Десять лет инноваций с Lay Filaments: путь от дерева к керамике и биополимерам

Любое изобретение начинается как эксперимент и в какой-то степени считается революционным. Аддитивное производство не исключение — экспериментальный и революционный характер новых материалов и технологий в 3D-печати всегда вызывает живой интерес и восторг. Это связано с тем, что 3D-печать относительно молода, но развивается невероятным темпом, в основном потому, что всё больше отраслей и компаний вступают в Индустрию 4.0 с помощью аддитивных технологий. Это создает огромное множество потребностей и вызовов.

Десять продуктивных лет на рынке 3D-печати

10 лет назад, когда на рынке 3D-печати были доступны только PLA и ABS, немецкий инженер Кай Парти выпустил свой первый филамент — LayWoo-D3. В то время это был первый деревянный филамент на рынке, и сам изобретатель вызвал огромный интерес в сообществе 3D-печати. Следующее изобретение — LayBrick — подтолкнуло других производителей к экспериментам с деревянными и керамическими филаментами. На сегодня можно с уверенностью сказать, что Кай Парти не разочаровал: он не прекращал выпускать новые филаменты для 3D-печати и другие изобретения, такие как двухцветный хотэнд или решения против варпинга.

Каталог Lay Filaments

Каталог Lay Filaments насчитывает более 10 инновационных филаментов (некоторые с вариациями) с уникальными свойствами, часто не имеющими аналогов на рынке. Филаменты Lay обладают уникальными практическими применениями и нередко дают изделия, которые совсем не выглядят как 3D-печатанные, что в определенных приложениях может быть преимуществом. Все филаменты Кая Парти — высококачественные продукты, прошедшие обширное тестирование перед выходом на рынок. Среди самых изобретательных Lay Filaments: GrowLay, серия LayWood, LayBrick, LayCeramic, Reflect-o-Lay, SoLay, MoldLay, серия PoroLay и серия LayAway.

GrowLay

На момент запуска филамент GrowLay был материалом, невиданным в 3D-печати. Это биоразлагаемый микрокапиллярный филамент, способный впитывать воду, жидкие удобрения, семена и субстрат, поэтому он может служить структурой для выращивания растений, грибов, лишайников, мха и даже сыра.

Изображение 1: Детали, 3D-печатанные филаментами Brown и White GrowLay. Источник: Lay Filaments.

Доступен в двух вариантах — Brown GrowLay и White GrowLay. Оба можно окрашивать пищевыми красителями и стерилизовать (но не термически), что сделало их популярными в научных центрах, фармацевтических учреждениях и даже у креативных шеф-поваров.

Видео 1: Как 3D-печатать с филаментом Brown GrowLay. Источник: RucklerSaga.

Пока Brown GrowLay содержит в составе натуральные древесные клетки, White GrowLay их не содержит, что переводится в более низкую прочность на разрыв и жесткость. Это делает печать на нем немного сложнее, поэтому он рекомендуется тем, у кого уже есть опыт работы с Brown GrowLay.

Серия LayWood

LayWoo-D3 — филамент, с которого всё началось в 2012 году. Он состоит на 40% из древесных волокон, его поверхность похожа на дерево. Его можно шлифовать и красить, а цвет меняется в зависимости от температуры экструзии, что делает его идеальным для печати декоративных изделий: предметов интерьера, деревянных молдингов.

Изображение 2: LayWoo-D3 (справа) и LayWood Flex (слева) от Lay Filaments. Источник: Lay Filaments.

LayWood Flex создан на базе LayWoo-D3 добавлением пластификаторов. Состав: 35% древесных волокон, полимерный связующий элемент и пластификатор. Как и LayWoo-D3, его можно шлифовать и красить, а температура экструзии меняет гибкость и цвет, что позволяет воспроизводить эффект годовых колец дерева.

LayBrick и LayCeramic

LayBrick состоит из песчаника и полимерного связующего, его поверхность напоминает камень или керамику, хотя по свойствам это не керамический филамент. Шероховатость меняется в зависимости от температуры экструзии. Как и LayWood, LayBrick идеален для декоративных деталей или архитектурных макетов.

Изображение 3: Филаменты LayBrick (слева) и LayCeramic (справа) от Кая Парти. Источник: Lay Filaments.

LayCeramic, напротив, — филамент с реальными керамическими свойствами. Объект, напечатанный этим материалом, должен пройти процесс дебиндинга и спекания для удаления полимерного связующего и превращения детали в полноценную керамику. После этого изделие можно дальше обрабатывать (например, глазуровать) для придания керамического вида.

Reflect-o-Lay

Reflect-O-Lay — филамент из полугибкого PLA и ретрорефлекторных микрошариков, еще одно изобретение Кая Парти. Филамент наполнен миллионами отражающих пигментов, которые интенсивно светятся при освещении фонариком или автомобильными фарами под любым углом.

Видео 2: Теория филамента Reflect-O-Lay. Источник: Lay Filaments.

Reflect-O-Lay можно использовать для печати велосипедных аксессуаров, пассивных сигнальных элементов для дорожной видимости и безопасности, или светящихся в темноте аксессуаров. Детали из Reflect-O-Lay гибкие и стираемые, их можно клеить или шить на одежду и стирать без риска потери отражающих свойств.

SoLay

SoLay — филамент эластичный как резина (твердость по Шору 90A), предназначен для использования подобно резине: подошвы обуви, ремни, браслеты. Разработан с учетом текстильного сектора, но применим в других отраслях для прототипирования и печати конечных изделий. Идеален для экспериментальной обуви, так как можно красить (и филамент, и изделие) спиртоосновными чернилами.

Изображение 4: Окраска детали, напечатанной филаментом SoLay. Источник: Lay Filaments.

Печатается легко, рекомендуется использовать 3D-принтер с прямым экструдером (лучше для гибких филаментов), например Raise 3D Pro2 или Creality CR-10.

MoldLay

MoldLay — новейший релиз Кая Парти. Филамент с воскоподобными свойствами, разработанный для печати 3D-форм для литья по выгораемой модели и постоянных форм для металлов. Практически не дает усадку и не требует нагретого стола. При литье по выгораемой модели форма окружится бетоном, а модель из филамента расплавится внутри, оставляя полость для залива расплавленного металла.

Видео 3: Литье по выгораемой модели с филаментом MoldLay. Источник: Lay Filaments.

После завершения остаточный бетон можно удалить, погрузив деталь в раствор лимонной кислоты на несколько часов. MoldLay упрощает, удешевляет и ускоряет процесс литья по сравнению с традиционным методом. При плавлении не выделяет токсичных паров и не требует спецоборудования — MoldLay можно выплавить в обычной кухонной духовке.

Серия PoroLay

Lay-Fomm и Gel-Lay — два уникальных филамента из семейства PoroLay. Материалы PoroLay созданы для 3D-печати микропористых, плавающих и эластичных объектов с свойствами пены, резины или кожи.

Lay-Fomm, доступный в двух вариантах: LayFomm 40 (твердость по Шору 40A) и LayFomm 60 (Шор 60A), высокопорист и частично растворим. Состоит из полимера и PVA (растворимого материала). Напечатанный объект жесткий и прочный, но при помещении в воду PVA растворяется, остается микропористый эластичный резиновый объект. Идеален для печати эластичных губоподобных объектов, например симуляции морской жизни. Чем дольше время промачивания, тем гибче становится объект. Кроме того, детали из LayFomm можно смочить другими жидкостями: маслом, глицерином, чернилами, солевыми растворами, ионными жидкостями или для придания электропроводности.

Видео 4: Губка, 3D-печатанная филаментом LayFomm. Источник: Lay Filaments.

GelLay при контакте с водой имитирует желатин. Состоит из ТПЭ эластомера и растворимого PVA. Очень полезен для печати мягких объектов для применений, требующих контакта с водой и плавучести, например в биомеханике.

Видео 5: 3D-печать с филаментом GelLay от Кая Парти. Источник: Lay Filaments.

Напечатанный объект прочный и жесткий, но после промывки или погружения в воду PVA в GelLay растворяется, и объект приобретает желатиноподобные свойства. Как и LayFomm, GelLay можно смочить жидкостями, отличными от воды: маслом, глицерином, чернилами, солевыми растворами, ионными жидкостями или для электропроводности.

Серия LayAway

Серия LayAway — семейство поддерживающих материалов от Кая Парти, включает EthyLay, High-T-Lay (ранее Chamberlay), LayCloud и LayPVA. Поддерживающие материалы помогают получать сложные структуры при FDM-печати. После печати поддержка удаляется механически или растворением. Для печати с поддержкой нужен принтер с двойным экструдером, например BCN Epsilon W27 или Raise3D E2.

High-T-Lay (ранее Chamberlay) — водорастворимый высокотемпературный поддерживающий филамент для материалов с высокой температурой размягчения. Может комбинироваться с техническими материалами (PC, POM) и стандартными (ABS) благодаря температуре экструзии 240 °C и способности выдерживать температуру камеры около 100 °C длительное время. High-T-Lay растворяется в воде, не требуя вентилируемой зоны, в отличие от D-Лимонена, растворителя для HiPS.

Изображение 5: Поддерживающий материал High-T-Lay для высокотемпературных материалов. Источник: Lay Filaments.

LayCloud — первый на рынке поддерживающий материал, специально созданный для гибких и полугибких филаментов (TPU, TPE). Печатается до 240 °C, растворяется в горячей и холодной воде (горячая ускоряет процесс). Будучи водорастворимым, дает практическое преимущество перед HiPS, требующим D-Лимонен и защиту дыхательных путей.

Изображение 6: Поддерживающие материалы серии LayCloud. Источник: Lay Filaments.

LayPVA — еще один растворимый филамент от Кая Парти. PVA (поливинилацетат) — водорастворимый материал, часто используемый как поддержка. Не выделяет токсичных паров, бесцветен, растворяется в горячей и холодной воде (горячая быстрее). Немного жестче других PVA-филаментов, что облегчает печать. Рассчитан на использование с PLA, ABS и Nylon. LayPVA разработан устойчивее к тепловому искажению и термической деградации в экструдере, что часто проблема других PVA. Поэтому его можно использовать на принтерах с нагретым столом с хорошей адгезией.

Уникальные и видовые материалы для 3D-печати

Кай Парти — исключительно креативный и плодовитый создатель материалов. Он представляет новый невиданный филамент примерно каждый год, имея теперь около дюжины оригинальных и бесподобных материалов в портфолио.

Lay Filaments — очень универсальные филаменты, применимые во многих секторах, пользователями разного уровня навыков и для множества приложений: формы, поддержки, субстраты для выращивания растений, декоративные деревянные и керамические изделия, текстиль, аксессуары для дорожной безопасности, губки и желатиноподобные объекты.

Сообщество 3D-печати нетерпеливо ждет следующего гениального материала Кая Парти. Пусть следующие 10 лет его работы принесут больше передовых филаментов для новых потребностей аддитивного производства.