3D печать методом экструзии является наиболее популярной и распространенной технологией аддитивного производства. Одним из ключевых ее преимуществ называют широкое разнообразие доступных материалов. Современный FDM/FFF-принтер способен печатать изделия из пластика, силикона, металла и даже пищевой пасты. Эти материалы чаще всего используются в виде разнообразных филаментов. Большая часть из них представлена термопластами (ABS, PLA, поликарбонат или высокопроизводительные полимеры), но также существуют гибридные филаменты.
Они имеют различные характеристики в сфере рендеринга, отделки, проводимости, сопротивления и т.д. К ним относятся довольно необычные вещества, в том числе древесина, кофейная гуща, алмазный порошок и многое другое. Далее мы расскажем вам об 11 гибридных материалах для 3D печати, которые могут эффективно заменить стандартные филаменты.
1. Кофейный филамент
Компания 3Dfuel представила инновационный способ переработки кофейной гущи путем изготовления из нее филаментов для 3D принтера оригинального цвета. Названный Wound Up, этот материал относится к С3 композитам и является смесью кофейной гущи с обычным PLA. В результате пользователи получают экологичный материал необычной расцветки, обладающий всеми качествами полноценного PLA-пластика. Гибридный филамент позволяет использовать любовь к кофе для генерации новых идей в сфере 3D печати.
2. PLA-филамент с электропроводностью
Канадская компания ProtoPasta создала уникальный филамент, который является композитом из электропроводящего PLA-пластика с частицами карбона. Это делает идеальным его применение в низковольтных цепях и для сенсорных устройств. Кроме того, материал можно комбинировать с обычным PLA при печати в 3D принтерах с двойной экструзией. По мнению производителя, гибридный PLA-филамент оптимально подходит для изготовления низковольтных электронных плат и печатных проводников для резисторов номиналом до 1 кОм.
3. Филамент на основе песчаника
Этот материал для 3D печати изготовлен из распространенного стройматериала – песчаника. Он включает в себя смесь PLA и порошкообразной породы (как правило, мела), что делает его похожим на камень по своему виду и текстуре. Конечный вид напечатанного из него изделия может варьироваться в зависимости от настроек принтера. В частности, есть возможность сделать поверхность изделия гладкой или шероховатой. Данный филамент выпускает компания LayBrick.
4. Филамент из конопли
Это растение получило широкое распространение в аддитивной индустрии, благодаря своим характеристикам. Гибридный филамент состоит из мелких частиц конопли, смешанных с полимерной основой из PLA. Подобные материалы выпускает целый ряд компаний, одной из самых известных среди них является 3Dfuel. Она производит переплетенный филамент с бионаполнением, обеспечивающий уникальную текстуру готовых изделий. Также конопляный филамент является биоразлагаемым пластиком, который можно перерабатывать или компостировать после применения.
5. Филамент с магнитными свойствами
Этот тип филамента для 3D принтера изготовлен из PLA, смешанного с металлическим порошком. Такое сочетание придает ему магнитные свойства, а также обеспечивает соответствующий вид печатаемым из этого материала изделиям. Ведущим производителем магнитной нити на сегодняшний день является компания ProtoPasta.
6. Филамент на древесной основе
Важным преимуществом гибридных филаментов считается возможность их производства из перерабатываемых материалов. Отличным примером такой интеграции можно назвать филамент для 3D печати с древесной основой. В качестве основных компонентов для него используются пробка и бамбук, смешанные с обычным пластиком PLA. Изготовленные из этого материала детали имеют уникальный вид изделий ручной работы и даже издают запах дерева. Ключевыми производителями таких древесных филаментов являются компании ColorFabb (Нидерланды) и Hobbyking (США).
7. Флуоресцентный 3D филамент
Не менее интересным образцом гибридных материалов для 3D печати является светящийся в темноте филамент, внешний вид которого создает широкие возможности для его применения. Такие флуоресцентные 3D филаменты производит голландская компания ColorFabb, используя смесь биопластиков флуоресцентно-зеленого цвета PLA/PHA для изготовления различных деталей. Еще стоит отметить светящийся филамент MatterHackers PLA PRO Series с тщательно выверенной химической формулой, доступный в разных цветах (синий, желтый и т.д.)
8. Биоразлагаемые филаменты
Весьма востребованными в наши дни являются эко-филаменты, которые перерабатываются или быстро разлагаются в природе. Французская компания Kimya представила ряд таких эковолокон, включая модель PLA-R (перерабатываемую на 97%) и Kimya-R Natur (полностью биоразлагаемую). В свою очередь, Genesis Bioindustries Inc разработала технологию по превращению пищевых отходов в биоразлагаемый пластик PHA посредством бактериальной ферментации. А эстонский стартап Filaret перерабатывает сигаретные фильтры в филамент для 3D печати. Их очищают, стерилизуют, добавляют натуральные полимеры и переплавляют в компостируемые пластиковые гранулы.
9. Филаменты на основе алмазных наночастиц
Как известно, алмаз считается одним из самых прочных материалов в природе. Компании Carbodeon из Финляндии и Tiamet3D из Нидерландов предлагают филаменты из пластика PLA, содержащие наночастицы размером от 4 до 6 нм. При помощи таких компонентов ей удалось добиться чрезвычайно высокой прочности своих изделий. Помимо непревзойденной структурной прочности, филаменты на основе алмазных частиц также обладают хорошей теплопроводностью. Материал обеспечивает высокую скорость производства, так как алмазные наночастицы оптимизируют трение в процессе печати.
10. Гибридный филамент из льна и PLA
Еще один перспективный гибридный эко-филамент изготавливается на основе льняного волокна и пластика PLA. Он позволяет печатать изделия разных оттенков коричневого цвета путем настройки температуры экструдера и других параметров печати. Также производитель рекомендует покрывать созданные из этого филамента изделия специальным покрытием для защиты от ультрафиолета. Подобная обработка поможет продлить их срок службы, сохранив презентабельный вид и эксплуатационные свойства деталей на протяжении долгого времени.
11. Гибридный филамент ESD
ESD филаменты разработаны специально для защиты электронных компонентов от электростатического разряда. Материал включает комбинацию термопластов (PLA, ABS, PETG) и углеродного модификатора дисперсии. Волокна такого типа используют при производстве корпусов интегральных схем, датчиков, соединителей и измерительных устройств. Также ESD филамент обладает повышенной ударопрочностью и термостойкостью. Температура плавления материала составляет от 250 С до 265 С, рекомендуется нагревать лоток до 90-110 С, оптимальная скорость печати должна быть не более 60 мм/с, а диаметр сопла – 0.6 мм. Среди основных производителей ESD филаментов представлены Fiberlogy, Kimya и Nanovia.
