3D 打印部件的 10 个防水选项:材料和后处理
防水性对于会暴露在雨水和其他潮湿天气条件下的部件至关重要,包括经常与水接触的部件,例如水瓶。对于 3D 打印技术,要获得防水部件需要考虑几个因素:材料、3D 打印工艺和后处理选项。
3D打印防水材料
大多数 3D 打印材料(如 PLA)在长时间暴露于水中时会降解,而金属通常会因水氧化而生锈。根据 Ingress Protection Code,具有良好防水性的材料被归类为 IP 67 和/或 IP 68。
下面列出的 3D 打印材料可用于制作防水 3D 模型,无需过多的表面处理。
聚丙烯(PP)
这种材料在食品包装瓶和容器中很受欢迎。与其他会随着时间推移吸水的材料不同,它重量轻且排斥水(疏水性)。
聚丙烯非常柔韧,具有良好的层间粘合力,在打印过程中层间间隙很小。除了防水外,它还可以抵抗酸和有机溶剂等腐蚀性化学物质。它还具有良好的耐热性。
合适的 3D 打印技术: MJF &SLS
尼龙 PA 12
这种材料具有良好的弹性和高抗冲击性。它对化学品、酒精、燃料、油和清洁剂的耐受性非常好。对天气和紫外线有很好的稳定性。 PA12 提供了一些防水性能和总体上良好的性价比。但它不适合长期与水接触,需要进行一些特殊的表面处理,如环氧涂层,以确保更好的耐水性。
合适的 3D 打印技术: SLS &FDM
ABS
这种材料非常适合防水印刷。 ABS 是一种高抗冲击和坚韧的材料,玻璃化转变温度约为 105°C。它对水溶液、磷和盐酸具有很强的抵抗力。但是,它可能会被阳光损坏。常用于洒水管和排水管。
适合的 3D 打印技术: FDM
聚碳酸酯
聚碳酸酯是一种具有良好抗冲击性的透明材料。是制作婴儿奶瓶、可再装水瓶的理想材料。
聚碳酸酯是一种坚韧的无定形材料,具有高冲击强度、稳定性和良好的电性能。使用温度范围更广,热变形温度140℃。
适合的 3D 打印技术: FDM
PETG
PETG具有显着的耐化学性、耐久性和良好的成型性。它具有很强的水和湿气阻隔性以及良好的抗冲击性,并且具有轻微的柔韧性。这种材料成型温度低,因此在消费类应用中很受欢迎。
PETG常用于食品容器和液体饮料瓶。
适合的 3D 打印技术: FDM
ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)
这是一种具有改进的耐候性的无定形热塑性塑料。由于其抗紫外线和优异的机械性能,它被广泛用于 3D 打印中的原型制作。 ASA具有良好的耐化学品和耐热性,玻璃化转变温度为108度。
适合的 3D 打印技术: FDM
不锈钢 316L / 1.4404
不锈钢中相对微不足道的铬含量使其具有防水性。它非常耐氧化(生锈)。但是,它可能会被氯基水损坏。它通常用于食品加工和实验室设备、热交换器、螺母和螺栓。
适合的 3D 打印技术: DMLS
比较使用防水材料的零件生产成本
让我们来比较一下使用来自 Xometry 的 Instant Quote Engine 的不同防水 3D 打印材料生产零件的成本:
材质 | 3D 打印技术 | 每单位成本 | 每 10 件的单价 | 每 100 件的单价 |
聚丙烯 | MJF | 51.00 欧元 | 11.72 欧元 | 8.89 欧元 |
聚丙烯 | SLS | 51.00 欧元 | 31.57 欧元 | 30.69 欧元 |
尼龙 PA 12 | SLS | 20.96 欧元 | 15.03 欧元 | 12.73 欧元 |
尼龙 PA 12 | FDM | 18.70 欧元 | 10.35 欧元 | 5.63 欧元 |
ABS | FDM | 9.13 欧元 | 6.34 欧元 | 2.57 欧元 |
聚碳酸酯 | FDM | 34.45 欧元 | 25.89 欧元 | 25.03 欧元 |
PETG | FDM | 10.84 欧元 | 4.28 欧元 | 3.32 欧元 |
ASA | FDM | 18.75 欧元 | 6.60 欧元 | 3.99 欧元 |
不锈钢 316L / 1.4404 | DMLS | 387.12 欧元 | 294.83 欧元 | 按需定价 |
3D 打印防水技术
熔融沉积成型 (FDM)、立体光刻 (SLA) 和选择性激光烧结 (SLS) 是生产防水部件时最好的 3D 打印技术。在 FDM 打印过程中主要可以应用以下技术,以使打印部件具有更好的防水性能。
壁厚
以 0.15mm 的层厚打印可提供良好的打印质量和良好的防水部件。增加壁的厚度是减少水的孔隙率的一种方法。采用低层高、实心填充和高温可以增加壁厚。
增加炮弹
根据经验,增加的周长越多,生产防水部件的机会就越高。事实上,4 到 6 个周长与约 3 毫米壁厚的组合对于防水部件来说效果很好。然而,不同的材料具有不同的周长限制,因此考虑所选材料的周长限制非常重要。
更高的打印温度
较高的温度可以在每层之间提供更好的层粘合。这种改进的粘合减少了可能导致漏水的层间间隙。
获得防水部件的后处理选项
后期制作过程是确保您的零件具有服务所需的防水性能的可靠方法。
蒸汽平滑
这个过程涉及层的混合、层间隙的去除和部件周围密封的收紧。它主要是通过将溶剂应用于可溶性印刷品来完成的。值得注意的是,化学溶剂对材料来说有些特殊。
这种表面处理可用于 MJF 和 SLS 技术。
环氧涂层
在使用环氧树脂之前,对 3D 零件的表面进行打磨和抛光以使其尽可能光滑至关重要。这将确保它为环氧树脂的应用正确准备。两部分环氧树脂是获得防水 3D 零件的理想饰面。流动性刚好足以吸入 3D 打印中的裂缝、空隙或缝隙。然后环氧树脂硬化,形成防水的刚性层。
结论
Xometry Europe 不仅提供材料和 3D 打印工艺,还提供生产高质量和功能性防水部件所需的后处理操作。前往我们的即时报价引擎,探索我们的各种材料、技术和精加工选项,并上传您的 3D 模型。
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