10 самых прочных материалов для 3D-печати: максимальная долговечность

3D-печать — высокouniversальный процесс, производящий и прототипы, и долговечные конечные детали. Некоторые применения требуют экстремальной прочности и долговечности. Эти характеристики во многом зависят от дизайна и материалов. Рассмотрим варианты самых прочных материалов для 3D-печати, доступных в Xometry.

Показатели прочных материалов для 3D-печати

Прочные материалы или детали из них имеют высокую разрывную, сжимаемую или сдвигающую прочность. Выдерживают высокие нагрузки, не деформируются под тяжелыми весами. Могут иметь хорошую устойчивость к удару, химикатам, суровым погодным условиям. Прочность также зависит от дизайна, постобработки, настроек печати.

Самые прочные материалы для 3D-печати в Xometry

Разные технологии требуют разные пластики или металлы. Посмотрим, какой материал с хорошей прочностью требует каждая технология и его свойства.

CE 221 (Цианатный эфир)

Высокая термостойкость и жесткость. Благодаря высокой температуре деформации под нагрузкой безопасен для применений с высокими тепловыми требованиями. Смола с долгосрочной термической стабильностью: температура витревания ~225°C. Выдерживает высокое давление, дает высокую точность поверхности.

• Технология: Carbon DLS
• Применения: Промышленные изделия, компоненты электронной сборки, гидравлические коллекторы

Нейлон PA 12 с углеродным волокном

Смесь нейлона PA 12 с рубленым углеродным волокном дает отличные структурные свойства. Воколокно 35% веса. Дает свободу дизайна, особенно для прототипирования. Довольно прочный и жесткий, заменяет металлы в некоторых применениях: обустройства, приспособления, направляющие сверл, прессованые вставки. Широко в авто, промышленности, отдыхе. PA 12 CF считается FDM-материалом с наивысшим соотношением прочность/вес.

• Технология: FDM
• Применения: Инструментальное оснащение, прототипирование

EPX 82

Эпоксидный фотополимер с отличным сочетанием вязкости, жесткости, долговечности, термостойкости и высокой разрывной прочностью 82 МПа. УФ- и термическая стабильность для широкого спектра применений. Дает точные печати. Высокая ударная и термостойкость для непрерывного использования при переменных температурах.

• Технология: Carbon DLS
• Применения: Обустройства, легкие приспособления, кронштейны, соединители

Поликарбонат (PC)

Твердый, аморфный, высокая ударная прочность, стабильность, хорошие электрические свойства. Пропускает свет почти как стекло. Широкий температурный диапазон, температура деформации под нагрузкой 140°C. Для касок безопасности, линз фар, пуленепробиваемых стекол. Сочетается с горючестьюгасителями без значительной деградации.

• Технология: FDM
• Применения: Медицинское оборудование, промышленные изделия, электронные компоненты

Нержавеющая сталь 17.4 / 1.4542

Хром-никель-медь сталь с высокой прочностью и отличной вязкостью. Разрывная прочность 1070 Н/мм². Хорошая коррозионная стойкость. Из-за высокой прочности широко в авиации и высокотехнологичных отраслях: шестерни, лопасти турбин, валы, литейные формы. Можно термически обрабатывать для разной твердости и вязкости. DMLS — стандарт, также binder jetting и SLM.

• Технология: DMLS, binder jetting, SLM
• Применения: Авиация, высокотехнологичные отрасли

ULTEM 1010

Высшая термостойкость, химическая стойкость и разрывная прочность среди FDM-термопластов. Есть в прозрачном, непрозрачном, стекловолокнистых градах. Для кастомных инструментов для металла/пластика, мед. инструментов, термостойких матриц. Высокопроизводительный полиэтеримид — самый прочный FDM-материал. Наименьший КТР. Сертификаты контакта с пищей и биосовместимости — идеален для пищевой отрасли.

• Технология: FDM
• Применения: Пищевая отрасль, инструментальное оснащение

PEEK

Отличная стойкость к агрессивным химикатам, высокая механическая прочность, размерная стабильность. Сохраняет жесткость при высоких температурах, непрерывное применение до 170°C. PEEK (полиэтериэтеркетон) — отличная усталостная стойкость и стойкость к напряжению-разрыву. Авиация, нефть/газ, полупроводники.

• Технология: FDM
• Применения: Подшипники, уплотнения, клапаны, трубки

ULTEM 9085

Высокое соотношение прочность/вес, высокая ударная прочность, хорошая термостойкость. Высокогорючестойкий. Для прототипов и инструментов в авиации и автопроме. Сравним с нейлон 6.68 (9800). С превосходной механической прочностью и легкостью подходит для конечных деталей.

• Технология: FDM
• Применения: Обустройства, приспособления, композитные формы

Алюминий AlSiMG / EN 1706: 1998

Отличная прочность при высоких температурах (~200°C). Хорошая коррозионная стойкость, легко полируется. Хорошая обрабатываемость и термостойкость. Усталостная прочность 110 Н/мм². Хорошая сварность, широко в деталях транспорта, станков, авиации. Разрывная прочность 290 МПа при комнатной температуре.

• Технология: DMLS
• Применения: Авто, авиация

Нержавеющая сталь 316L / 1.4404

Низкое углерод, хром-никель-молибден. Отличная коррозионная стойкость и стабильность к хлорсодержащим средам и неокисляющим кислотам. Высокая разрывная прочность ~500 Н/мм². Для пищевого и лабораторного оборудования, теплообменников, гайк/болтов. Гладчайший из металлов.

• Технология: DMLS
• Применения: Пищевое/фармацевтическое оборудование

Сравнение стоимости самых прочных материалов

Сравним стоимость на движке котировок Xometry для CAD-модели:

Материал	Технология	Разрывная прочность	Цена 1 шт.	Цена за шт. при 10	Цена за шт. при 100
CE 221	Carbon DLS	92 МПа	€ 645.21	€ 171.58	По запросу
Нейлон PA 12 CF	FDM	76 МПа	€ 24.60	€ 18.49	€ 14.31
EPX 82	Carbon DLS	82 МПа	€ 201.85	€ 46.38	€ 46.38
PC	FDM	60 МПа	€ 34.45	€ 25.89	€ 25.03
Нержавейка 17.4	DMLS	1103 МПа	€ 387.12	€ 294.83	По запросу
ULTEM 1010	FDM	105 МПа	€ 50.03	€ 35.80	€ 34.61
PEEK	FDM	110 МПа	€ 44.21	€ 32.32	€ 23.56
ULTEM 9085	FDM	70 МПа	€ 47.64	€ 35.80	€ 34.61
Алюминий AlSiMG	DMLS	230 – 290 МПа	€ 174.76	€ 89.19	€ 87.80
Нержавейка 316L	DMLS	490 – 690 МПа	€ 387.12	€ 294.83	По запросу

Попробуйте движок мгновенных котировок Xometry для заказа деталей из самых прочных материалов.

Заключение

Два главных типа прочных материалов: пластики (FDM, SLS, SLA, Carbon DLS, MJF) и металлы (DMLS). Xometry Europe предлагает быструю, надежную и высокоточную 3D-печать с этими технологиями и материалами. Через движок мгновенных котировок и сеть 2000+ производителей обеспечиваем бесшовный процесс от котировки до доставки.