Druk 3D - podstawy, zastosowanie, rodzaje filamentów

W jakich branżach druk 3D znajduje zastosowanie?

Pod względem branż, w których druk 3D jest najczęściej wykorzystywany, na pierwszym miejscu znajduje się przemysł elektroniczny i produktów konsumenckich z udziałem na poziomie około 30%, kolejno z udziałem na poziomie ok 20% plasuje się opieka zdrowotna oraz sektor motoryzacyjny, a na trzecim miejscu z około 15% udziałem jest przemysł konstrukcyjny.

Grupa Azoty S.A. jako największa polska firma chemiczna, dostrzegła konieczność inwestowania w nowe, rozwojowe i przyszłościowe technologie dywersyfikując swoje portfolio produktowe oraz naturalnie przedłużając łańcuch produktowy poprzez nowe instalacje i uruchomienia. Jednym z takich działań Grupy Azoty S.A., związanych z nowymi technologiami jest projekt z branży druku 3D dotyczący uruchomienia produkcji filamentów do technologii FFF (FDM) wytwarzanych w Centrum Materiałów do Druku 3D i oferowanych pod marką Tarfuse®.

Filamenty Tarfuse® PA przeznaczone do prototypowania funkcjonalnego i wymagających zastosowań, do drukowania wyrobów znajdujących zastosowanie w motoryzacji, elektrotechnice, AGD i innych. Odpowiednie typy posiadają dopuszczenie do kontaktu z żywnością.

Technologie druku 3D - FDM

FFF (FDM) to jedna z głównych technologii druku 3D, oparta na budowaniu detali poprzez nanoszenie „warstwa po warstwie” roztopionego filamentu z tworzywa sztucznego, spajając go w ten sposób z poprzednimi warstwami detalu, aż do uzyskania pełnej wysokości modelu. Struktury podporowe budowane z oddzielnego układu plastyfikującego (ekstrudera) mogą być odłamywane albo rozpuszczalne w zależności od zastosowanego tworzywa i technologii. Proces tworzenia odbywa się w odpowiedniej temperaturze, celem zminimalizowania skurczu liniowego materiału i wynikających z tego tytułu odkształceń. Zaletą tej metody jest stosunkowo tanie budowanie prototypów z inżynieryjnych tworzyw sztucznych (ABS, PC, PC-ABS, ASA, PEI, PA) i możliwość uzyskania charakterystyki mechanicznej detali zbliżonej do modeli formowanych wtryskowo. 

Rodzaje filamentów do druku 3D

Rodzina filamentów Tarfuse® oferowana przez Grupę Azoty S.A. obejmuje filamenty na bazie poliamidu 6, polimerów styrenowych takich jak:

Grupa filamentów bazujących na poliamidzie 6 dzięki odpowiedniej do druku 3D charakterystyce reologicznej, przeznaczona jest do otrzymywania detali o dużej wytrzymałości mechanicznej. Filamenty Tarfuse® PA to filamenty konstrukcyjne, posiadające dużą wytrzymałość na rozciąganie, odporność na ścieranie, mały współczynnik tarcia, stałość kształtu w podwyższonych temperaturach a także odporność na działanie benzyny i rozpuszczalników. Oferowane odmiany specjalistyczne, wzmocnione włóknem węglowym charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi, antystatycznymi (Tarfuse® PA MCF12), elektroprzewodzącymi (Tarfuse® PA CF10), podwyższoną odpornością termiczną (Tarfuse® PA HS BK 9005) umożliwiającą długotrwałą pracę ciągłą detalu w wysokich temperaturach (100-150oC). Filamenty Tarfuse® PA przeznaczone są do specjalistycznych zastosowań i wymagających warunków eksploatacji i użytkowania detalu oraz do otrzymywania elementów o wymaganej dobrej stabilności wymiarowej i odporności na odkształcenia temperaturowe.

Filamenty styrenowe charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, doskonałą przyczepnością międzywarstwową, stosunkowo niskim skurczem liniowym oraz podwyższoną wytrzymałością termiczną. Filamenty Tarfuse® ASA dodatkowo charakteryzują się doskonałą stabilnością termiczną oraz małą podatnością na odkształcanie. Są także odporne na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne. Filamenty Tarfuse® ASA to filamenty inżynieryjne umożliwiające drukowanie obiektów z precyzją zbliżoną do przetwórstwa wtryskowego. Filamenty Tarfuse® PC-ABS posiadają dobrą odporność na wysokie temperatury, obciążenia udarowe (uderzenia) a także wytrzymałość zmęczeniową. Filamenty Tarfuse® PC-ABS cechuje niezwykła łatwość drukowania detali. Filamenty styrenowe dedykowane są do drukowania prototypów, części funkcjonalnych i technicznych znajdujących zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.

Filamenty Tarfuse® PET-G wytwarzane z poli(tereftalanu etylenu) modyfikowanego cykloheksanodimetanolem, charakteryzują się dobrą wytrzymałością mechaniczną, elastycznością a także niskim skurczem linowym. Filamenty te dedykowane są do drukowania prototypów i części funkcjonalnych.

Filamenty Tarfuse® PLA wytwarzane z polilaktydu (polimer biodegradowalny). Charakteryzują się relatywnie dobrymi właściwościami mechanicznymi, elastycznością oraz doskonałą przyczepnością międzywarstwową a także niskim skurczem liniowym. Filamenty z tej grupy oferowane są w pełnej palecie barw i dedykowane są do wydruków hobbystycznych, demonstracyjnych i znajdują zastosowanie w modelarstwie, tworzeniu prototypów oraz zabawek. W tej grupie filamentów znajdują się także odmiany o właściwościach antybakteryjnych, dedykowane do otrzymywania detali i wyrobów względem których wymagany jest odpowiedni poziom bezpieczeństwa, związany z ograniczeniem namnażania się bakterii i grzybów (posiadają dopuszczenia do kontaktu z żywnością zgodnie z rozporządzeniem (UE) 10/2011 i późniejszymi uzupełnieniami).

W ofercie znajdują się również:

filamenty bezbarwne (Tarfuse® PA NAT) i barwione (Tarfuse® PA BK 9005),
filamenty specjalistyczne (Tarfuse® PA HS BK 9005),
filamenty wzmocnione  ciętym włóknem węglowym (Tarfuse® PA CF10),
filamenty mielonym włóknem węglowym (Tarfuse® PA MCF12).
filamenty specjalne antybakteryjne (Tarfuse® PA AM)

Wszystkie filamenty oferowane są w dwóch typoszeregach średnic: fi 1,75 oraz fi 2,85 mm. Filamenty do druku 3D są oferowane w odmianach dla profesjonalistów oraz hobbystów odzwierciedlonych poprzez indywidualny charakter produktu oraz z uwzględnieniem różnych gramatur (500, 1000, 2000 g). Szczegółowa oferta Centrum Materiałów do Druku 3D Grupy AZOTY S.A. znajduje się na stronach internetowych https://sklep.grupaazoty.com