olefin polymeeriperheeseen kuuluvat polyetyleenit (LDPE/LLDPE/HDPE) ja polypropeeni (PP). Nämä ovat hyvin yleisiä polymeerejä elintarvike- ja pakkausalalla. OBC on muokattu polymeeriyhdiste, joka pyrkii tarjoamaan vastaavia ominaisuuksia, mutta 3D-tulostuskelpoisena.

Taipuisana ja sitkaana materiaalina OBC on omiaan esimerkiksi tulostettuihin saranoihin. Materiaalilla on suhteellisen korkea kemikaalien kesto, joten sen voisi olettaa soveltuvan esimerkiksi autoteollisuuden kiinnikkeisiin tai sovitteisiin mitkä joutuvat tärinän alaisuuteen. Toinen sovelluskohde voi olla esimerkiksi ilmailukojeet (dronet & quadit), joissa vaaditaan hyvää iskunkestävyyttä ja keveyttä.

Kuva 1. Valmistajan ominaisuuskuvaaja.

Testissäni on käytössä luonnonvalkoinen OBC, joka filamenttina omaa hyvin vastaavan käsituntuman kuin esimerkiksi TPU. Materiaali on hyvin taipuisaa, mutta ei kuitenkaan kumimaista kuten TPU. OBC:lle ei ole myöskään määritetty Shore-arvoa. Taipuisana materiaalina tämän filamentin tulostaminen bowden-tyypin tulostimilla asettaa tiettyjä haasteita. Pääsääntönä sanottakoot, että tulostusmateriaalia olisi suotava tulostaa normaalia "jäykkää" materiaalia hitaammin. Tämä tarkoittaa, että tulostajan tulee mahdollisesti muuttaa takaisinvedon ja tulostusnopeuden arvoja. Ultimaker Cura, eikä Ultimaker Marketplace sisällä valmista materiaaliprofiilia OBC:n käyttöön. Otin lähtökohdaksi Generic TPU95A:n josta muutin tulostus- ja alustan lämpötilat, sekä flow-arvon. OBC:n suositeltu tulostuslämpötila on suhteellisen matala (160-200 °C). Materiaali asettaa lisäksi haasteita tulostusalustassa pysymisen suhteen ja se käpristyy irti helposti esimerkiksi paperiliiman kanssa. Suosittelenkin nostamaan tulostusalusta lämpötilan lähemmäksi sataa astetta tai jopa sen yli. Parhaimmillaan tulostettavuus on suljetun koteloinnin kanssa, joka vähentää ylimääräistä ilmavirtaa. Itse käytin Ultimaker S3:n kanssa koetulosteessa arvoina tulostuslämpötilalle 200 °C ja alustalle 95 °C. Testien aikana tulostimessa ei ollut kotelointia.

Kuva 2. Teippi lasin pinnalla.

Yksi keino parantaa tarttuvuutta on käyttää kirkasta pakkausteippiä tulostusalustan päällä (kuva 2.). Tämä teipin asettaminen tasaisesti isolle alalle voi olla haastavaa, mutta pieniin kappaleisiin se toimii oikein hyvin. Haittapuolena on mahdolliset liimatahrat joita teippi jättää alustaan poistettaessa. Tässä pienessä tulosteessa teipin käyttö oli helppoa ja tarttuvuus huomattavasti varmempaa kuin esimerkiksi TESA-paperiliiman kanssa.

Kuva 3. Tarttuvuusongelma.

Vaikka pakkausteippi paransikin tulosteen tarttuvuutta, on silti kappaleessa silmin havaittavaa käpristymistä (kuva 3.). Muutoin pinnanlaatu on kelvollinen. Kappale kestää taivuttelua ja onkin osaltaan lopputuotekelpoinen (kuva. 4. Vyölle asetettava ruuvikärkipide).

Kuva 4. Lopullinen tuloste.

Suosittelen OBC-tulostusmateriaalia hieman kokeneemmalle tulostajalle, joka pystyy tarvittaessa räätälöimään tulostusparametrejä. Mikään helpoin tulostettava tämä materiaali ei ole, mutta saavuttaa todella suuren sitkeytensä vuoksi paikkansa tietyissä sovelluskohteissa.

Terveisin,

Maker3D
Keijo Johansson
 

Tällä kertaa otimme testipenkkiin jo toisen ESD-ominaisuuksilla parannellun materiaalin. Materiaalin lyhenne Olefin Block Copolymer eli OBC on aika harvoille tuttu, joten avataanpa sitä hieman. Olefiini on synonyymi alkeenien hiilivetyryhmälle, hiilen kaksoissidoksia sisältäville yksinkertaisille hiilivedyille. Kyseisen polymeerin monomeerit ovat alkeeneja. Tuotetietoja tarkemmin kaivamalla paljastuu, että siihen on käytetty valtaosin alkeenien kevyintä edustajaa etyleeniä C2H4. Loppuosa eli copolymer (suomeksi seospolymeeri) tarkoittaa vain, että polymeroinnissa on käytetty eri monomeerien sekoitusta. Materiaalia voisi siis kutsua muunnelluksi PE-muoviksi, polyetyleeniksi. Pienet perusmolekyylit tekevät materiaalista kevyttä ja sen tiheys onkin vain 0,95; tämä tarkoittaa että se kelluu vedessä. ESD-ominaisuudet on luotu materiaaliin hiilinanoputkilla seostamalla, samaan tapaan kuin aiemmin esitellyssä ESD-PLA:ssa. Materiaalin pohjahartsi on peräisin kemian alan jättiläiseltä Dow Chemicalilta. 

ESD-OBC materiaalia on saatavana vain 750 g kelalla, jossa filamenttia on alhaisesta tiheydestä johtuen silti saman verran kuin 1000g ABS-kelalla. Tämä tarkoittaa myös sitä, että kelan leveys on 73 mm mikä on liikaa Ultimaker S5:n materiaaliasemalle. Sama ikävä ominaisuus oli myös ESD-PLA materiaalin kelassa. Kaikki 3DXTechin 3DStat-tuoteperheen materiaalit ovat väriltään yksinkertaisesti mustia, todennäköisesti hiiliseostuksen takia.

Koetulostuksessa käytettiin samaa piirilevyjikiä (Kuva 1) mitä ESD-PLA:n kanssa, koska siitä on helppo tarkastaa mittojen paikkansa pitävyys. Tulostus tehtiin AA 0.4 ytimella 0,15 mm kerrospaksuudella, tulostusajaksi tuli 55 min alhaisen suutinnopeuden (50 mm/s) takia. Tulostusalustalla käytettiin valmistajan ohjeiden mukaisesti Magigoon PP-liimaa, jolla malli pysyi hyvin kiinni lasissa. Vaihtoehtoisena kiinnityskeinona mainitaan PE- tai PP-muovinen pakkausteippi, jota ei kokeiltu. Ohjeissa suositellaan myös lämmittämään tulostuskammio 23-60 asteeseen, joten tulostimen kammio pidettiin Curan sallimassa maksimilämpötilassa (50 C.) Valmis malli oli helppo irrottaa alustasta, eli tarttuvuus oli juuri sopiva.

Kuva 1. Tulostuksessa käytetty testimalli, ulkomitat 54 x 35 x 2,5 mm.

Valmiin kappaleen mitat olivat ulkopinnoilta 53,8 x 34,8 x 2,4 mm, joten ESD-PLAsta poiketen tämä materiaali kutistuu tulostettaessa. Koska kutistumaa tapahtui myös Z-suunnassa, kyseessä on materiaalista johtuva mittavirhe. Sama 0,2 mm heitto näkyi myös sisämitoissa. Tämä virhe on kuitenkin helppo kompensoida Curassa “Horizontal Expansion” parametria säätämällä. ESD-OBC tulostuu suhteellisen matalassa lämmössä (175-215 C), mutta alusta pitää lämmittää 60-100 C:hen. Lämpöjen puolesta tämänkin materiaalin pitäisi siis olla hyvin yhteensopivaa eri tukimateriaalien kanssa.

Tämä tulostusmateriaali eroaa aiemmasta ESD-PLA:sta voimakkaimmin mekaanisilta ominaisuuksilta. ESD-Hiilinanoputkiseostus vaikuttaa tekevän materiaalista perusmateriaaliaan jäykempää ja paikoin myös hauraampaa, mutta ESD-OBC osoittautui heti kättelyssä erittäin sitkeäksi, kun eräs kollega väänteli juuri tulostetun kappaleen lähes kaksin kerroin. Mutta tämä ei ollut siitä moksiskaan, kerrokset eivät irronneet toisistaan ja muoto palautui nopeasti. Mitat onkin otettu tuon “stressitestin” jälkeen. Koska perus-OBC on testeissämme osoittautunut erittäin pehmeäksi materiaaliksi, ESD-seostuksen tuoma jäykkyyden kasvu on vain hyväksi eikä ole heikentänyt lujuutta mitenkään. 

Kuva 2. Valmis testituloste.
 

Testitulosteen (Kuva 2) visuaalinen ulkonäkö oli hyvä, ali- tai ylipursotusta ei ilmennyt. Valmiissa tulosteissa on tyylikäs mattapinta, eikä mitään kuitumateriaalien tyyppistä karheaa tekstuuria. Jostain syystä valmistajan sivuilta ei ole saatavissa TDS- ja SDS-dokumentteja ESD-OBC materiaalille, kuten ei myöskään tavalliselle OBC:lle. Tämä saattaa johtua siitä, että materiaali ei ole ollut markkinoilla vielä kovin pitkään. Mutta se on silti kerännyt tässä lyhyessä ajassa paljon kommentteja ja kehuja käyttäjiltään. Itseeni teki erityisen vaikutuksen materiaalin sitkeys ja kestävyys, ESD-PLA olisi varmasti katkennut samanlaisessa “käsittelyssä.”

Kuten aiemmankin ESD-materiaalin yhteydessä, myös tämän materiaalin kanssa on olemassa mahdollisuus, että se kuluttaa messinkisiä tulostussuuttimia paljon käytettäessä. Eli jos haluaa pelata varman päälle, voi käyttää vaikkapa Ultimakerin CC-ydintä.

Linkki TDS- ja SDS-dokumentteihin:
https://www.3dxtech.com/tech-data-sheets-safety-data-sheets/ 

Terveisin,

Aleksis Lehtonen

Support & Service- Maker3D

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