Kun je siliconen 3D printen?

Silicone boekt de laatste tijd vooruitgang in 3D-printen, niet vanwege een gebrek aan vraag, maar bezit eigenschappen die ideaal zijn voor eindeloze toepassingen. Siliconen zijn zeer stroperig en beïnvloeden 3D-printen nauwkeurig, vandaar de vertraging in 3D-printen met siliconen.

Nou, de vraag blijft:Kun je siliconen 3D printen? Laten we het uitzoeken!

Na het stollingsproces kan het siliconenobject dat een elastomeer is, niet terugkeren naar een vloeibare toestand zoals thermoplasten en ander veelzijdig materiaal.

Een elastomeer is een polymeer dat zeer stroperig en elastisch is, in eenvoudige termen van rubber. Het hoogtepunt van rubbereigenschap is dat het kan worden uitgerekt en na het loslaten nog steeds zijn oorspronkelijke vorm behoudt. Omdat siliconen een synthetisch rubber zijn, heeft het ook een aantal aantrekkelijke eigenschappen.

Silicone materialen afdrukken

Silicone filamenten waren onmogelijk te printen. Siliconen hebben een uitstekende thermische stabiliteit en biocompatibiliteit, waardoor het een wens is bij additieve productie. De flexibiliteit en het idee van 3D-printen, siliconen bieden tal van mogelijkheden in de gezondheidszorg en andere gebieden.

In tegenstelling tot andere thermoplasten, kan pure siliconen niet in vloeistof worden gesmolten en vervolgens opnieuw worden gestold met de 3D-printertechniek. De productie van siliconenmaterialen was alleen mogelijk via traditionele productieprocessen zoals spuitgieten.

Het proces is kostbaar voor het maken van siliconenprototypes en biomodellen vanwege dure mallen.

De hoge elasticiteit van siliconen maakt het moeilijk om andere technieken dan spuitgieten toe te passen, waardoor het duur is voor productie in kleine volumes.

Verschillende bedrijven ontwikkelen nieuwe systemen die siliconen zullen verwerken in 3D-printen. Nieuwe technieken maken gebruik van kopafzetting, terwijl andere onderdelen produceren die lijken op spuitgegoten onderdelen door middel van fotopolymerisatie.

3D-printen met siliconen is flexibeler en in tegenstelling tot het traditionele productieproces, is het flexibel en wordt het productieproces niet bepaald door volume. Dit maakt productie van onderdelen in een laag volume mogelijk zonder dat het proces zo kostbaar is.

Vloeibare siliconen hebben een hoge viscositeit die de productie vertraagde omdat het anders is dan andere polymeren. Het stolt bij bepaalde temperaturen die moeilijk te bereiken zijn voor 3D-printers.

Vooruitgang in de technologie van 3D-printen en de groeiende vraag naar siliconenonderdelen hebben de ontwikkeling van siliconen 3D-printen aangewakkerd.

Eigenschappen van siliconenonderdelen

Siliconen inclusief siliconen urethaan materiaal is overvloedig aanwezig en de gewenste keuze voor veeleisende industrieën, van de textielindustrie tot auto's. Het is breed toepasbaar in ruimtevaartuigen, biocompatibel in medische toepassingen en zachte robotica.

De hoogwaardige eigenschap zorgt ervoor dat siliconen formidabele eigenschappen hebben, zowel fysiek als chemisch.

Formidabele eigenschappen van siliconen zijn onder meer:

• Opmerkelijke thermische stabiliteit met de mogelijkheid om het figuur te verhogen of te verlagen
• Waterbestendig en stoomafstotend
• Samendrukking en afschuifweerstand maken het geschikt voor het vormen van strakke afdichtingen
• Elektrische isolatie, zelfs in water
• Biocompatibiliteit zorgt ervoor dat het voedselveilig is
• Kleur- en transparantie-opties maken het ideaal voor optica
• UV- en oxidatiebestendig
• Vlamvertragend
• Kan worden gesteriliseerd
• Verkrijgbaar in verschillende hardheden

Dankzij de eigenschappen kan siliconen dynamisch zijn in industrieën zoals energie, voedselproductie, auto's, consumentengoederen, elektronica en zelfs de landbouw.

Aditieve productie

Additive manufacturing wordt in de volksmond ook wel 3D-printen genoemd. Het houdt in dat je een driedimensionaal item maakt met behulp van digitale informatie in plaats van gereedschappen en siliconenvormen door geleidelijk materiaal laag voor laag toe te voegen.

Technologieën variëren in verschillende vormen om de lagen op te stapelen, maar ze werken allemaal volgens hetzelfde principe bij het creëren van het uiteindelijke gewenste object.

Hoe 3D-printen met siliconen werkt. Kun je siliconen 3D printen?

Laten we eens kijken hoe siliconen werken bij 3D-printen.

1. Afzetting

3D-printers gebruiken printkoppen om materiaal in 2D-vormen af ​​te zetten, meestal laag voor laag. Aan de andere kant kan siliconen niet in vloeibare vorm beschikbaar zijn, maar het proces omvat ook depositie.

Printers zetten een printkop in die afzonderlijk siliconendruppels afzet en ze vervolgens samenvoegt tot een glad oppervlak.

2. Uitharden en vulkaniseren

Hoed van siliconenrubber is niet-uitgehard in vloeibare of gelvorm, waardoor het tijdens het 3D-printproces gemakkelijker is om spuitnevel te vormen. Uitharden is het chemische proces waardoor het bedrukte siliconenrubber, geleidelijk laag na laag, verknopingen in de keten vormt.

Sommige printers gebruiken UV-licht of warmte als alternatief voor het proces. Bij kamertemperatuur vulkaniserende siliconen reageert met katalysatoren en andere stoffen die tijdens het proces uitharden.

In het fotopolymerisatieproces vervangt de uithardingsfase effectief de depositiefase, omdat het UV-licht uitstraalt om een ​​2D-vorm voor elke laag te creëren.

3. Nabewerking

Door te vulkaniseren kan het bedrukte siliconengedeelte goed genoeg stollen om een ​​andere laag te kunnen bedrukken, en dit versterkt niet de hele structuur.

Na het printen kan de print worden onderworpen aan de oven, die chemische reacties katalyseert en ongewenste deeltjes verwijdert. Wassen kan ook nodig zijn om het ondersteunende materiaal te verwijderen.

Vloeibare additievenproductie

Het is een uitbreiding van de additieve techniek, waarbij een zeer stroperig materiaal zoals siliconen in het bouwplatform wordt gebruikt om het verwachte object te creëren, dat vervolgens wordt verwarmd om het volledig uit te harden. Mogelijkheden voor vloeibare additieve fabricage (LAM) worden geboden door de functionele vloeistof die wordt gebruikt om 3D-printen te optimaliseren.

De materialen hebben verschillende functies, voornamelijk transparantie en flexibiliteit, en kunnen tijdens het drukproces worden gecombineerd. Additieve fabricage van siliconen zorgt ervoor dat de afdrukken na voltooiing sterk blijven.

De functionele vloeistof wordt eerst laag voor laag bij kamertemperatuur afgegeven. UV-licht wordt gebruikt om de materialen uit te harden en vervolgens vernet met durometers.

LAM biedt een alternatief voor andere 3D-printtechnieken, waaronder Fused Deposition Modeling en Material Jetting. LAM-componenten en prints zijn high-performance en zeer geschikt voor auto's en elektronica voor brand en andere isolatiestructuren.

Vloeibare additieve productie maakt gebruik van hoge processnelheden en garandeert afdrukken zonder vervorming met onbeperkte vrijheid zoals u dat wenst. De methode is innovatief en afgerond voor prototypes en kleine producties. Dit bevordert de relevantie en toepassing van het proces in industrieën.

Voordelen van additieve productie

• Betaalbare instapkosten

De kosten van apparatuur in productie-industrieën en -processen zijn altijd het obstakel waarmee de meeste bedrijven worden geconfronteerd. Machines voor additieve productie zijn echter betaalbaar voor de meeste bedrijven en kleine bedrijven.

Met de vooruitgang in innovatie en technologie zullen de instapkosten lager zijn, waardoor de instapkosten dalen. Voor kleine productie-eenheden vergroot dit de winst en winstgevendheid.

• Eenvoudig om het eindproduct te ontwerpen

Additive manufacturing is meer dan alleen je gedrukte print krijgen. Het gaat om design en innovatie op het hoogste niveau. Als creatieveling heb je de vrijheid zonder tijd en kosten als het gaat om additive manufacturing.

Traditioneel leidde het aanpassen van de print tot een piek in de kosten en vertragingen nadat de productielijn werd gewijzigd. Ingenieurs kunnen verschillende versies van een enkel ontwerp produceren, kosteneffectief weg van statische methoden met behulp van additieve fabricage.

• Trainingsprogramma's beschikbaar op alle niveaus

De machines en uitrusting krijgen is één ding; over de vaardigheden en het personeel beschikken om de apparatuur efficiënt te laten werken en bedienen, is iets anders. Door uw personeel en werknemers professioneel te trainen om te ontwerpen met behulp van additieve fabricage, is de kans het grootst dat de bedrijfsvoering wordt vertraagd.

Er zijn echter verschillende opleidingsprogramma's voor ontwerpers en fabrikanten beschikbaar op verschillende niveaus. Fundamentele training is voor medewerkers die ervaring hebben met technologie.

Technische trainingsdoelen om besluitvormers te leren hoe ze op de juiste manier kunnen maximaliseren, terwijl geavanceerde training voornamelijk is bedoeld voor postproductie en materiaalbehandeling.

• Vermindert afval tijdens de productie

Additieve fabricageprincipes in de productieprocessen en verschillen sterk van traditionele productiemethoden. Sommige machines werken door materiaal uit een groter blok te verwijderen dan het beoogde product.

De afgesneden materialen in de vorm van schaafsel en niet bruikbaar, eindigen dus als afval. Additive manufacturing werkt echter door materialen laag voor laag toe te voegen, zodat alleen wordt gebruikt wat nodig is. Additive manufacturing helpt de materiaalkosten met maar liefst 90% te verlagen.

• Energiebesparing

Additieve productie vermindert het energieverbruik aanzienlijk, omdat het het te gebruiken materiaal vermindert en de stappen in het productieproces afsnijdt in vergelijking met traditionele productieprocessen.

Door onderdelen opnieuw te produceren met behulp van additieve fabricage, wordt het einde van de levensduur van producten weer in nieuwe omstandigheden gebracht, waarbij energie wordt gebruikt die varieert van 2-25% van de energie die anders nodig zou zijn om een ​​geheel nieuw onderdeel te bouwen.

3D-geprinte siliconen tegenslagen

• Beschikbaarheid van hardware en materiaal

De belangrijkste beperking van 3D-siliconen is de toegang. Verschillende bedrijven bieden legitieme siliconen 3D-prints; dit betekent dat de kosten hoog oplopen en dat er een beperkte materiaalkeuze is.

• Structurele beperking

3D-printbedrijven zijn door de jaren heen gegroeid, maar het productiemateriaal is nog steeds niet additiefvriendelijk. De structurele siliconen 3D-printer heeft één kop, wat betekent dat hij alleen eenvoudige objecten met weinig detail kan maken.

Printers die op stereolithografie gebaseerde technologieën gebruiken, omzeilen het probleem, maar toch bevatten de harsen UV-uitharding. De beste siliconen 3D-printers hebben relatief kleine bouwgebieden die geen ondersteunende structuren voor de print kunnen printen.

• De behoefte aan verharders

Bijna geen enkel bedrijf kan pure siliconen 3D printen in hun productieprocessen. De meeste van hen beroepen zich op het gebruik van UV-verharders; dit heeft de neiging het materiaal te verzwakken en de kwaliteit van het eindproduct te verminderen.

Dit behoudt echter nog steeds positieve eigenschappen, zelfs na het gieten van siliconen en is beschikbaar voor een breed scala aan toepassingen.

Conclusie

Er is nog een lange weg te gaan voor siliconen 3D-printen. Met de langzame ontwikkelingsgroei van technologie is de acceptatiegraad relatief lager. De meeste bedrijven zijn onwetend en zijn zich niet bewust van wat de technologie te bieden heeft of aarzelen om het toe te passen omdat het niet vaak wordt gebruikt.

Met de voortdurende ontwikkelingen en verbeteringen van nieuwe bedrijven die overstappen op siliconen 3D-printen, blijft het een levensvatbaar alternatief voor de industrieën van siliconenfabrikanten.

De vraag naar siliconen 3D-geprinte onderdelen en siliconen mal neemt gestaag toe en duidt erop dat de toekomstige technologie een opwindende zal zijn.