Polipropilén (PP) 3D nyomtatás – Minden amit tudni kell

Megosztás

Tartalom

HIRDETÉS
HIRDETÉS

Elgondolkozott már azon, hogy miért olyan ellenálló a samponfedele? Valószínű, hogy polipropilénből (PP) készül, amely egy robusztus és fáradtságálló műanyag, amelyet számos tartós cikkhez használnak, beleértve a háztartási cikkeket, edényeket, sportruházatot, játékokat, valamint orvosi és laboratóriumi felszereléseket.

A polipropilén széles körben elérhető és olcsó, így a polietilén után a második leggyakrabban használt műanyag a világon. Feldolgozási sokoldalúsága és kiemelkedő anyagtulajdonságai, valamint újrahasznosíthatósága a félkristályos polimert a gyártási szektor, különösen a fröccsöntés kedvencévé teszik.

A polipropilénnel történő 3D nyomtatás lassan felzárkózik a hagyományos feldolgozóiparhoz, annak ellenére, hogy néhány egyedi kihívással néz szembe. Lássuk.

Mi az a polipropilén?

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Az ételtartók gyakran polipropilénből készülnek. (Forrás: All3dp)

Anyagtulajdonságok

Kezdjük az anyag kémiai szerkezetével és a megfelelő tulajdonságaival. A polipropilén egy félig kristályos hőre lágyuló műanyag, amely a poliolefinek családjába tartozik, és az egyik legolcsóbb és legszélesebb körben használt műanyag a világon. Nyersolaj könnyű desztillátum termikus krakkolása révén állítják elő, közismert nevén benzin, és három kémiai szerkezettel rendelkezik: ataktikus, szindiotaktikus és izotaktikus. A különbség itt a metilcsoportok molekuláris elrendezésében rejlik, mivel a három közül csak az utóbbit gyártják kereskedelmileg jelentős mennyiségben.

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
(Forrás: All3dp)

A végtermék kívánt tulajdonságaitól függően a polipropilén monomer összetétele ezenkívül változhat. Az anyag kizárólag propilén monomerekből állhat az úgynevezett homopolimerek létrehozása érdekében, vagy más monomereket, például etilént tartalmazhat kopolimerek létrehozására. A piacon jelenleg három fő polipropilén polimertípus érhető el. Alkalmazásaik és költségeik általában átfedik egymást:

  • Homopolimerek: A PPH a leggyakrabban használt általános célú minőség. Egy propilén monomerből áll, félig kristályos formában. A többi minőségnél erősebb és merevebb PPH-t jó vegyszerállóságával és hegeszthetőségével jellemez. Ezen túlmenően magas szilárdság-tömeg aránya van, ami miatt a homopolimerek sokféle alkalmazásra alkalmasak, beleértve az autóalkatrészeket, az elektromos alkalmazásokat, a csöveket, a textíliákat és a csomagolást. Olvadáspontja 160-165 °C.
  • Blokk-kopolimerek: A csoport 5-15% etilént tartalmaz, és javított ütésállósággal rendelkezik, amely -20 °C alatti hőmérsékletig is kitart. Komonomer egységei vannak, amelyek szabályos mintázatban vannak elrendezve. Emiatt a blokk-kopolimerek szívósabbak és kevésbé törékenyek, mint a véletlenszerű kopolimerek (lásd alább). Ütésmódosítók hozzáadásával szívósságuk tovább fokozható. Kiválóan alkalmasak nagy szilárdsági követelményeket támasztó ipari alkalmazásokhoz. Tipikus olvadáspontjuk 135-159 °C.
  • Véletlenszerű kopolimerek: A polipropilén lánc molekula komonomer egységeket tartalmaz, amelyek véletlenszerűen vannak elrendezve. Ezek a polimerek jellemzően 1-7% etilént tartalmaznak, és akkor választják őket, ha alacsonyabb olvadáspont, nagyobb rugalmasság és optikailag tiszta felület kívánatos.
Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Egy minta polipropilén pelletből, elemzésre készen. (Forrás: All3dp)

A polipropilén a gyártók körében népszerű választás lett alacsony költsége és számos kedvező kémiai tulajdonsága miatt, amelyek közül a legfontosabbak az alábbiak:

  • Vízállóság:  A polipropilén rendkívül vízhatlan. Ez a tulajdonság elengedhetetlen az orvosi és ipari termékek teljes merítési alkalmazásához.
  • Lehetővé teszi az áteresztőképességet: Biaxiális orientáció esetén nagy transzmisszió érhető el. Az esztétika vagy a fényátvitel megköveteli ezt a tulajdonságot.
  • Színváltoztatás: A színek hozzáadása egyszerű, és nem rontja a műanyag tulajdonságait (festési folyamat).
  • Magas olvadáspont: Összehasonlítva más, a piacon kapható műanyagokkal, a polipropilén magas olvadáspontja miatt kiváló választás élelmiszeripari berendezésekhez (konténerek, konyhai eszközök), ahol magas hőmérsékletre van szükség, valamint laboratóriumi készülékekhez.
  • Kémiai ellenállás: A félkristályos polimerek vegyszer- és oldószerállósága általában sokkal jobb, mint a versengő amorf anyagoké, mivel sűrűn tömörített kristályos szerkezetük megvédi őket az oldódástól.
  • Biológiai rezisztencia: Nem penészesedik és nem romlik biológiai tényezőkre, például baktériumok vagy gombák (rövid távon).
  • Szigetelés: Magas elektromos ellenállása miatt általában elektronikus alkatrészekben használják.
  • Nem mérgező: Az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság szerint a polipropilént általában biztonságosnak tartják az élelmiszerekkel és az emberekkel való érintkezéskor, és nem tartalmazza az ellentmondásos biszfenol A (BPA) adalékanyagot. A felhasznált keveréktől függően azonban a jelenlegi kutatások azt sugallják, hogy a műanyagban található endokrin rendszert károsító vegyszerek bizonyos feltételek mellett továbbra is fennállhatnak annak veszélyében, hogy az élelmiszerekbe és italokba kimosódhatnak.
  • Újrahasznosítható: Elméletileg a polipropilén kémiailag és mechanikailag is újrahasznosítható. Ami a 3D nyomtatást illeti, ez a tanulmány azt mutatja, hogy az újrahasznosítási folyamat során hasadásra vagy térhálósodásra hajlamos egyéb gyakori filamentekkel ellentétben az újrahasznosított polipropilén kiváló anyagtulajdonságokkal rendelkezik a nagy termikus stabilitása miatt. A valóságban azonban jelenleg az összes polipropilén mindössze 1-4 százalékát hasznosítják újra, ez a probléma egy későbbi szakaszban jelentkezik.


Bármilyen jól is hangzik mindez, a polipropilén kémiai összetételének számos hátránya is van:

  • Tűzveszélyes: Ez az anyag könnyen megéghet, de vannak olyan fokozatok, amelyek lángállóbbak.
  • UV-lebomlás: Hajlamos a napfény által okozott károsodásra, ami lerontja a polimerkötéseket, amelyek összetartják. Ezért tiszta formájában nem ideális választás hosszú távú kültéri megvilágításhoz, de ez pigmentekkel és egyéb adalékokkal javítható.
  • Korlátozott, magas hőmérsékletű felhasználás:  Bár elvisel némi hőt, egy bizonyos pont után túlságosan felforrósodik a polipropilénhez. Ez azért van, mert magas hőmérsékletű tágulási együtthatója van.
  • Gyenge ellenállás a klórozott oldószerekkel és aromás anyagokkal szemben. 
  • Gyenge kötési tulajdonságok: Ez megnehezíti a festést, és befolyásolja a tapadását bizonyos érintkezési pontként használt ragasztókhoz. Például bútorok beszereléséhez. A tapadási szilárdság azonban fokozható, ami lehetővé tenné festékek és tinta használatát.
  • Oxidációra érzékeny. A polipropilén érzékeny a termooxidatív lebomlásra, ami bizonyos mértékig orvosolható antioxidánsok hozzáadásával.

Mechanikai tulajdonságok

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A polipropilén mindig megfelel a szakítóvizsgálatnak. (Forrás: All3dp)

A polipropilén fizikai tulajdonságainak másik fontos szempontja a mechanikai terhelés alatti viselkedése. Itt is számos olyan kedvező tulajdonsággal büszkélkedhet, amelyek vonzóvá teszik gyártási anyagként. A polipropilén sokoldalú, tartós, könnyű és rendkívül masszív hőre lágyuló műanyagról ismert. A létrehozásához használt polimerizációs eljárástól függően különböző tulajdonságok és textúrák érhetők el. Az alábbiakban felsorolunk néhány legfontosabb jellemzőjét:

  • Szakítószilárdság: Könnyűsége ellenére az anyag képes ellenállni a nagy terheléseknek.
  • Rugalmasság és szívósság: A polipropilént szívós anyagnak tekintik, mert törés nélkül deformálódhat. Ezenkívül nagyon rugalmas, ami megkönnyíti a különböző formájú formázást, és biztosítja, hogy jelentős sérüléseket szenvedjen el, mielőtt eltörik.
  • Fáradtságállóság: Ez a tulajdonság az oka annak, hogy a sampon fedele polipropilénből készül. Megőrzi alakját hajlítás vagy csavarás után. Ez alkalmassá teszi élő zsanérokhoz, amelyek általában nem érhetők el olyan általános
    3D nyomtatási anyagokkal, mint a PLA, ABS vagy nejlon.


Ha a fólia- és fóliagyártás során biaxiálisan nyújtják, a polipropilén mechanikai szilárdsága és optikai tulajdonságai tovább javulhatnak. Az egytengelyű nyújtás mellett, amely a gép irányában erőt ad, a biaxiális orientáció segít a keresztirányú síkban jelentkező gyengeség leküzdésében ( Ajji, 1999 ).

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A kereskedelmi polipropilén tipikus fizikai és mechanikai tulajdonságai (Forrás: All3dp)

A polipropilén alkalmazásai

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
3D nyomtatott szivattyúház polipropilénből. (Forrás: All3dp)

Most, hogy a polipropilén anyagi vonatkozásait részletesebben megvizsgáltuk, térjünk át ennek a sokoldalú polimernek a különféle iparágakban való sokféle felhasználására. A kereskedelemben kapható polipropilén hőformázható, formázható vagy hegeszthető. Ezen túlmenően szálakká fonva szövettermékek széles skáláját lehet előállítani. Ez megnyitja a lehetőséget számos ipari, orvosi és fogyasztói termékhez való felhasználására:

  • Autóipar:  A polipropilén egyre népszerűbb anyaggá vált az autóiparban. Lökhárítókban, burkolatokban, belső elemekben és autóakkumulátorokban használva elnyerte ennek az iparágnak a bizalmát az ellenállás és a költség arányának köszönhetően.
  • Rugalmas és merev csomagolás: Kiváló tulajdonságainak és alacsonyabb árának köszönhetően a polipropilén hajlamos a celofán, a fémek és a papír helyére rugalmas formájában. A fő ágazat, ahol megtalálható, az élelmiszer-csomagolás, a cukrászda és a ruhaipar. Ami a merev formáját illeti, a polipropilén megtalálható palackokban és tégelyekben fűszerek, mosószerek, egyéb háztartási termékek, vékony falú edényekben, például joghurtokhoz és eldobható forró ivópoharakban, raklapokban és egyéb tárolási megoldásokban.
  • Divat- és sportipar:  Mivel ellenáll a környezeti tényezőknek, mint például a fizikai igénybevételnek (kopásnak), a napnak, a penésznek, a baktériumoknak és a víznek, a polipropilént széles körben használják kültéri berendezésekben, sportruházati felszerelésekben, alsóneműkben, sőt még táskában is. táskák.
  • Játékok és műanyag alkatrészek: A tartósság és az emberi érintkezés biztonsága a játékok alapvető tényezői.
  • Orvosi alkalmazások:  Mivel sterilizálható és átlátszó, a polipropilén az orvosi iparban is növekedésnek indult. A tisztítószerekkel, fertőtlenítőszerekkel, oldószerekkel és viszonylag magas hőmérséklettel szembeni ellenálló képesség, valamint a mérsékelt költség az elkövetkező évekre vonatkozó alkalmazást ígér ebben a szektorban. Alkalmazásai három kategóriába sorolhatók: orvosi eszközök és védőfelszerelések, szilárd és folyékony gyógyszerek csomagolására és csomagolórendszerére, valamint egyéb orvosi folyadékokra.
  • Háztartási cikkek:  Olyan szőnyegre van szüksége, amely kibírja a nagy forgalmat és évekig megőrzi a friss színeket? Akkor válassz egy polipropilénből szőtt. A műanyag megtalálható szőnyegekben, szőnyegekben és szőnyegekben, és hosszabb ideig megőrzi szép megjelenését, mint sok más lehetőség.
  • Háztartási cikkek:  A mikrohullámú sütő edényeit, tányérjait és egyéb házon belüli elektronikai alkatrészeket, például kávéfőzőket vagy turmixgépeket általában polipropilénből gyártanak.

Hogyan kerül feldolgozásra?

A polipropilén képessége, hogy alkalmazkodni tud a különböző gyártási módszerekhez, kitűnik az alkalmazások széles körében. Szinte mindig gyantapelletekből indul ki, amelyeket azután egy csigás extruderben hevítenek, és végfelhasználói vagy raktári termékekké, például csövekké, rudakká és szövetekké alakítják. A közelmúltban a polipropilén 3D-nyomtatási iparba való beépítésére irányuló erőfeszítések során ezt a listát kiterjesztették a filamentekre és a porokra.

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A Pollen AM 3D nyomtatók integrált csavaros extruderrel büszkélkedhetnek. (Forrás: All3dp)

Fröccsöntés

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Műanyag gyanta, alkatrész és megfelelő forma. (Forrás: All3dp)

A globális műanyag-alakító ipar 80%-át kitevő fröccsöntés vitathatatlanul a koronát foglalja el a nagy volumenű gyártásban. Nem korlátozódik a polipropilénre, hanem számos polimerrel működik, azonban a polipropilén és a polietilén a kedvenc hőformázó választás. Nagy gyártási méretekben a technológia a legolcsóbb alkatrészköltséget kínálja. A hőformázó fröccsöntés során az olvadt műanyagot a csigás extruderből egy formaüregbe fecskendezik, ahol az alkatrészt kialakítják, lehűtik és kilökik egy gyártási ciklus befejezéséhez.

A zsugorodás általában 0,2 és 4 % között van, és ezt a résztervezésnél figyelembe kell venni. Ennek a technológiának a hátránya a költséges szerszámgyártás miatti magas bevezetési költség, valamint az alacsony folyamatrugalmasság. Ezenkívül problémát jelentenek az olyan geometriai korlátozások, mint például az üregek vagy vékony falak, amelyekre például folyadéktartályokban van szükség, de ezek a folyamat adaptációjával érhetők el, amint azt az alábbi példa mutatja.

FÚVÁSOS FRÖCCSÖNTÉS

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A fröccsfúvási folyamat. (Forrás: All3dp)

A fröccsfúvás során az általában nagy sűrűségű polietilénből vagy polipropilénből készült előformát hagyományosan fröccsöntik, és egy nagyobb formába helyezik át, ahol felmelegítik, nyújtják és a kívánt formára fújják. A tipikus termékek közé tartoznak az üreges és vékony falú tartályok, mint például a víz, a sampon és a gyógyszeres palackok.

EXPANDÁLT POLIPROPILÉN

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Habhengerek expandált polipropilénből. (Forrás: All3dp)

Ha valaha habhengerrel masszírozta az izmait edzés után, nagy az esélye, hogy érintkezésbe került expandált polipropilénnel (EPP). Az 1970-es években találták fel, népszerű anyaggá vált az autóiparban, az orvostudományban és az élelmiszeriparban. Egyesíti a polipropilén kedvező tulajdonságait azzal a képességgel, hogy változó sűrűségű habbá terjeszkedik, így alakmemóriát és kis súlyt, valamint hő- és hangszigetelést kínál.

A hőre keményedő fröccsöntéshez hasonlóan a habosított polipropilén gyöngyöket egy formába fecskendezik, ahol folyamatos nyomás és hő hatására összeolvadnak, lehűtik és kilökődnek, hogy bármit készítsenek a csomagolótartályoktól az autó lökhárítókig.

Extrudálás

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Az extrudálás lehetővé teszi folyamatos műanyag csövek gyártását. (Forrás: All3dp)

A műanyag extrudálásnál a polipropilén pellet ugyanúgy indul ki, mint a fröccsöntésnél. Egy nagy tölcséren vagy garaton keresztül táplálva a pelleteket összenyomják és felmelegítik, miközben az extruder hordóján mozognak. Miután megolvadtak, átnyomják a kívánt extrudálási profilt tartalmazó szerszámon, ahol lehűlnek és megszilárdulnak. Gyártási ciklusok helyett ez a folyamat folyamatosan megy végbe, és hosszú extrudálások jönnek létre, amelyeket azután a kívánt hosszúságúra vágnak.

A szerszám geometriájától függően számos forma megvalósítható, beleértve a műanyag fóliát, csövet, kábelházat és még sok mást. Ennek a technológiának a legnagyobb hátránya az extrudálási irány geometriai korlátozása, ami lehetetlenné teszi az összetett alkatrészek gyártását. Csakúgy, mint a fröccsöntésnél, a folyamat további adaptációja is megvalósítható méretbeli összetett formák, például üreges tartályok előállítására.

EXTRÚZIÓS FÚVÓFORMÁZÁS

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Az extrudálásos fúvóformázás során az olvadt műanyagot közvetlenül a formák zárják be. (Forrás: All3dp)

Ahogy a neve is sugallja, ez az eljárás nagyon hasonlít a fröccsfúvással történő öntéshez. Előforma helyett cseppfolyósított anyagot extrudálnak, így formálható műanyag csöveket hoznak létre, amelyeket parisonsnak neveznek, amelyeket ezután egy öntőforma zár be, és végső formájukra fújja. Ily módon kissé vastagabb falú üreges edények, például palackok, kannák vagy öntözőedények is előállíthatók.

MELT SPINNING ÉS MELT BLOWING

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A sebészeti arcmaszk különböző rétegei olvadékfonás és olvadékfúvás technológián alapulnak. (Forrás: All3dp)

Az olvadékfonás és az olvadékfúvás lehetővé teszi polimer alapú nemszőtt textíliák készítését. Az olvadékfonás során az olvadt anyagot egy fonócsomagon, egy speciális extruderen keresztül szívják át, amely lehetővé teszi az egyedileg extrudált és megszilárdult szálak erős műanyag fonallá fonását. Ezt a fonalat ezután ruházati cikkekké, lakberendezési cikkekké, szőnyegekké és még sok másé lehet feldolgozni. Az olvadékfúvás viszont az olvadt műanyagot forró levegőáramon keresztül extrudálja, amely finom, véletlenszerűen kiválasztott szálakat rak le, amelyek szűrőkhöz, higiéniai termékekhez vagy orvosi védőfelszerelésekhez, például sebészeti köpenyekhez és maszkokhoz használt nemszőtt szövetet képeznek.

Rotációs öntés

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A forgó öntés néhány komolyan nagy tárgyat eredményezhet. (Forrás: All3dp)

A rotációs fröccsöntés a vastag falú és nagyméretű műanyag tárgyak, például szemeteskonténerek, úszómedencék vagy hordók esetében működik a legjobban. Pellet helyett műanyagport töltenek formákba, amelyeket felmelegítenek és biaxiálisan forgatnak, megolvasztják a műanyagot és egyenletesen elosztják a forma belső falai között. Lehűlés után a késztermékeket eltávolítják és tovább dolgozzák. A technológia lehetővé teszi olyan alkatrészek gyártását, amelyeket fröccsöntve vagy lehetetlen lenne megvalósítani, vagy speciális és nagyon drága gépekre lenne szükség. Élelmiszer- és italtartályokhoz, valamint üzemanyagtartályokhoz előnyös a polipropilén.

Hőformázás

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Az olyan asztali gépeknél, mint a Mayku Formbox, a vákuumformázás már nem kizárólagos iparág. (Forrás: All3dp)

A hőformázás során a polimer lemezeket addig hevítik, amíg képlékenyek nem lesznek, majd formák és szerszámok segítségével formázzák őket. A két leggyakoribb típus a vákuum- és a nyomásképzés. A vákuumformázás során egy fűtött polipropilén vagy más műanyag lapot szívnak át egy formára. Bár ez a technológia lehetővé teszi nagy vékonyfalú tárgyak, például bőröndök gyártását, egyre gyakrabban használják a prototípusgyártásban is, mivel a könnyen használható asztali vákuumformázó gépek egyre hozzáférhetőbbé válnak.

A nyomás alatti hőformázás a vákuumformázással ellentétes módon működik, levegőnyomást használva a felmelegített műanyag lap előformázott formára fújására. A fő tervezési korlát abban rejlik, hogy szükség van egy huzatszögre, amely biztosítja a penész és a műanyag lemez szétválasztását a megszilárdulás után.

Megmunkálás

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
Némi folyamat-adaptációval a polipropilén megmunkálása nagyszerű eredményeket hoz. (Forrás: All3dp)

A polipropilént széles körben használják lemez- és köralapanyagként a CNC-gyártáshoz. Tekintettel azonban más megmunkálható anyagokhoz képest alacsony izzítási hőmérsékletére, hő hatására deformálódhat. Ha figyelembe vesszük ezt a korlátozást, az anyag kiváló darabokat tud adni nagy részletességgel. A polipropilén és más műanyagok CNC megmunkálását általában akkor alkalmazzák, ha kis tételekre vagy prototípusokra van szükség.

Additív gyártás

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A PPprint filamentgyártó 3D nyomtatott polipropilén alkatrészek választéka. (Forrás: All3dp)

Végül a polipropilén egyre nagyobb teret hódít a 3D nyomtatási szektorban, egyre több márka kínál anyagokat mind az olvasztott lerakódási modellezéshez, mind a porágyas fúzióhoz. Már most elgondolkodhat az ember, hogy a világ egyik leggyakrabban használt műanyaga miért nem vált még mindig az additív gyártás kedvelt anyagává. Ennek oka a polipropilén félkristályos szerkezete, amely megnehezíti az additív feldolgozást a nagy hűtési feszültségek és az ebből eredő vetemedés miatt.

FUSED DEPOSITION MODELING

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A légcsavar gyártásának additív módja olvasztott részecskegyártással. (Forrás: All3dp)

A 3D nyomtatás sokoldalúságának és a polipropilén anyagjellemzőinek egyesítése nagy lehetőségeket rejt magában. Például megvalósíthatók továbbfejlesztett, betegspecifikus orvosi eszközök, mint például az ortézisek, de bár különösen vonzó élő csuklópántok beépítésére való képessége miatt, a polipropilénnek megvannak a hátrányai az FDM esetében. Elsősorban önmagán kívül nem szeret ragaszkodni más dolgokhoz, így az ágytapadás döntő tényező a sikeres nyomtatásban. Párosítsa ezt a nagy vetemedési feszültségekkel, és a rétegvesztés és repedés rendszeres problémává válik. 

Természetesen, mivel egy FDM 3D nyomtató már rendelkezik saját fúvóka alakú szerszámmal, a polipropilén pelleteket nem feltétlenül kell előzetesen egy nyomtatószálba extrudálni, hanem bizonyos hardveres adaptációkkal közvetlenül a gépbe lehet adagolni. Ez az úgynevezett olvasztott részecskegyártási eljárás potenciálisan az anyagköltség 60–90%-át takaríthatja meg, mivel a polipropilén gyanták széles körben elérhetők a piacon. Valójában számos nyomtatógyártó, például a Titan Robotics pontosan erre a felhasználási esetre fejleszt nyomtatókat azzal a céllal, hogy lehetővé tegyék a polipropilén alkatrészek költséghatékony és nagyszabású gyártását.

Egy másik érdekes fejlesztés a szektorban az Infinite Material Solutions új Caverna TM PP: 3D nyomtatható habanyaga . Nyomtatás után vízbe helyezve ez a polipropilén alapú filament feloldja a lerakódott anyag egy részét, és egy szivacshoz hasonló könnyű és mikroporózus morfológiát hagy maga után.

A polipropilén 3D-nyomtatása során ne feledje, hogy az extrudálási hőmérséklet változtatása eltérő tulajdonságokat eredményezhet a 3D nyomtatott alkatrészben. Például a hőmérséklet növelése elősegítheti a réteg tapadását, ami erősebb szakítószilárdságot eredményez a z irányban. A sikeres nyomatok érdekében a legolcsóbb és legegyszerűbb megoldás a vetemedés leküzdésére az lenne, ha polipropilén szalagot használnak az építőlemezen. Ez jobb tapadást biztosít. A különböző márkák viszont kissé eltérő eredményeket adhatnak.

Ezenkívül ügyeljen a megfelelő fúvóka (230-260 °C) és a lemez (85-100 °C) hőmérsékletére is. Ne feledje, hogy egyes 3D nyomtatókat nem úgy terveztek, hogy 260 °C-ot melegítsenek, ami a 3D nyomtató egyes részei megolvadását is eredményezheti (ez határozottan nem kívánatos). 

PORÁGYÚ FUSION

Polipropilén (PP) 3D nyomtatás - Minden amit tudni kell - 3DNyomtass.hu
A polipropilén rugalmas geometriákat tesz lehetővé, például élő zsanérokat. (Forrás: All3dp)

A polipropilén por jelenleg a szelektív lézeres szinterezéshez és a többsugaras fúzióhoz is elérhető. Mindkét esetben finom polipropilén por, amelyet gyantákból oldódás-kicsapásos módszerrel vagy kriogén őrléssel állítanak elő, rétegről rétegre olvasztják a kívánt formát, így a technológiákra jellemző szemcsés felületet hagynak hátra.

A polipropilén folyamatspecifikus előnyei közé tartozik a nagyon magas porfrissítési sebesség és a viszonylag alacsony olvadási hőmérséklet, ami csökkentené a drága lézerek költségét az SLS-ben. Az FDM-hez hasonlóan azonban a vetemedés is aggodalomra ad okot, amely nemcsak a méretpontosságot befolyásolja, hanem nyomtatási hibákhoz is vezethet, így a polipropilén különösen nehéz PBF-anyaggá válik.

Mi a polipropilén környezeti hatása?

A polipropilén olajból készül, amely véges erőforrás, amely óriási hatással van a környezetre, mind energiaforrásként, mind finomítói termékként a petrolkémiai iparban. A polipropilén biológiailag nem lebontható, és a hulladéklerakókban történő lebomlása 20 és 450 év között tart, mivel a folyamat erősen függ a külső környezeti feltételektől. Ráadásul a polipropilént gyakran használják egyszer használatos cikkekhez, például vizes palackokhoz, amelyek hírhedt környezetszennyezői, ahol fokozatosan mikroműanyaggá bomlanak. E problémák elkerülése érdekében a polipropilén újrahasznosítható, azonban nem minden újrahasznosítás egyenlő, és magával hozza a maga problémáit.

Polipropilén újrahasznosítás

A polipropilén gyanta-újrahasznosítási kódja 5, és a listán szereplő többi műanyaghoz képest elméletileg jó kémiai és mechanikai újrahasznosíthatóságot kínál. A polipropilén kémiai vagy oldószer alapú újrahasznosítását feloldási/újraprecipitációs technikának nevezik, és homogonabb reciklátumot eredményez a szennyeződések jobb eltávolító képessége miatt. Hátránya, hogy ez a technika meglehetősen energiaigényes, ami magasabb költségeket eredményez, és megnehezíti az újrahasznosított anyag számára, hogy versenyezzen a szűz anyagok alacsony árával.

Így a mai fogyasztás utáni polipropilén hulladékot többnyire mechanikusan hasznosítják újra, mivel kevesebb energiaráfordítást igényel. A műanyagot összegyűjtik, szétválogatják, előkészítik, megolvasztják és extrudálják az r-PP előállításához. Az anyag élettartama során azonban lebomlás és szennyeződés fordul elő, ami befolyásolja az újrahasznosított anyag minőségét, amelyet némileg ellensúlyozhatunk, ha szűz anyagot adunk a keverékhez.

A valóságban a polipropilén újrahasznosítás gyakran downcycling, vagyis az eredeti termékhez képest alacsonyabb anyagigényű termékek előállítása. Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság például nem ismeri el élelmiszerbiztonsági szempontból a mechanikusan újrahasznosított polipropilént, ami rendkívül megnehezíti a régi élelmiszer-tárolóedények újra hasznosítását újakká.

Ami a polipropilént illeti, a lényeg az, hogy bár papíron jó újra hasznosíthatóságot mutat, jelenleg csak körülbelül egy-négy százalékát hasznosítják újra. A túlnyomó többség vagy a környezetbe, hulladéklerakókba, vagy „termikus hasznosításba” kerül, ami azt jelenti, hogy energiatermelés céljából elégetik, és a megkötött szén-dioxidot a légkörbe juttatják. Ezért a polipropilén vagy bármilyen polimer használatának elsőbbsége az, hogy gondolkodjon a 3D nyomtatás előtt, és mindig tartsa szem előtt a hulladékhierarchiát (csökkentés, újra felhasználás, újrahasznosítás), hogy elkerülje a felesleges hulladékot.

Eredeti forrás: All3dp.com

HIRDETÉS
HIRDETÉS
HIRDETÉS

Iratkozz fel hírlevelünkre!

Kapj értesítést akcióinkról, felhívásainkról, és kapj havi összefoglalókat!

Hasonló blogbejegyzések

Szoftverek-Blog

Top 10: A legjobb 3D-s modellező szoftver (néhány ingyenes)

Az animációban, a játéktervezésben, az építészetben, a gyártásban és a terméktervezésben használt 3D modellek döntő szerepet játszanak minden fajta gyártásban – digitálisan és fizikailag egyaránt.

Szoftverek-Blog

A legjobb gyantanyomtató 3D szeletelő szoftver 2024-ben

A 3D nyomtatásban a „szeletelés” kifejezés egy digitális háromdimenziós modell elkészítésének folyamatára utal a tényleges 3D nyomtatáshoz. A szeletelő szoftverek vagy a 3D szeletelők funkcionalitásukat tekintve

Szoftverek-Blog

A Legjobb AI 3D modell generátorok

A technológia mindig is arra szolgált, hogy megkönnyítse az emberek dolgát, és a fejlett technológiai előrelépések gyorsabbá és hatékonyabbá tegyék a folyamatokat. A 21. században

3DNyomtass.hu - Minden ami 3D Nyomtatás!

3DNyomtass.hu igény szerint készít tervezési iterációkat belföldi kisvállalatoknak és egyéni vállalkozóknak. Koncepciókat és 3D nyomtatott termékeket kínálunk az ügyfelek számára a gyorsított termékfejlesztés elősegítésére, valamint támogatást nyújtunk, hogy termék ötleteid minél előbb valós termékként kaphasd vissza.

Elérhetőségek

1135 Budapest Szent László út 4.
1. emelet 2. iroda

+36 20 2290 453
+36 20 5492 533

Fiókom

© 2023 Minden jog fenntartva a 3DNyomtass.hu által. Fejlesztő és karbantartó Kriston Tibor