Targi RAPID + TCT w Detroit

Targi RAPID + TCT w Detroit za nami. Mieliśmy okazję zaprezentować unikatowe właściwości filamentu z grafenem. Nasze biodegradowalne opakowania wykonane w tektury z recyclingu to nowa jakość w branży. Filament z grafenem posiada właściwości, które pozwalają na precyzyjny druk nawet bardzo skomplikowanych elementów. Przenieś swój druk 3D na wyższy poziom. Sprawdź nas już dziś i zamów próbki! Print the future!

3 największe zalety filamentu PLA z grafenem – doświadczenia z druku 3D

Miałem przyjemność przetestować filament PLA z grafenem od Prografen i od razu na początku muszę przyznać, że dawno druk 3D na PLA nie sprawił mi tyle radości, ale po kolei.

Opakowanie

Pudełko, w które zapakowany jest szpula z materiałem jest ciekawe, minimalistyczne, ale jednocześnie wzór ma szanse przyciągnąć uwagę i wyróżnić je spośród podobnych produktów na rynku. Na uwagę zasługuje fakt, że wykonane jest z tektury pochodzącej z recyklingu. To samo dotyczy szpuli, na którą nawinięty jest filament i muszę przyznać, że było to jednym z pozytywnych zaskoczeń. Przez zastosowany materiał szpula wydaje się odrobinę lżejsza od tradycyjnych, wykonanych z tworzywa i dzięki temu podawanie materiału jest sprawniejsze. Początkowo miałem trochę obaw, że w trakcie pracy tektura zacznie się wycierać obsypując filament PLA drobinkami tektury, ale w trakcie druków nie zaobserwowałem nic podobnego tak więc, dla mnie, jest to jeden z większych pozytywów, ponieważ ułatwia późniejszy recykling.

Pierwszym drukiem wykonanym na testowanym filamencie PLA była wieża temperatur, co jest dobrą praktyką i powinno być robione przy każdym materiale, nawet pochodzącym od tego samego producenta w celu minimalizacji późniejszych negatywnych doświadczeń. Wieża temperatur wykazała, że materiał najlepiej powinien się przetwarzać w temperaturach od 210C do 220C, jednakże początkowe testy w temperaturach 210C do 215C z różnych powodów albo się nie udały (nie sklejanie się warstw, brak albo słabe połączenie z powierzchnią roboczą itd.) albo końcowe druki nie były zadowalające pod kątem jakości odwzorowania modeli. W momencie rozpoczęcia druków w temperaturze 220C wcześniejsze problemy przestały występować, co ma bezpośredni związek z jedną z właściwości grafenu, czyli dobrym przewodnictwem ciepła. W związku z tym, że grafen szybciej odprowadza ciepło na zewnątrz zdecydowanie szybciej zastyga, co wymaga wyższej temperatury na dyszy. Późniejsze druki najpopularniejszego modelu testowego „Benchy” zdają się potwierdzać moje obserwacje.

Same druki, po dobraniu parametrów, wychodziły bardzo czysto. Warstwy łączyły się idealnie bez śladów nadtopień tworząc gładkie, równe powierzchnie, nie wystąpiło też „nitkowanie”. Materiał pozwala też na bardzo dobre odwzorowanie detali modelu i nie „gubi” wymiarów ani kształtów dzięki minimalnemu skurczowi.

Po druku Benchy przyszedł moment na testy na modelach trudniejszych, tzw. „print-in-place”, czyli takich których części są ruchome i powinny takie pozostać po skończonym druku i zdjęciu modelu z powierzchni roboczej. W tych przypadkach też nie stwierdzono problemów a wręcz, odnoszę wrażenie, że dzięki przewodnictwu grafenu, trudniejsze elementy, o mniejszych tolerancjach, nie zgrzały i nie scaliły się w jedną bryłę. Na uwagę zasługuje też fakt, że na tyle na ile jestem w stanie stwierdzić w warunkach domowego druku 3D, PLA Graphene od Prografen ma bardzo dobre właściwości mechaniczne, odporność na ścieranie, więc nawet po dość intensywnym skręcaniu i rozkręcaniu Dragon Egg na gwintach nie wystąpiły odkształcenia, a nalot powstały w wyniku tarcia o siebie powierzchni jest minimalny.

Zachęcony wcześniejszymi sukcesami i dla przekory – no w końcu coś się musi nie udać – postanowiłem zobaczyć, jak ten materiał da sobie radę z „Tower of Pi” bez wypełnienia. Geometria tego modelu w zasadzie uniemożliwia poprawny druk na drukarkach FDM ze względu na nawisy, bez wcześniejszego dopasowania i zrobienia podpór toteż, po 11h druku, spodziewałem się zastać sporo zmarnowanego materiału. Ku mojemu zdziwieniu model został wydrukowany i choć oczywiście niektóre elementy nie zostały odtworzone lub uszkodzone to mój odbiór tego materiału stał się jeszcze bardziej pozytywny. W celu dodatkowego sprawdzenia, jak sobie poradzi z dużą ilością cienkich ścianek blisko siebie, postanowiłem wydrukować „Tower of Pi” ponownie, tym razem z wypełnieniem i muszę przyznać, że choć spodziewałem się nitkowania to było ono zdecydowanie mniejsze niż to, na co się przygotowałem.

Moim zdaniem, świetny produkt mający szanse zdobyć wielu sympatyków a druk na nim sprawił mi wiele przyjemności.

 

Marcin J. Kalinowski | Heydash Workshop

Rodzaje filamentów i ich właściwości

PROGRAFEN – FILAMENT PLA Z GRAFENEM – łączy zalety tworzyw ABS i PLA

Jest to materiał kompozytowy zawierający nanododatek w postaci płatków grafenu. Dzięki niemu filament cechuje się wysoką wytrzymałością i trwałością w stosunku do tworzywa bazowego PLA.
Filamenty PLA i PET-G wzbogacone są płatkami grafenu, które wyraźnie poprawiają takie właściwości materiałów bazowych, jak moduł sprężystości, czy wytrzymałość na rozciąganie.

Materiał ten jest świetną alternatywą dla ABS, oferując wysokie właściwości mechaniczne (podobne do ABS) oraz łatwość drukowania charakterystyczną dla PLA. Co ważne nie wydziela przykrego zapachu podczas drukowania i daje możliwość skutecznego drukowania przy użyciu każdego rodzaju drukarki.

Jeśli chodzi o branże, które wykorzystują ten filament to są to m.in.: telekomunikacja, medycyna, przemysł samochodowy, lotniczy i kosmiczny. W codziennym wydruku można je z powodzeniem wykorzystywać do druku prototypów, elementów konstrukcyjnych, zabawek oraz materiałów codziennego użytku.

ABS – wytrzymały i popularny

Za sprawą swoich właściwości ABS zyskał dużą popularność w przemyśle – służy m.in. do produkcji wszelkiego rodzaju obudów, przycisków, uchwytów i innych. Jest trwały, wytrzymały i oferuje dobry stosunek ceny do jakości. ABS cechuje wysoka twardość, odporność na uderzenia i ścieranie oraz dobra tolerancja wysokich temperatur. Nie jest jednak odporny na UV, kruszejąc po długim czasie wystawienia na światło słoneczne.

ABS może powodować problemy podczas procesu druku 3D ze względu na duży skurcz materiału. Jego stosowanie wymaga wysokiej temperatury wytwarzania, lub korzystania z podgrzewanego stołu roboczego.

PLA – biodegradowalny i idealny do prototypowania

PLA to najpopularniejszy materiał do druku 3D. PLA nazywany jest „zielonym plastikiem”. Wytworzony jest z naturalnych składników takich jak skrobia kukurydziana czy trzcina cukrowa, dzięki czemu jest materiałem biodegradowalnym i bezpiecznym. Nie wydziela szkodliwych oparów podczas procesu. Jest dobrym wyborem dla początkujących użytkowników, a także tych, którzy chcą bezproblemowo uzyskać duży wydruk o dobrej dokładności wymiarowej. Niestety posiada też wady: niższa wytrzymałość w stosunku do ABS i ograniczoną elastyczność.

PGA – dobry do elementów konstrukcyjnych

Kwas poliglikolowy (PGA) to biodegradowalny polimer termoplastyczny. Filament PGA doskonale sprawdza się w wydrukach konstrukcyjnych. Idealny do produkcji prototypów i wydruków, które potrzebują mocnej i trwałej kostrukcji.

Druk 3D

Druk 3D (druk przestrzenny) to innowacyjna technologia produkcji pozwalająca tworzyć przestrzenne obiekty, które odwzorowują cyfrowe modele. Druk 3D wykonujemy za pomocą filamentu (żyłki wykonanej z tworzywa) na specjalnej drukarce 3D.

Drukarka nanosi na siebie warstwy w technologii przyrostowej zgodnie z wgranym projektem cyfrowym. Aby drukować w technice 3D potrzebujemy cyfrowego modelu 3D danego obiektu, który chcemy stworzyć. Możemy go zaprojektować w programach modelujących w 3D (np. z CAD – computer aided design), lub wspomóc się skanerem 3D, który zeskanuje rzecz, którą zamierzamy wydrukować. Plik cyfrowy dokładnie instruuje drukarkę o tym, jak ma stworzyć konkretny przedmiot 3D. Robi to dzieląc dany obiekt na warstwy i szczegółowo opisując wymiary każdej z nich. Przestrzenny druk 3D jako nowoczesna technologia znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach.

Różne branże przyswoiły techniki druku 3D ponieważ znacząco pozwala on zwiększyć wydajność produkcji oraz realnie obniżyć jej koszty. Druk 3D w masowej produkcji jest tańszą alternatywą niż każdy inny proces produkcyjny. Jest też najszybszą opcją budowy prototypów.

Co można stworzyć wykorzystując druk 3D?

Czym jest grafen?

Grafen jest odmianą alotropową węgla, inaczej płaską strukturą atomów węgla ułożoną w formę siatki heksagonalnej, przypominającej plaster miodu. Materiał ten jest około 200 razy twardszy od stali. Jednocześnie jego gęstość jest zdecydowanie niższa, a masa jednego metra kwadratowego grafenu wynosi jedynie 0,763 mg. Grubość warstwy grafenu jest równa grubości jednego atomu węgla. Materiał ten zadziwia swoimi własnościami. Grafen doskonale przewodzi ciepło i prąd elektryczny. Jest niemal całkowicie przezroczysty. Jest to materiał bardzo lekki i elastyczny. Można go rozciągnąć nawet o 20 proc. w stosunku do jego długości. Nie przepuszcza żadnych substancji chemicznych. Przeprowadzone badania wykazały, że grafen posiada również właściwości antyseptyczne – zapobiegające rozwojowi bakterii wywołujących choroby. Jego budowa i właściwości sprawiają, że uznawany jest za najbardziej wytrzymały materiał na świecie. Jego unikatowość sprawia, że możliwości zastosowań są niemal nieograniczone.

Wyróżnia się dwa główne rodzaje grafenu, płatkowy oraz powierzchniowy. Obydwa z nich są skutecznie wytwarzane przez Advanced Graphene Products.

GRAFEN PŁATKOWY

Powstaje z prekursora grafitowego w wyniku syntezy chemicznej, lub obróbki mechanicznej polegających na rozbiciu struktury grafitu na pojedyncze płatki grafenu. Grafen płatkowy występuje w formie suchego proszku, różnego rodzaju ciekłych dyspersji oraz past. Wykorzystuje się go jako dodatek do farb, lakierów i kompozytów, dzięki czemu skutecznie poprawia właściwości produktu końcowego.

GRAFEN METALURGICZNY HSMG® (High Strength Metallurgical Graphene)

Jest to wielkopowierzchniowy grafen quazi-monokrystaliczny produkowany metodą metalurgicznego wzrostu na ciekłym metalu. Technologia wzrostu jest opatentowana i wdrażana przez Advanced Graphene Products do masowej produkcji. Produkt ten charakteryzuje się zwiększoną trwałością i mniejszą liczbą defektów. Wielkość pojedynczych ziaren w warstwie osiąga rozmiary aż do 1 mm, a sama struktura grafenu jest ciągła, gdyż proces wzrostu minimalizuje powstanie tzw. overlappingu. W praktyce oznacza to, że w procesie produkcji można uzyskać długie wstęgi grafenu, które następnie można przenieść na dowolny materiał. Grafen otrzymany w technologii HSMG® wykazuje również własności półprzewodnikowe. Możliwości zastosowania tego rodzaju grafenu są obecnie badane m.in. w sektorze kosmicznym, budownictwie, elektronice i sprzęcie sportowym i różnego rodzaju sensorach.

GRAFEN W DRUKU 3D

Dotychczas kilka firm próbowało produkować filament z dodatkiem grafenu. Jednak z uwagi na bardzo ograniczoną dostępność grafenu oraz jego wysoką cenę żadnej z nich nie udało się wdrożyć tego produktu w skali makro. Jako globalny producent grafenu mamy możliwość produkować filament z grafenem na skalę masową. Nasza formuła jest wystandaryzowana, dzięki czemu gwarantujemy najwyższą i powtarzalną jakość. Filamenty PROGRAFEN PLA i PET-G wzbogacone płatkami grafenu wykazują się wyraźnie lepszymi właściwościami mechanicznymi od tradycyjnych tworzyw. Zarówno w zakresie sprężystości jak i modułu rozciągania filament z grafenem zapewnia bardzo wysokie wartości. Filament z grafenem sprawdzi się wszędzie tam gdzie potrzebujemy odpornego i trwałego, a jednocześnie sprężystego i rozciągliwego tworzywa.