5 Plastik FDM Grade Industri Teratas untuk Performa Maksimal

Fused deposition modeling (FDM) adalah teknologi cetak 3D yang sederhana dan serbaguna yang menggunakan bahan termoplastik cair untuk membuat bagian jadi. Selama proses ini, bahan termoplastik FDM dilelehkan di dalam nozil cetak yang dipanaskan dari mesin FDM dan kemudian diekslus pada toolpath yang ditetapkan, lapis demi lapis, sampai bagian terbentuk. FDM adalah salah satu proses manufaktur aditif yang paling banyak digunakan yang tersedia saat ini.

Salah satu kesalahpahaman umum adalah FDM hanya dapat digunakan untuk prototipe dan pemodelan 3D. Faktanya, FDM sering digunakan untuk membuat bagian berkinerja tinggi, grade industri di industri penerbangan, otomotif, robotika, dan elektronik. Contoh umum termasuk komponen interior pesawat, bagian pengganti untuk mobil, dan jig serta fixtur grade industri. Manufaktur bagian berkinerja tinggi ini tidak akan mungkin tanpa penggunaan plastik berkinerja tinggi. Berikut adalah semua yang perlu Anda ketahui tentang lima bahan yang paling berkinerja tinggi yang digunakan dalam proses FDM.

1. ULTEM® PEI

ULTEM®, nama merek untuk polyetherimide (PEI), telah menjadi makanan pokok di industri manufaktur selama lebih dari 30 tahun dan tetap menjadi salah satu resin termoplastik amorfik komersial yang sedikit tersedia yang dirancang khusus untuk menahan kondisi ekstrim. Stabil dan ringan, bahan plastik FDM ini dapat menahan suhu di atas 217°C untuk waktu yang lama dan tetap stabil dalam suhu yang berfluktuasi. Yang lebih baik lagi, ia secara alami tahan api dan menghasilkan asap minimal.

Spesifikasi mekanis ULTEM meliputi:

• Kekuatan Tarik pada Patah (73°F): 15,200 psi
• Kekuatan Lentur (73°F): 22,000 psi
• Peregangan pada Patah (73°F): 60%
• Titik Leleh: 426°F

Karena kekuatan dan daya tahannya, ULTEM® sering digunakan untuk aplikasi industri berkinerja tinggi seperti papan sirkuit dan peralatan pengolahan dan sterilisasi makanan. Juga, karena ia tahan terhadap retakan saat bersentuhan dengan lemak, minyak, alkohol, asam, dan larutan air lainnya, ULTEM® ideal untuk aplikasi otomotif dan bagian pesawat.

Anda dapat menemukan ULTEM® dalam komponen transmisi, penahan api, tutup kursi pesawat, dan banyak lagi. Untuk semua kekuatannya, tim produk harus tahu bahwa bahan FDM ini sangat mahal dan rentan terhadap retakan dalam keberadaan pelarut klorinasi polar.

2. Nylon 6

Nylon adalah keluarga termoplastik teknik berkinerja tinggi yang dikenal karena menawarkan kekuatan dan kekakuan yang luar biasa tanpa mengorbankan performa dampak. Bahan FDM ini dapat digabungkan dengan berbagai macam aditif untuk mencapai properti kimia dan mekanis tertentu, menjadikannya sangat serbaguna dan berlaku untuk banyak kasus penggunaan yang berbeda. Nylon 6, filamen lentul yang dapat diproses dan sangat elastis, sangat cocok untuk aplikasi FDM industri.

Nylon 6 memiliki kekuatan tinggi pada suhu tinggi, kekuatan dampak yang baik pada suhu rendah, dan resistensi lelah yang baik. Plus, serat permukaan yang halus seperti kaca menawarkan resistensi aus yang luar biasa. Aplikasi umum termasuk tali industri, cetakan listrik, komponen sistem bahan bakar, dan pengganti bantalan logam atau bus. Spesifikasi mekanis untuk Nylon 6 tanpa penguat meliputi:

• Kekuatan Tarik: 76 MPa
• Kekuatan Lentur: 110 MPa
• Kekerasan: 116, Rockwell R
• Suhu Leleh: 428°F (220°C)

3. Akrilonitril Butadien Stiren (ABS)

ABS adalah termoplastik teknik berkinerja tinggi yang kuat, kaku, dan tahan dampak. Insinyur dan tim produk suka bekerja dengan bahan ini karena ia tetap kuat dan stabil secara mekanis seiring waktu, tanpa mengorbankan kemampuan kerja. ABS sangat dapat di-sol dan mudah diproses menggunakan mesin standar, plus suhu lelehnya yang rendah menjadikannya sangat cocok untuk diproses pada mesin FDM. Perancang suka dengan kecerahan permukaan tinggi dan aspek permukaan luar biasa ABS.

Spesifikasi mekanis untuk ABS meliputi:

• Peregangan pada Patah: 10 – 50%
• Kekuatan Tarik pada Patah: 29.8 – 43 MPa
• Kekuatan Tarik pada Titik Leleh: 29.6 – 48 MPa
• Modulus Lentur: 1.6 – 2.4 GPa

Masih, bahan plastik FDM ini memiliki kelemahannya. Meski ABS tahan terhadap aus dan dampak, ia memiliki resistensi cuaca yang buruk dan mudah gores. Ia juga memiliki resistensi pelarut yang buruk terhadap keton dan ester. Beberapa lemak akan menyebabkan ABS retakan stres. Jika Anda dapat mengatasi titik nyeri ini, Anda akan memiliki bahan FDM yang kuat untuk aplikasi industri. Penggunaan umum termasuk fitting pipa, bagian mobil, dan perabot elektronik.

4. Polycarbonate (PC)

Polycarbonate adalah resin termoplastik amorfik grade teknik berkinerja tinggi. Kuat daripada polymethyl methacrylate (PMMA) dan lebih kaku daripada nylon, plastik FDM ini awet dan dikenal untuk mempertahankan warna dan kekuatannya seiring waktu dan dalam kondisi yang stres.

PC ringan, tahan aus, secara alami tahan api, dan stabil termal hingga 135°C. Ia juga tahan terhadap asam yang diencerkan, hidrokarbon alifatis, dan alkohol. Namun, layak dicatat bahwa PC sensitif terhadap pembersih alkali yang mengikis dan hidrokarbon aromatik dan halogen.

Dari segi desain, PC juga menawarkan banyak fleksibilitas bagi perancang. Bahan ini sangat transparan, dapat mentransmisikan 90% cahaya seperti kaca, dan polycarbonate jernih memiliki indeks bias 1.584. Lembar PC juga tersedia dalam berbagai warna yang akan cocok dengan setiap estetika. Untuk menjaga bahan transparan FDM tetap jernih seperti kristal, perancang harus memperhatikan penguningan setelah paparan berkepanjangan terhadap cahaya UV. Aplikasi umum untuk bahan FDM ini termasuk helm pengaman, kaca pelindung peluru, lens lampu depan mobil, alat medis, dan komponen listrik.

Spesifikasi mekanis untuk polycarbonate meliputi:

• Kekuatan tarik: 9,500 psi
• Modulus lentur: 345,000 psi
• Suhu defleksi lentur pada 264 psi: 270°F
• Koefisien ekspansi termal linier: 3.8 in/in/°Fx10-5

5. Polyphenylsulfone (PPSF)

Seperti polycarbonate, PPSF adalah bahan FDM yang tahan, transparan, dan secara alami tahan api. Dengan suhu defleksi lentur 274°C dan suhu penggunaan berkelanjutan 260°C, PPSF ideal untuk bagian plastik berkinerja tinggi yang akan digunakan di lingkungan suhu tinggi seperti saklar cirkuit dan interior pesawat.

PPSF juga memiliki properti isolasi listrik dan dielektrik yang baik, resistensi tinggi terhadap sinar gamma, dan tingkat serapan air yang sangat rendah. Bahan ini juga fisiologis iners, jadi cocok untuk kontak makanan.

Spesifikasi mekanis meliputi:

• Kekuatan Tarik pada Patah: 75.8 – 76 MPa
• Peregangan pada Patah: 30 – 90%
• Modulus Lentur: 2.38 – 2.41 GPa
• Kekuatan Dielektrik: 14.2 – 20 kV/mm

Layak dicatat bahwa PPSF, seperti ULTEM®, mungkin terlalu mahal bagi beberapa tim produk untuk digunakan. Juga, kejelasan rendahnya dapat membatasi parameter desain tertentu.

Memilih Plastik FDM yang Tepat untuk Proyek Berikutnya Anda

Fused deposition modeling adalah proses manufaktur aditif serbaguna yang cocok untuk prototipe, pemodelan, dan bagian berkinerja tinggi grade industri. ULTEM® (PEI), nylon, ABS, polycarbonate, dan PPSF adalah semua bahan cetak 3D FDM yang memiliki kekuatan dan resistensi panas untuk menahan berbagai aplikasi berkinerja tinggi di banyak sektor.

Masih, lima bahan cetak FDM ini hanyalah ujung dari gunung es. Ada banyak plastik berkinerja tinggi lainnya untuk dipilih dan mudah bagi tim produk untuk kewalahan oleh sekian banyak opsi. Bekerja sama dengan mitra manufaktur berpengalaman membuat pemilihan bahan FDM menjadi jauh lebih mudah.

Tim Fast Radius memiliki tahun pengalaman dengan teknologi cetak 3D, termasuk cetak 3D FDM. Tim perancang, insinyur, dan teknolog berpengalaman kami dapat membantu Anda memilih bahan plastik FDM yang sempurna untuk proyek berikutnya Anda — dan membantu mengoptimalkan siklus hidup pengembangan produk secara penuh. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Untuk lebih lanjut tentang kapan menggunakan FDM dan teknologi manufaktur aditif lainnya, kunjungi pusat sumber daya Fast Radius.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?