Recherche
Fermez ce champ de recherche.
Recherche
Fermez ce champ de recherche.
[gtraduire]

Présentation des matériaux d'impression 3D et de leurs applications — Matériaux polymères pour l'impression 3D

La technologie d’impression 3D est une technologie de fabrication intelligente née dans les années 1980 et intégrant des machines, des ordinateurs, une commande numérique et des matériaux. Le principe de base de cette technologie est que, selon les informations de section bidimensionnelle obtenues par le traitement en couches de pièces solides tridimensionnelles, des points, des lignes ou des surfaces sont utilisées comme unités de base pour empiler et fabriquer couche par couche, et enfin les pièces solides. ou des prototypes sont obtenus. L'impression 3D est différente des méthodes de fabrication traditionnelles consistant à réduire les matériaux (comme la découpe) et les matériaux égaux (comme le forgeage). Il peut réaliser la fabrication de pièces structurelles complexes qui sont impossibles ou difficiles à réaliser par les méthodes traditionnelles, réduire considérablement les procédures de traitement et raccourcir le cycle de traitement. C’est pourquoi il a reçu une grande attention de la part des chercheurs du monde entier.

La technologie d’impression 3D a d’abord été appliquée à la fabrication rapide de divers prototypes, c’est pourquoi elle était également appelée prototypage rapide (RP) au début. En raison des types de matériaux limités, les premières technologies d’impression 3D utilisaient principalement des matériaux polymères organiques, et leurs propriétés mécaniques et chimiques étaient pour la plupart difficiles à répondre aux besoins des applications pratiques. Avec le développement de la technologie des matériaux et de la technologie des équipements, il est de plus en plus urgent d'appliquer cette technologie à la fabrication de composants de terminaux. Par conséquent, non seulement des exigences plus élevées sont mises en avant pour les équipements d’impression 3D, mais les exigences concernant diverses propriétés des matériaux d’impression 3D augmentent également.

Le matériau d’impression 3D constitue un fondement matériel important de la technologie d’impression 3D et ses performances déterminent en grande partie les performances globales des pièces formées. Jusqu'à présent, ses catégories de matériaux ont été très riches, comprenant principalement des matériaux polymères, des matériaux métalliques, des matériaux céramiques, etc. Cet article présente d'abord les caractéristiques, les exigences de performance et les applications associées des matériaux polymères.

Le polymère thermoplastique est l’un des matériaux d’impression 3D les plus courants. Les polymères thermoplastiques courants pour l'impression 3D comprennent le plastique acrylonitrile butadiène styrène (acrylonitrile butadiène), l'acide polylactique (PLA), le polyamide (nylon) (PA), le polycarbonate (PC), le polystyrène (PS), la polycaprolactone (PCL), le polyphénylsulfone (PPSF), polyuréthane thermoplastique (caoutchouc élastique), polyétheréthercétone (PEEK), etc.

Le PLA et l'acrylonitrile butadiène sont les consommables les plus couramment utilisés pour le FDM, qui sont très appréciés en raison de leurs prix bas. L'acrylonitrile butadiène est un plastique technique courant doté de bonnes propriétés mécaniques, mais les conditions d'impression 3D sont exigeantes, ce qui est sujet à une déformation et à une odeur irritante lors de l'impression. Le PLA est un plastique biodégradable et respectueux de l’environnement offrant de bonnes performances d’impression. C'est un polymère thermoplastique idéal pour l'impression 3D et a été largement utilisé dans l'éducation, le traitement médical, l'architecture, la conception de moules et d'autres industries. De plus, le PLA présente également une bonne biocompatibilité et le PLA modifié avec de l'hydroxyapatite peut être utilisé pour fabriquer des échafaudages d'ingénierie tissulaire.

Le PA est un polymère semi-cristallin, qui peut être formé par SLS pour obtenir des composants à densité élevée et à haute résistance, et est l'un des principaux consommables du SLS. Le PA utilisé en SLS doit avoir une sphéricité élevée et une uniformité de taille de particule et est généralement préparé par pulvérisation à basse température. La poudre composite PA peut être préparée en ajoutant des matériaux inorganiques tels que des billes de verre, de l'argile, de la poudre d'aluminium, de la fibre de carbone, etc. L'ajout de ces charges inorganiques peut améliorer considérablement les performances dans certains aspects, tels que la résistance, la résistance à la chaleur, la conductivité, etc. ., pour répondre aux exigences d’application dans différents domaines.

Le PCL est un thermoplastique non toxique à faible point de fusion. Le fil PCL est principalement utilisé comme consommateur de stylos d’impression 3D pour enfants. En raison de sa faible température de formage (80~100°C), il présente une sécurité élevée. Il convient de mentionner que le PCL possède une excellente biocompatibilité et dégradabilité, qui peuvent être utilisées comme matériau d’échafaudage pour l’ingénierie tissulaire en biomédecine. Les propriétés mécaniques et la biocompatibilité peuvent également être améliorées en dopant la nano hydroxyapatite et d'autres matériaux. De plus, les matériaux PCL ont également un certain effet de mémoire de forme, ce qui présente un certain potentiel dans l'impression 4D.

Le caoutchouc élastomère est un polymère thermoplastique doté d'une bonne élasticité. Sa plage de dureté est large et réglable, et il présente une certaine résistance à l'usure et à l'huile. Il convient à la fabrication de matériaux de chaussures, de biens de consommation personnels, de composants industriels, etc. Combinée à la technologie d'impression 3D, la structure poreuse complexe difficile à fabriquer par la technologie de formage traditionnelle peut être fabriquée, ce qui rend les pièces uniques et réglables. propriétés mécaniques. Les performances élastiques et la résistance au service de la semelle intérieure en caoutchouc élastique poreux imprimée avec la technologie SLS ont atteint la norme du marché.

Le PEEK est un polymère semi-cristallin présentant un point de fusion élevé (343°C), d'excellentes propriétés mécaniques et une excellente biocompatibilité. Il s’agit actuellement d’un matériau d’impression 3D très prisé. Le module d'Young du PEEK pur est de 3,86 ± 0,72 GPa, et il peut atteindre 21,1 ± 2,3 GPa après avoir été renforcé par de la fibre de carbone, qui est la plus proche du module d'Young de l'os humain. Il peut efficacement éviter le phénomène de protection contre les contraintes et le relâchement de l'os humain après son implantation dans le corps humain. C'est un matériau d'implant orthopédique idéal. Les implants PEEK fabriqués par la technologie d'impression 3D (Figure 1) peuvent bien répondre aux exigences personnalisées des implants personnalisés pour différents patients souffrant de différentes conditions. À l’heure actuelle, l’impression 3D d’implants PEEK en Chine a obtenu de bons résultats dans la pratique clinique.

Matériaux d'impression 3D

Figure 1 Modèle CAO de prothèse de sternum et objet réel

Le prochain article présentera les matériaux métalliques pour l’impression 3D.

Matériaux d'impression 3D

Filament continu en fibre de verre/PLA
Filament continu en fibre de verre/PLA
Filament continu en fibre de verre/PEEK
Filament continu en fibre de verre/PEEK
Filament continu en fibre de verre/PA6
Filament continu en fibre de verre/PA6
Filament continu en fibre de carbone/PEEK
Filament continu en fibre de carbone/PEEK

Partager:

Facebook
Twitter
Pinterest
LinkedIn
Sur la clé

Articles Similaires

Extrudeuse 101

Extrudeuse 101

Ce blog présente l'extrudeuse, y compris l'introduction de l'extrudeuse, les types et le principe de fonctionnement de l'extrudeuse à double vis, etc.

En savoir plus "
36ème ChinaPlas

Rendez-vous au 36e ChinaPlas

Date : du 23 au 26 avril 2024, heures d'ouverture : de 9h30 à 17h00, lieu : Centre national de congrès et d'expositions de Shanghai (n°333, avenue Songze, district de Qingpu, Shanghai), stand : Hall6.1|A61

En savoir plus "

Renseignez-vous maintenant

Contactez-nous aujourd'hui pour un devis gratuit

Renseignez-vous maintenant

Nous apprécions votre coopération et nous développerons avec vous.