K-Zeitung o PPprint Takto môže byť polypropylén úspešne vytlačený 3D tlačou PPprint
Kombinácia špeciálneho PP vlákna a tlačovej podložky vyvinutej spoločnosťou PPprint umožňuje 3D tlač PP na báze extrúzie.
Polypropylén (PP) je jedným z najbežnejšie používaných plastov so širokou škálou vlastností a všestrannými oblasťami použitia. PP je bezpečný pre potraviny, vhodný do umývačky riadu, recyklovateľný, je jedným z najľahších materiálov a má vynikajúce mechanické a chemické vlastnosti. Polypropylén sa používa v mnohých priemyselných odvetviach, napríklad v automobilovom, elektrotechnickom priemysle, domácich spotrebičoch, obaloch, potravinárskom a textilnom priemysle, ale tiež v oblasti architektúry a staviteľstva, umenia a módy, športu a voľného času a v zdravotníctve.
Napriek enormnému priemyselnému významu PP a jeho širokému spektru použitia sú pri 3D tlači na báze extrúzie zďaleka najbežnejšie polylaktid (PLA) a akrylonitril-butadién-styrénový kopolymér (ABS).
Vyvarujte sa nevýhodám PLA a ABS
PLA je biologická, priemyselne biologicky odbúrateľná a vykazuje iba mierne zmenšenie objemu, aby sa potlačené zložky nekrútili. Krehkosť tlačených častí vyrobených z PLA, ktorá sa časom zvyšuje kvôli post-kryštalizácii, je hlavnou nevýhodou pre PPprint.
V porovnaní s PLA má ABS lepšie tepelné vlastnosti, dobrú odolnosť proti poveternostným vplyvom a vyššiu odolnosť proti poškriabaniu. Hlavnou nevýhodou je odplynenie pri tlači ABS. Oba materiály majú tendenciu absorbovať vodu, a preto musia byť skladované na suchom mieste a ideálne opäť vysušené pred tlačou.
Výhody polypropylénu sa teraz dajú využiť pri 3D tlači
Tieto veľmi ľahké a tenkostenné vzduchové potrubné systémy vyrobené z polypropylénu boli 3D tlačené z P-vlákna. Foto: PPprint
Polypropylén nemá tieto nevýhody a ideálne kombinuje výhody oboch materiálov. Napriek tomu sa PP zriedka používa v 3D tlači na báze extrúzie. Dôvodmi sú doteraz zvyčajne zlé spojenia medzi jednotlivými potlačenými vrstvami, nedostatočná priľnavosť komponentov k tlačovému lôžku počas tlače a nedeštruktívne odstránenie potlačených komponentov.
Výskumný tím na univerzite v Bayreuthe si dal za cieľ vyriešiť tieto nevýhody. Za niekoľko rokov vedeckých a aplikačno-technických výskumov sa vám podarilo spomenuté nevýhody eliminovať. Pomocou kombinatorického prístupu boli skúmané komerčné PP výrobky a PP materiály vyvinuté vo vlastnej dielni z hľadiska ich ideálnych parametrov tlače, mechanickej pevnosti a deformácie v súčasti. Osobitná pozornosť sa venovala adhézii medzi jednotlivými vrstvami. Z týchto vedeckých poznatkov boli odvodené materiálovo-špecifické vzťahy a boli identifikované najlepšie PP materiály pre 3D tlač na báze extrúzie.
Bola vyvinutá špeciálna tlačová podložka
Ďalším zameraním výskumu bol vývoj tlačovej podložky šitej na mieru vláknu. Pomocou upraveného skúšobného postupu bolo možné systematicky skúmať adhéziu PP materiálov za rôznych podmienok. Týmto spôsobom by sa mohla rozhodujúcim spôsobom optimalizovať priľnavosť komponentov vytlačených 3D počas tlače a nedeštruktívne oddelenie po tlači. Na základe tohto technického pokroku bol podaný žiadosť o zodpovedajúci patent a v roku 2018 bola založená spoločnosť PPprint GmbH.
Cieľom spoločnosti PPprint GmbH je založenie a ďalší vývoj polypropylénu pre 3D tlač na báze extrúzie. Vo februári 2019 spoločnosť uviedla na trh svoje prvé polypropylénové vlákno (P-Filament 721) a inovatívnu podložku pre tlač do postele (P-Surface 141). Konateľ Dr. Christian Neuber, ktorý je zodpovedný za technický vývoj a výrobu, poznamenáva: „Prelom sme dosiahli riešením troch výziev. Najskôr sa nám podarilo optimalizovať naše P-vlákno s ohľadom na znížené deformácie, vysokú priľnavosť vrstiev a veľmi dobré mechanické vlastnosti. Po druhé, mali sme to šťastie, že sme mali know-how na vývoj ideálnej podpory tlačového lôžka, na ktorej sa PP komponenty optimálne prilepia počas tlače. Po tretie, komponenty je možné po dokončení ľahko a nedeštruktívne odstrániť. Nie je potrebná žiadna ďalšia následná liečba. ““
3D tlač pomocou PP je rovnako ľahká ako pomocou PLA alebo ABS
Štartovacia sada od spoločnosti PPprint uľahčuje začatie 3D tlače s polypropylénom. Foto: PPprint
Pre úspešný vstup do 3D tlače pomocou PP spoločnosť PPprint GmbH zostavila štartovaciu sadu pozostávajúcu z cievky P-Filament 721 (priemer vlákna 1,75 mm alebo 2,85 mm) a na tento účel vyvinutá podpora tlačového lôžka P-Surface 141.
Vo vykurovanom inštalačnom priestore alebo na vyhrievanej tlačovej ploche vykazuje vlákno P podľa skúseností spoločnosti PPprint iba malé zvlnenie a zmršťovanie a kombinuje to s mimoriadne dobrou priľnavosťou medzi jednotlivými vrstvami. P-vlákno optimálne priľne k podpore tlačového lôžka počas 3D tlače a umožňuje tak produkciu širokej škály geometrií bez toho, aby sa komponent počas tlače oddelil alebo posunul.
PPprint je presvedčený, že s P-vláknom môže každý operátor tlačiarne vyrábať veľmi stabilné, robustné a zároveň ľahké a bezpečné pre potraviny 3D tlačené PP objekty a komponenty. Okrem toho vlákno P nie je nasiakavé vodou, a preto sa nemusí pred 3D tlačou zvlášť sušiť.
Po dokončení je možné diely ľahko a nedeštruktívne odstrániť pri zvýšenej teplote tlačového lôžka a ihneď ich použiť bez čistenia alebo následného spracovania. Vysoká kvalita povrchu navyše znamená, že nie sú potrebné žiadne ďalšie povrchové úpravy.
Predmety je možné vyrobiť v akejkoľvek farbe
3D tlačené, veľmi stabilné, ľahké a tenkostenné fľaše so skrutkovacím uzáverom vyrobené z rôznofarebných P-vlákien. Foto: PPprint
PP je možné veľmi efektívne zafarbiť malým množstvom farbiva a nedochádza k jeho abrázii. To umožňuje výrobu homogénne zafarbených PP vlákien, s ktorými je možné tlačiť akékoľvek farebné predmety.
„Robíme veľký krok k založeniu PP v oblasti aditívnej výroby,“ hovorí Dominik Walthierer, výkonný riaditeľ pre marketing a riadenie predaja v spoločnosti PPprint GmbH.
PP je osvedčený a recyklovateľný materiál, ktorý je možné na konci životného cyklu produktu úplne znovu použiť. Okrem spomenutých výhod je PP tiež obzvlášť odolný proti rozbitiu a polopružný, takže je ideálny napríklad na 3D tlač upevňovacích svoriek a tesniacich uzáverov. Okrem toho sa PP vyznačuje dobrou teplotnou stabilitou, nízkym trecím odporom a dobrými priesvitnými vlastnosťami. Vďaka svojej nízkej hustote je PP ideálny aj pre ľahké konštrukcie.
Ako zdôrazňuje PPprint, P-Filament 721 v kombinácii s podložkou pre tlač P-Surface 141 je nielen ideálny pre súkromných používateľov a vzdelávacie inštitúcie na výrobu jednotlivých výrobkov, ale aj na priemyselné aplikácie v oblasti prototypov alebo na výrobu sériových výrobkov s priemyselným 3D- Vynikajúci pre tlačiarne.
Originál správy nájdete na domovskej stránke K-Zeitung.