Bahan cetak 3D FDM dibandingkan

Pengantar

Memilih jenis bahan yang tepat untuk mencetak objek tertentu menjadi semakin sulit, karena pasar Pencetakan 3D melihat kemunculan materi baru yang radikal secara teratur. Dalam Pencetakan 3D FDM
, PLA dan ABS secara historis menjadi dua polimer utama yang digunakan, tetapi dominasi awal mereka sebagian besar kebetulan, jadi seharusnya tidak ada penghalang utama bagi polimer lain untuk memainkan peran kunci di masa depan FDM .

Kami sekarang melihat produk baru menjadi lebih populer, baik polimer murni maupun komposit. Dalam studi ini, kami fokus pada polimer murni utama yang ada di pasaran saat ini:PLA, ABS, PET, Nylon, TPU (Fleksibel) dan PC. Kami merangkum perbedaan utama antara propertinya dalam profil snapshot sehingga pengguna dapat membuat keputusan cepat tentang polimer terbaik yang akan digunakan untuk aplikasi mereka.

Metodologi

Bahan biasanya dinilai bersama 3 kategori:kinerja mekanik, kualitas visual, dan proses. Dalam hal ini, kami selanjutnya memecah kategori ini untuk memberikan gambaran yang lebih jelas tentang sifat polimer. Pilihan bahan sangat tergantung pada apa yang ingin dicetak pengguna, jadi kami mencantumkan kriteria keputusan utama yang diperlukan untuk memilih bahan (selain biaya dan kecepatan):

• Kemudahan mencetak: Betapa mudahnya mencetak bahan:daya rekat lapisan, kecepatan pencetakan maksimal, frekuensi pencetakan yang gagal, akurasi aliran, kemudahan untuk memasukkan ke dalam printer, dll.
  
• Tekanan maksimum: Tegangan maksimum yang dapat dialami objek sebelum patah saat menariknya perlahan.
  
• Perpanjangan putus: Panjang maksimum objek yang telah diregangkan sebelum putus.
  
• Resistensi dampak: Energi yang dibutuhkan untuk menghancurkan objek dengan benturan yang tiba-tiba.
  
• Adhesi lapisan (isotropi): Seberapa baik daya rekat antar lapisan material. Ini terkait dengan “isotropi” (=keseragaman di segala arah):semakin baik daya rekat lapisan, semakin isotropik objeknya.
  
• Tahan panas: Suhu maksimum yang dapat dipertahankan objek sebelum melunak dan berubah bentuk.
  
  

Kami juga memberikan informasi tambahan yang tidak terekam dalam diagram, karena salah satu dari dua alasan:

• Pada dasarnya mereka bukanlah "baik" atau "buruk"; mereka hanyalah properti yang cocok untuk beberapa aplikasi dan bukan untuk yang lain, seperti kekakuan.
  
• Kami tidak memiliki penilaian kuantitatif yang baik tentangnya, tetapi kami tahu ini adalah faktor penting, seperti ketahanan kelembaban atau toksisitas.
  

Hasil

Setiap materi telah diberi peringkat menurut kriteria berikut pada skala 1 (rendah) hingga 5 (tinggi). Ini adalah nilai relatif untuk proses FDM - mereka akan terlihat sangat berbeda jika teknologi manufaktur lainnya diperhitungkan. Menggunakan data dari Optimatter, polimer telah diberi peringkat berdasarkan berbagai kriteria yang dipertimbangkan:

Dapatkan bagian Anda dicetak dalam bahan-bahan ini:

PLAABSPETNilonTPU

PLA

PLA adalah polimer termudah untuk dicetak dan memberikan kualitas visual yang baik. Ini sangat kaku dan sebenarnya cukup kuat, tetapi sangat rapuh.

Pro	Kontra
Bersumber hayati, dapat terurai secara hayati	Resistensi kelembaban rendah
Tidak berbau	Tidak mudah direkatkan
Dapat diproses dengan kertas amplas dan dicat dengan akrilik
Ketahanan UV yang baik

ABS

ABS biasanya dipilih daripada PLA saat diperlukan ketahanan suhu yang lebih tinggi dan ketangguhan yang lebih tinggi.

Pro	Kontra
Dapat diproses lebih lanjut dengan uap aseton untuk hasil akhir yang mengkilap	Sensitif terhadap UV
Dapat diproses dengan kertas amplas dan dicat dengan akrilik	Bau saat mencetak
Aseton juga bisa digunakan sebagai lem yang kuat	Emisi asap yang berpotensi tinggi
Ketahanan abrasi yang baik

PET

PET adalah polimer yang sedikit lebih lembut yang dibulatkan dengan baik dan memiliki sifat tambahan yang menarik dengan beberapa kelemahan utama.

Pro	Kontra
Dapat bersentuhan dengan makanan	Lebih berat dari PLA dan ABS
Resistensi kelembaban tinggi
Ketahanan bahan kimia yang tinggi
Dapat didaur ulang
Ketahanan abrasi yang baik
Bisa post-processing dengan kertas amplas dan dicat dengan akrilik

Nilon

Nylon memiliki sifat mekanik yang hebat, dan khususnya, ketahanan benturan terbaik untuk filamen non-fleksibel. Namun, adhesi lapisan bisa menjadi masalah.

Pro	Kontra
Ketahanan kimia yang baik	Menyerap kelembapan
Kekuatan tinggi	Emisi asap yang berpotensi tinggi

TPU

TPU sebagian besar digunakan untuk aplikasi yang fleksibel, tetapi ketahanan benturannya yang sangat tinggi dapat dibuka untuk aplikasi lain.

Pro	Kontra
Ketahanan abrasi yang baik	Proses pengeposan sulit
Ketahanan yang baik terhadap minyak dan gemuk	Tidak mudah direkatkan

PC

PC adalah material terkuat dari semuanya, dan dapat menjadi alternatif menarik untuk ABS karena sifatnya yang sangat mirip.

Pro	Kontra
Dapat disterilkan	Sensitif terhadap UV
Mudah untuk pasca-proses (pengamplasan)

Kesimpulan

Memilih polimer yang tepat sangat penting untuk mendapatkan properti yang tepat untuk bagian cetakan 3D, terutama jika bagian tersebut memiliki kegunaan fungsional. Artikel ini akan membantu pengguna menemukan bahan yang tepat tergantung pada properti yang mereka butuhkan. Namun, pemasok bahan juga sering memberikan campuran atau aditif untuk memodifikasi sifat polimer murni (misalnya menambahkan serat karbon untuk membuat bahan lebih kaku). Kami tidak membahas formulasi yang lebih kompleks ini dalam artikel ini, tetapi Anda dapat menemukan data tentang beberapa produk ini di alat pengoptimalan kami di OptiMatter.

Penafian

• Nilai yang diberikan dalam artikel ini adalah untuk polimer rata-rata yang mewakili kimia umum, tetapi kinerjanya akan bervariasi tergantung pada produk atau pemasok sebenarnya yang dibeli pengguna.
  
• Semua data yang mendasari nilai kami dalam penelitian ini diukur dengan Materi 3D, dengan pengecualian Tahan Panas, yang kami gunakan suhu kaca yang diberikan oleh beberapa pemasok filamen.
  
• Untuk bagian yang disebut “Pertimbangan tambahan”, kami menggunakan kombinasi penilaian pihak ketiga dan pengamatan kami sendiri.
  
• Jenis Nylon yang kita bahas dalam artikel ini adalah Nylon 6, bukan Nylon 11 atau 12.
  
• Kualitas visual diuji tanpa pasca-pemrosesan yang signifikan. Ada beberapa cara untuk menghaluskan cetakan dan meningkatkan kualitas visual dari polimer tertentu secara signifikan (misalnya menggunakan uap aseton pada ABS).
  
• Toksisitas polimer pencetakan 3D masih belum dipahami dengan baik dan merupakan faktor yang mungkin memainkan peran lebih besar di masa depan. Kami mendasarkan komentar kami mengenai toksisitas pada satu studi oleh Azimi et al. [1]
  
  

[1] Azimi et al, Emisi Partikel Ultrafine dan Senyawa Organik Volatil dari Printer Tiga Dimensi Desktop yang Tersedia Secara Komersial dengan Beberapa Filamen, Ilmu &Teknologi Lingkungan, 2016

Terima kasih sebesar-besarnya kepada 3D Matter karena telah berbagi penelitian materi ini dengan komunitas kami.