10 проверенных решений для водоустойчивых 3D-деталей: материалы и постобработка

Водоустойчивость критична для деталей, экспонируемых дождю, влаге или постоянному контакту с водой (например, бутылки). Для 3D-печати водоустойчивых деталей нужно учитывать три фактора: материал, технологию печати и варианты постобработки.

Водоустойчивые материалы для 3D-печати

Большинство материалов (например, PLA) деградируют при длительном контакте с водой, а металлы ржавеют из-за окисления. Материалы с хорошей водоустойчивость классифицируются как IP 67 и/или IP 68 по коду защиты от проникновения.

Ниже перечислены материалы, позволяющие печатать водоустойчивые модели без сложной обработки поверхности.

Полипропилен (PP)

Популярен для упаковки еды и бутылок. Легкий, гидрофобный (отталкивает воду), в отличие от материалов, впитывающих влагу. Обладает хорошей межслойной адгезией с минимальными зазорами. Устойчив к агрессивным химикатам (кислоты, органические растворители) и теплу.

Подходящие технологии: MJF и SLS

Нейлон PA 12

Хорошая эластичность и ударная прочность. Отличная устойчивость к химикатам, спиртам, топливам, маслам и моющим средствам. Хорошая стойкость к погоде и УФ. PA12 дает определенную герметичность и хорошее соотношение цены и качества. Но не подходит для длительного контакта с водой — требует эпоксидного покрытия для лучшей защиты.

Подходящие технологии: SLS и FDM

ABS

Отличный материал для водоустойчивой печати. Высокая ударная прочность, температура витревания ~105°C. Устойчив к водным растворам фосфорной и соляной кислот. Портится под солнечным светом. Используется в оросительных системах и дренажных трубах.

Подходящая технология: FDM

Поликарбонат

Прозрачный материал с хорошей ударной прочностью. Идеален для детских бутылочек и многоразовых бутылок для воды. Твердый, аморфный, с высокой ударной прочностью, стабильностью и хорошими электрическими свойствами. Диапазон рабочих температур широк: температура деформации под нагрузкой 140°C.

Подходящая технология: FDM

PETG

Высокая химическая стойкость, долговечность и формообразуемость. Сильный барьер против воды и влаги, хорошая ударная прочность, небольшая гибкость. Низкие температуры формовки делают его популярным в потребительских изделиях. Используется для емкостей для еды и бутылок для напитков.

Подходящая технология: FDM

ASA (Акрилонитрил-стирол-акрилат)

Аморфный термопластик с улучшенной погодостойкостью. Широко используется в прототипировании благодаря УФ-стойкости и отличным механическим свойствам. Хорошая химическая и тепловая стойкость, температура витревания 108°C.

Подходящая технология: FDM

Нержавеющая сталь 316L / 1.4404

Низкое содержание хрома делает её водоустойчивой. Устойчива к окислению (ржавлению), но повреждается хлорсодержащей водой. Применяется в пищевой промышленности, лабораторном оборудовании, теплообменниках, гайках и болтах.

Подходящая технология: DMLS

Сравнение стоимости производства деталей из водоустойчивых материалов

Сравним стоимость производства деталей из разных материалов на движке мгновенных котировок Xometry:

Материал	Технология	Стоимость 1 шт.	Цена за шт. при 10 шт.	Цена за шт. при 100 шт.
Полипропилен	MJF	€ 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
ABS	FDM	€ 9.13	€ 6.34	€ 2.57
Поликарбонат	FDM	€ 34.45	€ 25.89	€ 25.03
PETG	FDM	€ 10.84	€ 4.28	€ 3.32
ASA	FDM	€ 18.75	€ 6.60	€ 3.99
Нержавеющая сталь 316L	DMLS	€ 387.12	€ 294.83	По запросу

Технологии 3D-печати для водоустойчивых деталей

FDM, SLA и SLS — лучшие технологии для производства водоустойчивых деталей. Следующие методы применяются в основном в FDM для улучшения водоустойчивости.

Толщина стенки

Печать со слоем 0.15 мм дает хорошее качество и водоустойчивость. Увеличение толщины стенки снижает пористость. Достигается низкой высотой слоя, сплошным заполнением и высокой температурой.

Увеличение периметров (shells)

Правило: чем больше периметров, тем выше шанс на водоустойчивую деталь. Комбинация 4–6 периметров при толщине стенки ~3 мм хорошо работает для герметичных деталей. Но у разных материалов разные лимиты периметров.

Более высокая температура печати

Высокая температура улучшает межслойную адгезию, уменьшая зазоры, через которые может просачиваться вода.

Варианты постобработки для водоустойчивости

Постобработка — гарантированный способ обеспечить необходимую водоустойчивость.

Паровое сглаживание

Процесс слияния слоев, устранения зазоров и уплотнения поверхности. Выполняется растворением растворителем. Растворители специфичны для материалов. Доступно для MJF и SLS.

Эпоксидное покрытие

Перед нанесением эпоксидки поверхность нужно зашкурить и полировать до максимальной гладкости. Двухкомпонентные эпоксидки идеальны для герметичности: они проникают в трещины и пустоты, застывая в жесткий водонепроницаемый слой.

Заключение

Xometry Europe предлагает не только материалы и технологии 3D-печати, но и операции постобработки для производства качественных функциональных водоустойчивых деталей. Перейдите в наш движок мгновенных котировок, чтобы изучить материалы, технологии и варианты отделки и загрузить 3D-модель.