Vervang spuitgegoten ABS of polypropyleen door Formlabs:het beste 3D-printmateriaal selecteren

In de wereld van de traditionele productie zijn de ‘Grote Drie’ – ABS, polypropyleen en nylon – lange tijd de gouden standaard geweest. Ze zijn de werkpaarden van het spuitgieten en worden gewaardeerd om hun voorspelbare mechanische eigenschappen en betrouwbaarheid.

Maar naarmate de productontwikkelingscycli korter worden en de vraag naar functionele 3D-geprinte onderdelen voor eindgebruik groeit, zijn ingenieurs steeds meer op zoek naar 3D-printmaterialen die er niet alleen "uitzien" als deze kunststoffen, maar zich ook zo gedragen.

Bij Formlabs hebben we een bibliotheek met functionele harsen ontwikkeld die speciaal zijn ontworpen om de kloof tussen prototyping en productie te overbruggen. Dus welke Formlabs-hars moet u gebruiken als u een ABS-onderdeel vervangt? Of een functioneel prototype maken van iets dat uiteindelijk uit nylon wordt spuitgegoten of machinaal wordt vervaardigd? 

In deze gids worden de populairste thermoplasten besproken en welk Formlabs-materiaal voor u het meest logisch is om te kiezen, op basis van de belangrijkste mechanische eigenschap voor uw toepassing.

Interactief

Heeft u hulp nodig bij het uitzoeken welk 3D-printmateriaal u moet kiezen? Onze nieuwe interactieve materiaalwizard helpt u de juiste materiaalbeslissingen te nemen op basis van uw toepassing en de eigenschappen die u het meest belangrijk vindt uit onze groeiende bibliotheek met harsen.

Beveel mij een materiaal aan

Als je op zoek bent naar een Formlabs-hars die de duurzaamheid, stijfheid en stijfheid (zonder broosheid) van ABS kan nabootsen, zoals in Lego® bakstenen is Tough 2000 Resin de beste keuze. 

ABS, of acrylonitril-butadieen-styreen, is een van de meest gebruikte thermoplastische kunststoffen, die doorgaans in massa worden vervaardigd door middel van spuitgieten. Het is enorm populair voor grote auto-interieuronderdelen zoals dashboards en consoles, maar ook voor veel consumentenproducten die we dagelijks gebruiken, zoals kinderspeelgoed (Lego®-stenen) of behuizingen van luidsprekers en keukenapparatuur. ABS is ook een van de meest populaire filamenten die worden gebruikt in 3D-printers met Fused Deposition Modeling (FDM). 

Voor SLA 3D-printers zijn gebruikers op zoek naar een duurzaam, stijf materiaal met stijfheid, maar niet zo stijf dat het broos wordt. Voor deze toepassingen is Tough 2000 Resin de beste vergelijking. Tough 2000 Resin-onderdelen buigen niet gemakkelijk, hebben een goede slagvastheid en zijn bestand tegen langdurig gebruik. Hoewel Tough 2000 Resin een veel lagere Izod-slagvastheid heeft dan spuitgegoten ABS, maken de voordelen die 3D-printen biedt in termen van ontwerpcomplexiteit en aanpasbaarheid het mogelijk om rond dit soort beperkingen te ontwerpen. 

Voorbeeldgedeelte

Tough 2000 Resin V2 is een robuust materiaal met sterkte en stijfheid vergelijkbaar met acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), dat taaiheid combineert met hoge temperatuur- en kruipweerstand.

Vraag een gratis monsteronderdeel aan

HDPE, of polyethyleen met hoge dichtheid, is gemakkelijk te herkennen als het in massa vervaardigde plastic voor shampooflessen, melkkannen en containers voor schoonmaakmiddelen (het staat nummer twee in de plasticrecyclingcodes – ♴). HDPE-producten worden vaak geblazen en zijn zeer goed bestand tegen slijtage en wrijving. Die slijtvastheid maakt HDPE ideaal voor levende scharnieren en onderdelen die vaak moeten buigen of indrukken zonder te barsten. 

De beste materiaalvergelijking van Formlabs voor HDPE is Tough 1000 Resin. Tough 1000 Resin heeft onze voorheen zeer populaire hars, Sustainable Resin, vervangen als het materiaal bij uitstek voor onderdelen die een uitstekende rek bij breuk, gladheid van het oppervlak en slagsterkte nodig hebben. 

Tough 1000 Resin kan HDPE in termen van mechanische eigenschappen in bijna elk scenario vervangen, behalve in die gevallen waarin hoge temperaturen aanwezig zijn. De enigszins lage HDT van Tough 1000 Resin maakt het vatbaarder voor lichte vervorming bij hitte.

Voorbeeldgedeelte

Tough 2000 Resin V2 is een robuust materiaal met sterkte en stijfheid vergelijkbaar met acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), dat taaiheid combineert met hoge temperatuur- en kruipweerstand.

Vraag een gratis monsteronderdeel aan

Tough 1000 Resin kan spuitgegoten polypropyleen vervangen in situaties waarin wrijvingsweerstand en soepele buigzaamheid de belangrijkste kenmerken zijn die u wilt nabootsen. 

Polypropyleen of PP wordt veel gebruikt vanwege zijn lage wrijving, isolerende en chemische en slagvaste eigenschappen. De populariteit is gedeeltelijk te danken aan het vermogen om zich aan te passen aan een reeks fabricagetechnieken, en aan deze technieken om een ​​breed scala aan diktes en stijfheden van PP-onderdelen te creëren. PP-onderdelen kunnen voor veel verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder spuiten, wegwerpbestek, bekerhouders voor auto's en meer. PP is te herkennen aan het recyclingsymbool nummer 5 (♷).

Zowel Tough 1500 Resin als Tough 1000 Resin hebben enkele van de beste eigenschappen van polypropyleen. U moet Tough 1000 Resin kiezen als u op zoek bent naar de wrijvingsweerstand en soepele buigzaamheid van sommige PP-onderdelen. Als u echter op zoek bent naar de sterkte en duurzame stijfheid van dikkere polypropyleenonderdelen, moet u Tough 1500 Resin kiezen. 

Tough 1500 Resin is ideaal voor onderdelen die een balans moeten vinden tussen stijfheid en taaiheid, of het nu gaat om conforme mechanismen of robuuste behuizingen met zelftappende schroeven en kliksluitingen. De ultieme treksterkte en buigsterkte van Tough 1500 Resin presteren feitelijk beter dan traditioneel spuitgegoten polypropyleenmaterialen, hoewel de rek bij breuk aanzienlijk lager is. 

SLS 3D-geprinte nylonmaterialen, zoals deze onderdelen gedrukt in Formlabs Nylon 11 Powder, zijn chemisch hetzelfde als spuitgegoten polyamiden. Er is geen directe 'nylon'-hars voor SLA 3D-printers, maar Tough 1000 Resin kan nylon 6 vervangen, Tough 1500 Resin kan nylon 12 vervangen en Rigid 10K Resin kan glasgevuld nylon vervangen.

Polyamiden, gewoonlijk nylons genoemd, zijn sterk en stijf zonder broos te zijn; ze kunnen ‘terugschieten’ en hebben een uitstekende thermische en vermoeidheidsweerstand. Polyamiden (nylons) zijn er in verschillende structuren. Ze worden doorgaans geïdentificeerd door getallen die verwijzen naar het aantal koolstofatomen in hun startbouwstenen (monomeren). Nylon 6 is bijvoorbeeld gemaakt van een bouwsteen met 6 koolstofatomen, terwijl Nylon 12 afkomstig is van een bouwsteen met 12 koolstofatomen.

Het beste Formlabs-materiaal ter vervanging van in massa geproduceerd nylon is natuurlijk SLS 3D-geprint nylon - een universeel materiaal zoals Nylon 12 Powder, dat uitstekend geschikt is voor sterke, duurzame onderdelen, of een meer gespecialiseerd, prestatiegericht materiaal zoals Nylon 11 Powder. Er zijn bovendien zeer specifieke nyloncomposieten, zoals Nylon 11 CF Powder voor extreem stijve onderdelen. 

Als SLS 3D-geprint nylon echter geen optie is en u een Formlabs SLA-harsmateriaal nodig heeft, hangt de beste vervanging voor een polyamide af van de materiaaleigenschap die u het belangrijkst vindt. Polyamiden kunnen een reeks opvallende mechanische eigenschappen hebben, dus beslis of u de stijfheid, duurzaamheid of slagsterkte van nylon het liefst wilt. Voor stijfheid of ter vervanging van gevuld of samengesteld nylon kan het beste materiaal Rigid 10K Resin zijn, dat extreem stijf en dicht is. Als je meer geïnteresseerd bent in de flexibiliteit en weerstand tegen vermoeidheid van nylon 12, is Tough 1500 Resin de beste optie voor een vergelijkbare hars. Voor een 'gladder' nylon 6-materiaal is Tough 1000 Resin de beste keuze.

Dit productiehulpmiddel, of verbruiksartikel voor de productie, is ontworpen en gebruikt door Eaton op de locatie in Olean, New York, om onderdelen door hun uit één stuk bestaande productiesysteem te verplaatsen. Oorspronkelijk vervaardigd door Delrin (links), is het nu 3D-geprint op de Fuse Series SLS 3D-printer in Nylon 12 Powder. 

Polyoxymethyleen (POM), ook bekend als acetaal of onder de commerciële naam Delrin®, is extreem populair in productiescenario's als machinaal bewerkbare kunststof vanwege de hoge stijfheid, lage wrijving en uitstekende maatvastheid. Omdat het niet buigt, uitrekt of vocht absorbeert, is het vooral populair in fabrieksomgevingen voor productieverbruiksartikelen of productiehulpmiddelen. 

Delrin heeft de ductiliteit van PP en de stijfheid van ABS, dus afhankelijk van uw gebruikssituatie kan Tough 1000 Resin of Tough 2000 Resin werken. Voor de productie van productiehulpmiddelen in grotere volumes, zoals bij Eaton, kan het vervangen van Delrin-productieverbruiksartikelen door SLS 3D-geprint Nylon 12-poeder de materiaalkosten en arbeidstijd verlagen – terwijl dezelfde stijfheid en duurzaamheid van de originele Delrin-onderdelen wordt bereikt. 

Er zijn geen harsen die chemisch exact hetzelfde zijn als spuitgegoten TPU, maar er zijn FDM-filamenten en SLS-poeders, zoals deze twee SLS 3D-geprinte TPU 90A-poederpakkingen, gedrukt op verschillende durometers op de Fuse-serie met behulp van de Print Settings Editor. 

Thermoplastisch polyurethaan, of TPU, is een flexibel elastomeer met uitstekende duurzaamheid, weerstand tegen chemicaliën en slijtvastheid. Het wordt gebruikt voor trillingsdempende toepassingen, schoenen en vele onderdelen die moeten buigen en terugveren of schokken moeten absorberen. TPU kan worden vervaardigd met een reeks Shore-hardheden, waardoor het eindproduct min of meer stijf wordt, variërend van zacht 50A tot harder 90A+. 

Hoewel Formlabs een TPU-materiaal heeft voor de SLS Fuse Series (TPU 90A Powder), is er geen harsformulering van TPU. U kunt echter in massa vervaardigde TPU vervangen door harsonderdelen die zijn gedrukt in Elastic 50A Resin voor zachtere durometers en Flexibele 80A Resin voor iets hardere durometers. 

Stijve 10K-hars kan PEEK vervangen in situaties waarin u op zoek bent naar een extreem stijf, sterk, stijf materiaal. Veel Formlabs-gebruikers vertrouwen op Rigid 10K Resin om spuitgietgereedschap voor 3D-printen te maken dat kan worden gebruikt in industriële spuitgietmachines voor duizenden opnames. 

Polyetheretherketon, of PEEK, is een industriële, hoogwaardige kunststof die kan worden gebruikt ter vervanging van metaal in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel-, medische en utiliteitstoepassingen. Het is niet mogelijk om PEEK te vervangen door slechts één 3D-printmateriaal; het is te uitgebreid presterend voor verschillende eigenschappen. Een structureel ander, maar verwant materiaal, PEKK genaamd, is gemakkelijker te verwerken en heeft veel van de extreme eigenschappen van PEEK gemeen.

Als u echter op zoek bent naar de stijfheid van PEEK en een deel van de slagvastheid wilt opofferen, dan is Rigid 10K Resin geschikt. Als u de hoge hittebestendigheid van PEEK nodig heeft, dan is High Temp Resin de beste keuze. En als u de biocompatibiliteit van PEEK nodig heeft, dan is het assortiment biocompatibele harsen van Formlabs ideaal, zoals BioMed Clear Resin, BioMed White Resin of BioMed Black Resin. 

Industriële kunststoffen zoals ABS, PEEK en polypropyleen zullen niet snel volledig worden vervangen door 3D-geprinte materialen; het is te kosteneffectief en te efficiënt om ze te produceren via spuitgieten, blaasvormen, thermovormen en andere massaproductieprocessen. 

Naarmate 3D-printers en materialen echter geavanceerder en technisch capabeler worden, kunnen 3D-geprinte onderdelen traditionele industriële kunststoffen vervangen in veel eindgebruikscenario's, van consumptiegoederen tot productiehulpmiddelen en functionele prototypes. 

Formlabs-harsen zijn in veel situaties een goede vervanging voor deze veel voorkomende materialen. Ze zijn specifiek geformuleerd en uitvoerig getest om ervoor te zorgen dat ze kunnen presteren als dat nodig is. 

Vraag een gratis 3D-geprint exemplaar aan om het zelf te zien. Of neem contact op met ons team om uw specifieke toepassing te bespreken en een voorbeeld op maat van een van uw bestanden te ontvangen.