Как применяют полипропилен в 3D-печати

Свойства материала

В первую очередь, полипропилен термопластичен, то есть при нагревании легко меняет, а при охлаждении сохраняет принятую форму. Во-вторых, он способен разжижаться, а не гореть при воздействии высоких температур. Обладает он и другими замечательными свойствами, о которых читайте ниже.

Прочность и одновременно пластичность, что позволяет использовать полипропилен в изделиях, которые подвергаются механическим нагрузкам и изгибам.

Легкость. Полипропилен обладает низкой плотностью, что делает его легче многих других пластиков и материалов. Это важно для снижения веса готовой продукции и транспортных расходов.

Термостойкость — возможность выдерживать температуры до 120°C, не теряя свойств. Это делает его пригодным, например, для 3D-печати кухонной посуды.

Устойчивость к большинству химических веществ, в том числе кислот, щелочей, растворителей. Это делает материал идеальным для хранения и транспортировки агрессивных химических веществ.

Химическая безопасность. Полипропилен не выделяет вредных веществ и безопасен для контакта с пищевыми продуктами.

Водонепроницаемость. Полипропилен можно использовать в условиях повышенной влажности.

Доступность для переработки — как механической, так и химической. Переработанный полипропилен может вновь использоваться.

Экономическая эффективность. Производство полипропилена относительно недорогое, что делает его экономически выгодным материалом для множества применений.

Что печатают?

Полипропилен находит применение во многих отраслях промышленности — пищевой, автомобильной, строительной и других — для производства как прототипов, так и конечных изделий. Примеры продукции из полипропилена:

• пищевые контейнеры, пленки и пакеты, бутылки и флаконы, упаковочные материалы для медицинских инструментов и препаратов;

• шприцы, пробирки, медицинские держатели;

• автомобильные компоненты: панели, бардачки, бамперы, крышки зеркал;

• посуда, корзины и ящики — в том числе для хранения продуктов, кухонные аксессуары;

• предметы интерьера: шторы, коврики, полки;

• трубы и фитинги;

• изоляционные материалы;

• детские игрушки;

• обучающие пособия и модели.

Каким бывает полипропилен?

Чаще всего для печати применяется стандартный полипропилен, но также существуют его разновидности с добавками для усиления, улучшения адгезии или термостойкости, придания антимикробных свойств.

Есть и экзотические варианты. Например, филамент Caverna PP на основе полипропилена. При помещении в воду после печати эта нить растворяет часть нанесенного материала, создавая эффект пены. Caverna PP можно комбинировать со стандартной полипропиленовой нитью.

Технологии 3D-печати полипропиленом

FDM

Это самая популярная технология 3D-печати, суть которой заключается в послойном построении изделия из расплавленной пластиковой нити.

Плюсы

• FDM хорошо подходит для быстрого и недорогого прототипирования из полипропилена.

• Технология экономична и в плане материалов, и в плане оборудования.

Минусы

• FDM — не лучший выбор для печати полипропиленом конечных изделий.

• Полипропилен плохо сцепляется с поверхностью стандартных печатных платформ, поэтому для улучшения адгезии используют специальные клеи и ленты.

FGF

Построение изделий по технологии FGF происходит, в целом, также, как по FDM с той разницей, что используется не филамент, а гранулы. Есть еще пара отличий между двумя очень похожими технологиями: FGF обеспечивает более гладкую поверхность изделия, а также более высокую скорость печати, т.к. не нужно ждать, когда нити нагреются и расплавятся.

Кроме того, FGF является самой экономичной технологией 3D-печати.

SLS

В процессе печати SLS тонкий слой порошка полипропилена наносится на рабочую платформу 3D-принтера. Затем лазерный луч точечно нагревает и обжигает материал в соответствии с геометрией будущего изделия. После этого платформа опускается на один слой, и процесс повторяется.

Плюсы

• Полипропиленовые SLS-детали демонстрируют одинаковые свойства материала под нагрузкой по всем осям. Это позволяет применять их в условиях, где сила или удар могут исходить из нескольких — или непредвиденных — направлений.

• Высокая точность и детализация изделий, что особенно важно для печати сложных конструкций и прототипов.

• Нет необходимости в поддерживающих структурах.

• Неиспользованный порошок можно переработать и использовать повторно.

Минусы

• Детали, изготовленные методом SLS, обычно требуют постобработки, такой как удаление порошка и полировка.

• Оборудование может стоить дороже, чем для FDM-печати.

SLA

Лазерная стереолитография (SLA) основана на послойном отверждении жидкого фотополимера под действием луча лазера. Так сложилось, что на рынке нет «настоящей» полипропилена, подходящего для данной технологии, но есть адекватные ему замены. Например, для создания первых прототипов используется Tough 1500 Resin, обладающая высокой прочностью при разрыве.

Плюсы

• Высокое качество поверхности изделий.

• Точность и детализация.

• Нет необходимости в поддержках.

Минусы

• Выбор материалов, имитирующих свойства полипропилена, может быть ограничен.

• Обычно требуется постобработка.

• Материалы для SLA, как правило, дороже, чем нити или гранулы для FDM и порошки для SLS.