3DPrintStory    Новости    Как изготавливают филамент (материал) для 3D печати?

Как изготавливают филамент (материал) для 3D печати?

Филамент - это необходимая часть процесса 3D печати, если провести аналогию -  это "источник пищи" для 3D печати FDM. По мере развития отрасли растет и разнообразие доступных материалов. В настоящее время существует множество брендов, различных размеров и широкий выбор новых видов материалов для 3D печати. А задавались ли вы когда-то вопросом - откуда берутся эти самые бобины с филаментом?

Процесс изготовления филамента можно разбить на пять этапов, начиная с заготовки сырья и заканчивая катушкой у вашего порога. В этой статье мы детально рассмотрим процесс изготовления материала для 3D-печати. Учитывая разнообразие типов материалов и различия в способах их изготовления, мы сосредоточимся только основных этапах, общих для всех филаментов.

Шаг 1. Пластик

Первым шагом в процессе производства филамента является производство пластика. Во время очистки сырая нефть нагревается в промышленной печи, которая разделяет ее множество различных компонентов. Один из компонентов, лигроин (нафта), больше всего задействуется в производстве пластика для 3D печати.

Нафта, катализаторы и другие химические компоненты химически связаны в реакторе полимеризации. Затем продукты полимеризованной нафты компаундируются и обрабатываются. Этот процесс включает в себя плавление продуктов и смешивание их с другими материалами для образования пластика. Полученный пластик затем гранулируется на мелкие кусочки, известные как гранулы или смола.

Поставщики пластика обычно производят прозрачные или белые гранулы и смолы. Это позволяет их потребителям, например производителям материала, получить больше возможностей контроля процесса окрашивания.

По сравнению с катушками с нитью, гранулы очень недорогие: вы можете купить 1 кг гранул за мизерную часть стоимости 1 кг готового филамента. Это, конечно, связано с тем, что компании, производящие филамент, превращают сырье в готовую продукцию.

Если вы готовы принять вызов, вы можете прилично сэкономить, купив гранулы непосредственно у поставщика пластика и изготовив материал для 3D печати самостоятельно. Существуют даже коммерческие продукты, облегчающие процесс изготовления филамента.

Шаг 2. Подгтовка

На втором этапе процесса гранулы готовятся к следующему этапу - формованию, на котором они затвердевают и приобретают нитевидную форму. Гранулы помещают в промышленный блендер и смешивают с добавками, чтобы создать однородную смесь и придать материалу особые свойства.

Добавки могут включать красители, определяющие цвет, или другие элементы, которые влияют на такие свойства, как ударопрочность, прочность, структурная целостность и даже магнитные свойства. Экзотические материалы, такие как дерево, производятся путем смешивания специальных добавок, таких как опилки или частицы древесины, с пластиковыми гранулами.

Сушка

После того, как гранулы правильно перемешаны, они переходят к фазе сушки. Как и филамент, гранулы гигроскопичны. Это означает, что они поглощают влагу из воздуха. Это может деформировать или разрушить пластик, поэтому удаление влаги из гранул необходимо для обеспечения производства качественного филамента. Сушка обычно происходит при температуре от 60° C до 80° C в течение нескольких часов, но процесс зависит от производителя.

Шаг 3. Придание формы

Третий этап процесса производства филамента для 3D принтера - это придание гранулам формы струны. Этот шаг включает в себя процесс нагрева и охлаждения. Это один из самых важных и ответственных шагов.

Нагрев

На первом этапе формовки гранулы подают в экструдер для материала, который включает камеру для нагрева. В этой камере отдельные гранулы плавятся в липкое вещество, так что им можно легко придать форму.

В этом состоянии гранулы соединяются вместе и образуют сплошной скрученный материал. Связанный материал в виде струны, более известный как нить, покидает камеру нагрева через круглое сопло и переходит в секцию для охлаждения.

Охлаждение

После того, как нить покидает секцию для нагрева, она проходит через несколько водяных камер. Первая камера наполнена теплой водой, что является важным фактором для получения закругленной нити. Правильная настройка температуры в зависимости от материала помогает предотвратить образование нити овальной формы, что может вызвать проблемы для 3D-печати.

Вторая камера заполнена прохладной водой, которая охлаждает нить и придает ей новую форму. Скорость, с которой натягивается нить, определяет диаметр нити. Более низкая скорость формирует больший диаметр, а более высокая скорость приводит к обратному.

Шаг 4. Намотка

На этом этапе изготовления материала для 3D печати двигатели протягивают нить из охлаждающей камеры к намоточному механизму. Процесс намотки начинается с измерения диаметра нити с помощью лазерного устройства, чтобы убедиться, что он находится в пределах допуска конечного необходимого диаметра, вероятнее всего 1,75 мм или 2,85 мм.

Затем нить прикрепляется к катушке и наматывается на нее. Как только датчики обнаруживают, что катушка заполнена, нить обрезается и закрепляется. Процесс начинается снова, заполняя следующую катушку до тех пор, пока партия нити не закончится.

Шаг 5. Упаковка

Последний этап - это процесс подготовки катушек с филаментом к продаже. Вакуумная упаковка, коробка, штрих кода, баркоды, все это доделывается на этом этапе. После того как филамент будет правильно упакован, он готова к отправке покупателям. Катушки, которые не отправляются немедленно, хранятся до тех пор, пока кто-то вроде вас не закажет их :).

Весь этот процесс происходит снова и снова каждый день, чтобы обеспечить топливом ваш 3D-принтер. Как видите, для того, чтобы получаемый вами материал для 3D печати была качественным, нужно немало усилий и целый налаженный тех процесс. Так что, возможно, когда вы в следующий раз разорвете пачку только что доставленного материала для 3D принтера, вы лучше почувствуете всю ту работу, которая происходит на этапе его производства.