10 вариантов водостойкости для ваших 3D-печатных деталей:материалы и постобработка

Водонепроницаемость важна для деталей, которые будут подвергаться воздействию дождя и других влажных погодных условий, включая постоянный контакт с водой, например, бутылки с водой. Для технологий 3D-печати необходимо учитывать несколько факторов, чтобы получить водостойкие детали:материал, процесс 3D-печати и варианты постобработки.

3D-печать водостойких материалов

Большинство материалов для 3D-печати, таких как PLA, могут разлагаться при длительном воздействии воды, в то время как металлы обычно ржавеют из-за окисления водой. Материалы с хорошей водостойкостью классифицируются как IP 67 и/или IP 68 в соответствии с Кодексом защиты от проникновения.

Перечисленные ниже материалы для 3D-печати можно использовать для изготовления водостойких 3D-моделей без чрезмерной обработки поверхности.

Полипропилен (ПП)

Этот материал популярен среди бутылок и контейнеров для упаковки пищевых продуктов. Он легкий и отталкивает воду (гидрофобный), в отличие от других материалов, которые со временем впитывают воду.

Полипропилен очень эластичен и имеет хорошую межслойную адгезию с небольшими зазорами между слоями во время печати. Помимо водостойкости, он также устойчив к агрессивным химическим веществам, таким как кислоты и органические растворители. Он также обладает хорошей термостойкостью.

Подходящие технологии 3D-печати: MJF и SLS

Нейлон ПА 12

Этот материал обладает хорошей эластичностью и высокой ударопрочностью. Его устойчивость к химическим веществам, спиртам, топливу, маслам и моющим средствам превосходна. Обладает хорошей устойчивостью к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению. PA12 предлагает некоторые водонепроницаемые свойства и в целом хорошее соотношение цены и качества. Однако он не подходит для длительного контакта с водой и требует специальной обработки поверхности, такой как эпоксидное покрытие, для обеспечения лучшей водостойкости.

Подходящие технологии 3D-печати: SLS и FDM

АБС

Этот материал отлично подходит для водостойкой печати. ABS является ударопрочным и прочным материалом с температурой стеклования около 105°C. Обладает высокой устойчивостью к водным, фосфорным и соляным кислотам. Однако он может быть поврежден солнечным светом. Он обычно используется в спринклерных линиях и дренажных трубах.

Подходящая технология 3D-печати: FDM

Поликарбонат

Поликарбонат — прозрачный материал с хорошей ударопрочностью. Это идеальный материал для детских бутылочек, многоразовых бутылочек для воды.

Поликарбонат представляет собой прочный аморфный материал с высокой ударной вязкостью, стабильностью и хорошими электрическими свойствами. Он имеет более широкий температурный диапазон использования с температурой теплового прогиба 140°C.

Подходящая технология 3D-печати: FDM

ПЭТГ

PETG обладает значительной химической стойкостью, долговечностью и хорошей формуемостью. Обладает прочным барьером для воды и влаги, а также хорошей ударопрочностью и небольшой гибкостью. Этот материал имеет низкую температуру формования, что делает его популярным в потребительском секторе.

PETG обычно используется для пищевых контейнеров и бутылок для жидких напитков.

Подходящая технология 3D-печати: FDM

ASA (акрилонитрилстиролакрилат)

Это аморфный термопласт с повышенной атмосферостойкостью. Он широко используется при прототипировании в 3D-печати благодаря своей устойчивости к ультрафиолетовому излучению и превосходным механическим свойствам. ASA обладает хорошей устойчивостью к химическим веществам и нагреванию, а температура стеклования составляет 108 градусов.

Подходящая технология 3D-печати: FDM

Нержавеющая сталь 316L / 1.4404

Относительно незначительный процент хрома в нержавеющей стали делает ее водостойкой. Он достаточно устойчив к окислению (ржавчине). Однако он может быть поврежден водой на основе хлора. Обычно он используется в пищевой промышленности и лабораторном оборудовании, теплообменниках, гайках и болтах.

Подходящая технология 3D-печати: DMLS

Сравнение стоимости изготовления деталей из водостойких материалов

Давайте сравним стоимость производства деталей с использованием различных водостойких материалов для 3D-печати с помощью Xometry Instant Quote Engine:

Материал	Технология 3D-печати	Стоимость за единицу	Стоимость за 10 штук	Стоимость за 100 штук
Полипропилен	МЖФ	€ 51,00	€ 11,72	€ 8,89
Полипропилен	SLS	€ 51,00	€ 31,57	€ 30,69
Нейлон PA 12	SLS	€ 20,96	€ 15,03	€ 12,73
Нейлон PA 12	FDM	€ 18,70	€ 10,35	€ 5,63
АБС	FDM	€ 9,13	€ 6,34	2,57 евро
Поликарбонат	FDM	€ 34,45	€ 25,89	25,03 евро
ПЭТГ	FDM	€ 10,84	€ 4,28	€ 3,32
АСА	FDM	€ 18,75	€ 6,60	€ 3,99
Нержавеющая сталь 316L / 1.4404	DMLS	€ 387,12	€ 294,83	Цена по запросу

Водостойкие технологии 3D-печати

Моделирование методом наплавления (FDM), стереолитография (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS) — лучшие технологии 3D-печати, когда речь идет о производстве водостойких деталей. Следующие методы в основном могут применяться в процессе печати FDM для достижения лучших водостойких свойств напечатанных деталей.

Толщина стенки

Печать с толщиной слоя 0,15 мм дает хорошее качество печати и хорошую водостойкость деталей. Увеличение толщины стенки является одним из способов уменьшения пористости по отношению к воде. Толщина стены может быть увеличена за счет использования малой высоты слоя, твердого наполнителя и высокой температуры.

Увеличить ракушки

Как правило, чем больше периметров добавлено, тем выше шансы получить водостойкую деталь. Действительно, комбинация от 4 до 6 периметров с толщиной стенки около 3 мм хорошо работает для водонепроницаемых деталей. Однако разные материалы имеют разные пределы периметра, поэтому важно учитывать ограничения периметра для выбранного материала.

Более высокая температура печати

Более высокие температуры могут обеспечить лучшую адгезию между слоями. Это улучшенное соединение уменьшает зазоры между слоями, которые могут вызвать утечку воды.

Варианты постобработки для получения водонепроницаемых деталей

Процессы постпроизводства — это верный способ гарантировать, что ваши детали обладают необходимой водостойкостью для эксплуатации.

Разглаживание пара

Этот процесс включает в себя смешивание слоев, удаление зазоров между слоями и уплотнение уплотнения вокруг детали. Это достигается в основном путем нанесения растворителя на растворимый оттиск. Стоит отметить, что химические растворители несколько специфичны для материалов.

Эта обработка поверхности доступна для технологий MJF и SLS.

Эпоксидное покрытие

Перед нанесением эпоксидной смолы очень важно отшлифовать и отполировать поверхность 3D-детали, чтобы сделать ее максимально гладкой. Это обеспечит правильную грунтовку для нанесения эпоксидной смолы. Двухкомпонентные эпоксидные смолы идеально подходят для получения водостойких 3D-деталей. Текучести как раз достаточно, чтобы потягивать трещины, пустоты или зазоры в 3D-печати. Затем эпоксидная смола затвердевает, образуя жесткий, водонепроницаемой слой.

Заключение

Xometry Europe предлагает не только материалы и процессы 3D-печати, но и операции постобработки, необходимые для производства высококачественных и функциональных водостойких деталей. Перейдите к нашему механизму мгновенного расчета стоимости, чтобы изучить различные материалы, технологии и варианты отделки, а также загрузить свою 3D-модель.