Procurar
Feche esta caixa de pesquisa.
Procurar
Feche esta caixa de pesquisa.
[gtraduzir]

Visão geral dos materiais de impressão 3D e suas aplicações — materiais poliméricos para impressão 3D

A tecnologia de impressão 3D é uma tecnologia de fabricação inteligente que se originou na década de 1980 e integra máquinas, computadores, controle numérico e materiais. O princípio básico desta tecnologia é que, de acordo com a seção bidimensional, as informações obtidas através do processamento em camadas de peças sólidas tridimensionais, pontos, linhas ou superfícies são usadas como unidades básicas para empilhar e fabricar camada por camada e, finalmente, as peças sólidas. ou protótipos são obtidos. A impressão 3D é diferente dos métodos tradicionais de fabricação de redução de materiais (como corte) e materiais iguais (como forjamento). Pode realizar a fabricação de peças estruturais complexas que são impossíveis ou difíceis de alcançar pelos métodos tradicionais e reduzir significativamente os procedimentos de processamento e encurtar o ciclo de processamento. Portanto, tem recebido ampla atenção de pesquisadores de todo o mundo.

A tecnologia de impressão 3D foi aplicada pela primeira vez à fabricação rápida de vários protótipos, por isso também foi chamada de Prototipagem Rápida (RP) nos primeiros dias. Devido à limitação dos tipos de materiais, as primeiras tecnologias de impressão 3D utilizavam principalmente materiais poliméricos orgânicos, e suas propriedades mecânicas e químicas eram em sua maioria difíceis de atender às necessidades de aplicações práticas. Com o desenvolvimento da tecnologia de materiais e tecnologia de equipamentos, é cada vez mais urgente aplicar esta tecnologia à fabricação de componentes terminais. Portanto, não apenas requisitos mais elevados são apresentados para equipamentos de impressão 3D, mas também os requisitos para várias propriedades dos materiais de impressão 3D estão aumentando.

O material de impressão 3D é uma importante base material da tecnologia de impressão 3D e seu desempenho determina em grande parte o desempenho abrangente das peças moldadas. Até agora, suas categorias de materiais têm sido muito ricas, incluindo principalmente materiais poliméricos, materiais metálicos, materiais cerâmicos, etc. Este artigo apresenta primeiro as características, requisitos de desempenho e aplicações relacionadas de materiais poliméricos.

O polímero termoplástico é um dos materiais de impressão 3D mais comuns. Polímeros termoplásticos comuns para impressão 3D incluem plástico acrilonitrila butadieno estireno (acrilonitrila butadieno), ácido polilático (PLA), poliamida (náilon) (PA), policarbonato (PC), poliestireno (PS), policaprolactona (PCL), polifenilsulfona (PPSF), poliuretano termoplástico (borracha elástica), polieteretercetona (PEEK), etc.

PLA e acrilonitrila butadieno são os consumíveis mais comumente usados para FDM, que são muito populares devido aos seus preços baixos. O acrilonitrila butadieno é um plástico de engenharia comum com boas propriedades mecânicas, mas as condições de impressão 3D são exigentes, o que é propenso a deformações e cheiros irritantes durante a impressão. O PLA é um plástico biodegradável e ecológico com bom desempenho de impressão. É um polímero termoplástico ideal para impressão 3D e tem sido amplamente utilizado na educação, tratamento médico, arquitetura, design de moldes e outras indústrias. Além disso, o PLA também possui boa biocompatibilidade, e o PLA modificado com hidroxiapatita pode ser usado para fabricar andaimes de engenharia de tecidos.

O PA é um polímero semicristalino, que pode ser formado por SLS para obter componentes de alta gravidade específica e alta resistência, sendo um dos principais consumíveis do SLS. O PA utilizado no SLS deve ter alta esfericidade e uniformidade granulométrica, sendo geralmente preparado por pulverização em baixa temperatura. O pó composto PA pode ser preparado adicionando materiais inorgânicos, como contas de vidro, argila, pó de alumínio, fibra de carbono, etc. A adição dessas cargas inorgânicas pode melhorar significativamente o desempenho em alguns aspectos, como resistência, resistência ao calor, condutividade, etc. ., para atender aos requisitos de aplicação em diferentes campos.

PCL é um termoplástico não tóxico e de baixo ponto de fusão. O fio PCL é usado principalmente como consumidor de canetas de impressão 3D para crianças. Devido à sua baixa temperatura de formação (80 ~ 100 ° C), possui alta segurança. Vale ressaltar que o PCL possui excelente biocompatibilidade e degradabilidade, podendo ser utilizado como material de arcabouço para engenharia de tecidos em biomedicina. As propriedades mecânicas e a biocompatibilidade também podem ser melhoradas pela dopagem de nano hidroxiapatita e outros materiais. Além disso, os materiais PCL também possuem um certo efeito de memória de forma, que tem certo potencial na impressão 4D.

A borracha elastomérica é um polímero termoplástico com boa elasticidade. Sua faixa de dureza é ampla e ajustável, além de possuir certa resistência ao desgaste e ao óleo. É adequado para a fabricação de materiais para calçados, bens de consumo pessoal, componentes industriais, etc. Combinada com a tecnologia de impressão 3D, pode ser fabricada a complexa estrutura porosa que é difícil de fabricar pela tecnologia de conformação tradicional, o que torna as peças únicas e ajustáveis propriedades mecânicas. O desempenho elástico e a resistência de serviço da palmilha de borracha elástica porosa impressa com tecnologia SLS atingiram o padrão do mercado.

PEEK é um polímero semicristalino com alto ponto de fusão (343°C), excelentes propriedades mecânicas e excelente biocompatibilidade. Atualmente é um material de impressão 3D quente. O módulo de Young do PEEK puro é 3,86 ± 0,72 GPa, podendo chegar a 21,1 ± 2,3 GPa após ser reforçado com fibra de carbono, que é o mais próximo do módulo de Young do osso humano. Ele pode efetivamente evitar o fenômeno de proteção contra estresse e frouxidão do osso humano após ser implantado no corpo humano. É um material de implante ortopédico ideal. Os implantes PEEK fabricados por tecnologia de impressão 3D (Figura 1) podem atender bem aos requisitos customizados de implantes personalizados para diferentes pacientes com diferentes condições. Atualmente, os implantes PEEK impressos em 3D na China alcançaram bons resultados na prática clínica.

Materiais de impressão 3D

Figura 1 Modelo CAD de prótese de esterno e objeto real

O próximo artigo apresentará materiais metálicos para impressão 3D.

Materiais de impressão 3D

Fibra de vidro contínua/filamento PLA
Fibra de vidro contínua/filamento PLA
Fibra de vidro contínua/filamento PEEK
Fibra de vidro contínua/filamento PEEK
Fibra de vidro contínua/filamento PA6
Fibra de vidro contínua/filamento PA6
Fibra de carbono contínua/filamento PEEK
Fibra de carbono contínua/filamento PEEK

Compartilhar:

Facebook
Twitter
Pinterest
LinkedIn
Na chave

Postagens relacionadas

Pergunte agora

Contate-nos hoje para um orçamento gratuito

Pergunte agora

Congratulamo-nos com a sua cooperação e iremos desenvolver com você.