K-Zeitung a PPprintről Így lehet a polipropilént sikeresen nyomtatni 3D nyomtatással
A PPprint által kifejlesztett speciális PP szál és egy nyomtató ágypárna kombinációja lehetővé teszi a PP extrudáláson alapuló 3D nyomtatását.
A polipropilén (PP) az egyik legelterjedtebb műanyag, széles tulajdonságokkal és sokoldalú felhasználási területtel. A PP élelmiszerekben biztonságos, mosogatógépben mosható, újrahasznosítható, az egyik legkönnyebb anyag, kiváló mechanikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. A polipropilént számos iparágban használják, például az autóiparban, az elektromos, háztartási készülékekben, a csomagolásban és az élelmiszeriparban, a textiliparban, de az építészet és az építőipar, a művészet és a divat, a sport és a szabadidő területén, valamint az egészségügyi ágazatban is.
A PP óriási ipari jelentősége és széles körű felhasználása ellenére az extrudáláson alapuló 3D nyomtatásban a polilaktid (PLA) és az akrilnitril-butadién-sztirol kopolimer (ABS) messze a leggyakoribb.
Kerülje a PLA és az ABS hátrányait
A PLA biológiai alapú, iparilag biológiailag lebontható, és csak kismértékű zsugorodást mutat, így a nyomtatott alkatrészek nem vetemednek meg. A PLA-ból készült nyomtatott alkatrészek törékenysége, amely az utókristályosodás következtében idővel növekszik, nagy hátrányt jelent a PPprint számára.
A PLA-hoz képest az ABS jobb hő tulajdonságokkal, jó időjárásállósággal és magasabb karcállósággal rendelkezik. A fő hátrány az ABS nyomtatásakor a gázkibocsátás. Mindkét anyag hajlamos elnyelni a vizet, ezért száraz helyen kell tárolni, és ideális esetben újra szárítani kell a nyomtatás előtt.
A polipropilén előnyei ma már felhasználhatók a 3D nyomtatásban
Ezeket a nagyon könnyű és vékony falú, polipropilénből készült légcsatorna-rendszereket P-szálból nyomtatták 3D-ben. Fotó: PPprint
A polipropilénnek nincsenek ilyen hátrányai, és ideális esetben egyesíti mindkét anyag előnyeit. Ennek ellenére a PP-t ritkán használják extrudáláson alapuló 3D nyomtatásban. Ennek oka eddig az egyes nyomtatott rétegek közötti jellemzően gyenge kapcsolat, az alkatrészek elégtelen tapadása a nyomtatási ágyhoz a nyomtatás során és a nyomtatott alkatrészek roncsolásmentes eltávolítása volt.
A Bayreuthi Egyetem kutatócsoportja e hátrányok megoldását tűzte ki célul. Számos tudományos és alkalmazástechnikai tanulmányban említett hátrányokat sikerült kiküszöbölnie. Kombinatorikus megközelítés segítségével megvizsgálták a házon belül kifejlesztett kereskedelmi PP termékeket és PP anyagokat, ideális nyomtatási paramétereik, mechanikai szilárdságuk és az alkatrész alakváltozása szempontjából. Különös figyelmet fordítottak az egyes rétegek közötti tapadásra. Ezekből a tudományos eredményekből származtattak anyagspecifikus összefüggéseket, és meghatározták a legjobb PP anyagokat az extrudáláson alapuló 3D nyomtatáshoz.
Speciális nyomtatási alátét alakult ki
A kutatás másik fókusza az izzószálra szabott nyomtatási alátét fejlesztése volt. Egy adaptált vizsgálati eljárás segítségével a PP anyagok tapadását szisztematikusan, különböző körülmények között lehetett vizsgálni. Ily módon döntően optimalizálható volt a 3D-nyomtatott alkatrészek tapadása a nyomtatás során és a roncsolásmentes eltávolítás a nyomtatás után. Ezen technikai vívmányok alapján egy megfelelő szabadalmat kértek, és 2018-ban megalapították a PPprint GmbH-t.
A PPprint GmbH célja a polipropilén létrehozása és továbbfejlesztése az extrudáláson alapuló 3D nyomtatáshoz. 2019 februárjában a vállalat piacra dobta első polipropilén szálát (P-Filament 721) és az innovatív nyomtatási ágypárnát (P-Surface 141). Ügyvezető igazgató Dr. Christian Neuber, aki a műszaki fejlesztésért és a gyártásért felel, így nyilatkozik: „Az áttörést három kihívás megoldásával értük el. Először is optimalizálni tudtuk P-filamentünket a csökkent deformálódás, a nagy réteg tapadás és a nagyon jó mechanikai tulajdonságok szempontjából. Másodszor, elég szerencsések voltunk ahhoz, hogy tudással rendelkezzünk egy ideális nyomtatóágy-támogatás kialakításához, amelyen a PP alkatrészek a nyomtatás során optimálisan tapadnak. Harmadszor, az alkatrészek a befejezés után könnyen és roncsolásmentesen eltávolíthatók. Nincs szükség további utókezelésre. "
A 3D nyomtatás a PP-vel ugyanolyan egyszerű, mint a PLA vagy az ABS segítségével
A PPprint kezdőkészlete megkönnyíti a polipropilénnel történő 3D nyomtatás kezdetét. Fotó: PPprint
A 3D nyomtatással való sikeres belépés érdekében a PPprint GmbH összeállított egy kezdőkészletet, amely egy P-Filament 721 orsóból áll (1,75 mm vagy 2,85 mm izzószál átmérő) és az e célra kifejlesztett P-Surface 141 nyomtatóágy tartóból.
A fűtött telepítési térben vagy a fűtött nyomtatási ágyon a P-filament csak kis deformálódást és zsugorodást mutat a PPprint tapasztalatai szerint, és ezt egyesíti az egyes rétegek rendkívül jó tapadásával. A P-szál optimálisan tapad a nyomtatóágy tartóhoz a 3D nyomtatás során, és ezáltal széles geometriák készítését teszi lehetővé anélkül, hogy az alkatrész a nyomtatás során leválna vagy elmozdulna.
A PPprint meg van győződve arról, hogy a P-Filament segítségével minden nyomtatókezelő nagyon stabil, robusztus, ugyanakkor könnyű és élelmiszerbiztos 3D nyomtatott PP objektumokat és alkatrészeket tud előállítani. Ezenkívül a P-filament nem vízelnyelő, ezért nem szükséges külön szárítani a 3D nyomtatás előtt.
A befejezést követően az alkatrészek könnyen és roncsolásmentesen eltávolíthatók a megnövekedett nyomóágy hőmérsékleten, és azonnal felhasználhatók tisztítás vagy utólagos feldolgozás nélkül. Ezenkívül a magas felületi minőség azt jelenti, hogy nincs szükség további felületkezelésre.
Az objektumok bármilyen színben előállíthatók
3D nyomtatású, nagyon stabil, könnyű és vékony falú csavaros tetejű palackok, különböző színű P-szálakból. Fotó: PPprint
A PP kis mennyiségű festékkel nagyon hatékonyan színezhető, és nincs színdörzsölés. Ez lehetővé teszi homogén színű PP szálak előállítását, amelyekkel bármilyen színes tárgy nyomtatható.
"Nagy lépést teszünk a PP létrehozása felé az adalékanyagok gyártása terén" - mondja Dominik Walthierer, a PPprint GmbH marketing és értékesítés-menedzsment igazgatója.
A PP egy bevált és újrahasznosítható anyag, amelyet a termék életciklusának végén teljesen fel lehet használni. Az említett előnyökön kívül a PP különösen törésbiztos és félig rugalmas is, így ideális például rögzítő kapcsok és tömítő kupakok 3D nyomtatásához. Ezenkívül a PP-t jó hőmérsékleti stabilitás, alacsony súrlódási ellenállás és jó áttetsző tulajdonságok jellemzik. Alacsony sűrűsége miatt a PP ideális könnyű építéshez is.
Amint a PPprint hangsúlyozza, a P-Filament 721 és a P-Surface 141 nyomtató ágynemű kombináció nemcsak ideális magánfelhasználók és oktatási intézmények számára egyedi termékek gyártásához, hanem ipari alkalmazásokhoz prototípus készítés területén vagy ipari 3D-s sorozatú termékek gyártásához is. Kiváló a nyomtatók számára.
Az eredeti jelentést a K-Zeitung honlapján találja.