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涨姿势了!工业级FDM材料很强大!
2020-05-20【点此返回】

FDM技术的应用已非常普遍,那么这种技术应该选择哪种材料呢?答案必须是热塑性塑料!它不仅能满足对材料的高稳定性和长期高性能的迫切要求,且适用于航空航天、医疗、汽车、电子等众多行业的专业应用。

 

 

 

热塑性塑料分很多种,我们在使用的过程中究竟该如何选择呢?关键是要了解每种FDM 材料所独有的特性,您需要考虑以下因素:

 

•材料特性

•适合的FDM机型

•支撑材料类型

•颜色

 

要选择正确的材料,需寻找这些材料特性的最佳组合,同时确定它们的优先级。在检查材料选项时,您可能会发现,由于某种关键的性能标准(如化学惰性)或个人偏好(如非触摸式后处理),选择过程其实非常简单。

 

FDM不同的材料有其独特属性,包括透明性、生物相容性、FST 认证、耐化学性、耐热性和强度,这些属性使得材料选择任务变得相当简单。各种材料的特征请看下表:

 

 

 

 

Stratasys FDM系列材料清单

 

ABS材料 ——FDM 工艺的基础

 

 

 

ABS 在 FDM 机器中使用最广泛,适用于模型、原型、制样、工具和最终使用零件的制造。与几年前的 FDM 材料相比,当今用于FDM 机器的热塑性塑料强度要高出 40% 至 70%,可提供更高的拉伸、冲击和弯曲强度。

 

ABS-M30—专用于 Fortus系列 3D 打印机

 

ABS-M30™ 塑料配方是 FDM 工艺中常用的塑料配方,专用于 Fortus™ 系列 3D 打印机。此材料配方也称为 ABSplus™,适用于 Dimension® 系列 3D 打印机。加工过程、处理方式不同,材料的特性也就不同。

 

不同点: ABS-M30比ABSplus生产的零件强度更高、更坚韧。

共同点: 都能生产出稳定、坚固且耐用的零件;都具有一系列颜色,包括白色、黑色、红色、蓝色、绿色、荧光黄色等;都容易抛光;都采用非接触式支撑材料去除,即采用可溶性支撑材料,无需进行手工劳动;表面光洁度强。

 

ABS-ESD7——Stratasys 的静电耗散材料

 

这款材料可防止静电积聚,因此适合于静电荷可能损坏产品、损害性能或导致爆炸的应用。如电子元件的托架和收纳器、电子装配元件的固定装置、生产线和输送机零件、电子产品外壳、电子包装材料等。

 

ABS-ESD7 还可消除颗粒(如灰尘或粉末)的吸引和积聚;也可避免吸附雾化液体,因此有助于制作药物吸入器,确保患者输送完整的药物剂量。且其所有机械性能均在 ABS-M30 额定值的 5% 以内。

 

ABS-M30i——具有生物相容性

这款材料符合医疗、制药和食品处理设备关于ISO 10993 和USP Class VI 之类的标准,可用于与皮肤、食物和药物接触的产品。它既具有足够强度,又拥有灭菌功能,可以使用伽玛辐射或氧化乙烯 (Eta) 消毒方法对ABS-M30i 进行消毒。

 

ABSi——半透明性材料

 

ABSi™ 不仅具有优异的机械性能,还非常适合照明应用。这款材料广泛用于对汽车照明等产品的透镜进行功能评估,提供的颜色有红色、琥珀色和自然色。它还特别适合监测用于处理或传输粉末状或块状固体材料的应用中的材料流动。

 

 

 

ASA——通用热塑性塑料

 

ABS 相比,ASA 具有更佳的机械性能,并且有着一个重要区别:UV 稳定性。ASA 可构建抗紫外线的零件,不会因为长期暴露于阳光而降解。

 

 

 

ASA 易用且可靠,是用于汽车零件、运动用品、户外功能性原型制作以及面向户外基础设施和商业用途(如电气外壳)的最终使用零件的理想选择。ASA 具有优异的机械性能和美观度,非常适合通用原型制作。它还提供 10 种颜色供用户选择,超过了任何其他 FDM 材料。

 

PC——最广泛使用的工业热塑性塑料

 

PC 可用于所有 Fortus 3D 生产系统,并且在零件离开这些机器时,它们具有准确、稳定且极为耐用的特点。

 

 

PC 具有优异的机械性能和耐热性。它具有所有 FDM材料中第二高的拉伸强度,以及高达 280°F (138 °C)的高热变形温度。

 

PC-ABS——PC和 ABS 的混合物

 

它可同时提供 PC 和 ABS 材料的最理想性能。具有PC 的优异机械性能和耐热性,而且冲击强度高。同时,它还具有ABS 的优异抗弯强度、特征细节以及优美外观。与适用于 FDM 的所有 ABS 版本一样,PC-ABS 也提供非接触式抛光选择,以及可溶性支撑材料。

 

 

PC-ISO™——生物相容性材料

 

ABS-M30i 相似,PC-ISO 适合作为医疗、制药和食品包装行业的另一种 FDM 替代品。也可以使用伽玛辐射或氧化乙烯 (Eta) 消毒方法进行消毒。

 

 

 

 

PC-ISO 的独有特性在于,它具有更高的拉伸和弯曲强度,以及更高的热变形温度。在这些类别中,其值比 ABSM30i的相应值高出 33%  至 59%。

 

PLA——可再生塑料

 

PLA 是一种可生物降解的可再生塑料材料,是用于半透明或不透明“快速草稿”零件迭代的低成本选项。具有拉伸强度好、刚度高、熔点和 HDT 低的特点。

 

 

 

PLA 特别适用于快速概念验证和设计验证。理想的应用包括早期概念建模、快速原型制作和金属零件铸造。

 

ULTEM™ 9085 树脂——适合航空领域

 

ULTEM 9085 树脂是一款 FST 认证材料,能满足火焰、烟雾和毒性方面的标准。在Fortus 系统中进行加工时,这款材料的 FST 特性不会发生变化。可提供完整的生产可追溯性,符合严格的航空航天认证要求。

 

 

 

ULTEM 9085 树脂具有优秀的强度、耐久性以及耐热性和耐化学性,且坚韧性强,可耐受打击。在 FDM 使用的材料销售增长速度最快。

 

ULTEM 9085 航空级打印丝

 

ULTEM 9085 也提供两种航空航天等级供用户选择,以满足众多航空航天产品制造商用于生产零件的材料采购要求。

•一般航空航天规格:满足大多数航空航天产品制造商要求的一般规格。

•定制航空航天规格:用于满足与单个客户共同开发的规范的要求的定制产品。

 

ULTEM 1010 树脂

 

ULTEM 1010 树脂是 SABIC Innovative Plastics 的另一款产品,性能高、热膨胀系数低,适用于工业加工应用和需要独特强度和热稳定性组合的零件制造。可耐受高压蒸汽消毒,经过了食品接触 (NSF 51) 和生物兼容性(ISO 10993) 认证,适用于食品生产工具和定制医疗设备。

 

 

在所有 FDM 热塑性塑料中,它具有最高的耐热性、耐化学性和抗拉强度。它非常适合从航空航天应用到深层次的汽车应用再到复合材料加工等各种应用。

 

PPSF/PPSU 聚苯砜——不受热和化学攻击影响

 

PPSF 具有优异的耐热性(热变形温度为 372°F/189°C)和耐化学性,机械性能高,可耐油脂、汽油、化学品和酸。可进行消毒,如高压蒸汽消毒以及等离子、化学和辐射消毒。

 

 

 

FDM Nylon 12  

 

FDM Nylon 12具有韧性强且采用清洁的无尘工艺等优势。且支持需使用重复卡扣匹配测试、高抗疲劳性、强耐化学性和按压(摩擦)匹配嵌件的新应用,主要用于航空航天、汽车和消费品行业。

 

 

相比于任何其他增材制造技术,FDM Nylon 12 零件具有高出 100 至 300% 的断裂伸长率和优异的抗疲劳性。

 

FDM NYLON 12CF

 

FDM Nylon 12™ 是具有优异结构特性的碳填充热塑塑料。该材料由 Nylon 12 树脂和短碳纤维的共混物组成,其中短碳纤维重量占 35%。此组合可得到FDM® 材料组合中最强的热塑塑料之一。它具有任何FDM 热塑塑料中最高的抗弯强度,从而实现最高的刚度重量比。

 

FDM Nylon 6

 

 

 

这款材料强度高、韧性强,用于需要使用坚固定制零件的应用和持续时间更长的加工,可经受严格的功能测试。与 Fortus 900mc™ 配合使用,可生产具有光洁表面和高抗断裂性的耐用零件。适用于汽车、航空航天、消费品和工业制造行业。

 

ST-130——复合材料加工专用  

 

ST-130 可通过牺牲工具在一个无缝件中制作复杂的中空结构。还可以更好地控制中空复合零件的内部精度和表面光洁度,无需模具制作、存在吸塑加工的内部褶皱、额外的粘合和抛光等步骤。

 

 

ST-130 模型材料和 ST-130_S 支撑材料极易溶解,可生产具有复杂几何形状的轻量化、高强度、无缝的复合零件。

 

小结

所有的FDM 材料都具有许多共同的特性。每种材料在装载和构建零件、办公兼容性等方面都类似,并且足够安全,可在无需保护装置的情况下处理。此外,每种材料制造出的零件尺寸稳定,结实耐用,足以满足多种严苛的应用。非常适合办公室内建模和小批量制造。