Новые разработки в области материалов для 3D печати

Разработки новых материалов для 3D печати запчастей, изделий разного назначения позволяют снизить нагрузку на окружающую среду. Внедрение инновационных термопластов дает возможность создавать прочные изделия, устойчивые к разным типам нагрузок, оптимизирует производственный процесс.

PLA (полилактид)

Этот биоразлагаемый материал производится из растительных материалов, таких как кукуруза или сахарный тростник. Температура его плавления варьируется в диапазоне 180–220 °C. Это позволяет использовать его в стандартных 3D принтерах без специальных модификаций.

PLA обладает следующими преимуществами:

• прочный;
• жесткий;
• устойчивый к сжатию.

PLA легко прилипает к платформе, минимальная усадка уменьшает вероятность деформации. Не выделяет токсичных паров при печати, что делает его безопасным для использования в помещениях.

К недостаткам PLA относится возможность поглощать влагу из воздуха. Это может повлиять на качество печати и механические свойства изделий или деталей. PLA используется для создания прототипов и моделей.

PETG (полиэтилентерефталат гликоль)

Это термопласт, температура плавления которого варьируется от +220 до +250 °C. Он устойчив к нагрузкам на сжатие и изгиб, воздействию химических соединений. Перечисленные преимущества, более высокая прочность, чем у PLA, делает PETG в промышленном производстве.

Полиэтилентерефталат гликоль хорошо прилипает как к платформе, к слоям, что снижает риск деламинации. PETG можно использовать для создания прозрачных изделий. Но для использования всех преимуществ термопласта важно правильно настроить 3D принтер. Это позволит предотвратить засорения сопла, обеспечит высокое качество поверхности изделий.

К минусам PETG относится сложность его вторичной переработки. Это обусловлено устойчивостью к воздействию химических соединений. Кроме того, детали, изделия из PETG сложнее шлифовать. Этот термопласт используется для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования к прочности и термостойкости.

Гидрогели

Это трехмерные сетчатые структуры, которые состоят из водорастворимых полимеров. Они способны удерживать значительное количество воды. Поэтому они используются для создания мягких и эластичных структур. Гидрогели отличаются высокой биосовместимостью, поэтому используются в медицине. Они также применяются для контроля высвобождения лекарственных препаратов или питательных веществ, что делает их востребованными в фармацевтике.

Но свойства гидрогелей могут изменяться в зависимости от pH, температуры и концентрации солей в растворе. Это ограничивает их применение.

PHA (полигидроксиалканоаты)

Это биоразлагаемые материалы, которые обладают уникальными свойствами. Из них изготавливаются импланты. PHA разлагаются под воздействием факторов окружающей среды на безопасные компоненты. Это универсальный материал, который используется в различных отраслях, включая:

• производство потребительских товаров;
• медицину;
• производство упаковки.

Недостатком PHA считается высокая стоимость производства. Это пока ограничивает использование биоразлагаемого материала. Но развитие технологий в перспективе позволит снизить его себестоимость.

Нанокомпозиты

Это материалы, которые содержат наноразмерные добавки, которые существенно улучшают их физические, механические свойства. В качестве матрицы часто используются полимеры, а также металлы или керамика.

К нанокомпозитам относятся следующие материалы:

• углеродные нанотрубки;
• наночастицы оксидов;
• графен.

Добавление в матрицу перечисленных материалов позволяет значительно повысить ее барьерные свойства.

По сравнению с традиционными материалами, которые используются для 3D печати, инновационные не издают неприятный запах. Кроме того, они просты в использовании, безопасны для здоровья человека и окружающей среды.