Können Sie Silikon in 3D drucken?

Silikon macht in letzter Zeit Fortschritte im 3D-Druck, nicht aus Mangel an Nachfrage, sondern besitzt Eigenschaften, die ideal für endlose Anwendungen sind. Silikon ist hochviskos, was den 3D-Druck genau beeinflusst, daher die Verzögerung beim Silikon-3D-Druck.

Nun, die Frage bleibt:Kann man Silikon in 3D drucken? Finden wir es heraus!

Nach dem Verfestigungsprozess kann das Silikonobjekt, das ein Elastomer ist, nicht in einen flüssigen Zustand zurückkehren, wie Thermoplaste und andere vielseitige Materialien.

Ein Elastomer ist ein Polymer, das hochviskos und elastisch ist, vereinfacht als Gummi. Das Highlight der Gummieigenschaften ist, dass es gedehnt werden kann und nach dem Lösen seine ursprüngliche Form behält. Silikon als synthetischer Kautschuk bringt auch einige ansprechende Eigenschaften mit sich.

Drucken von Silikonmaterialien

Silikonfilamente konnten nicht gedruckt werden. Silikon besitzt eine hervorragende thermische Stabilität und Biokompatibilität, was es zu einem begehrten Material in der additiven Fertigung macht. Durch die Flexibilität und Idee des 3D-Drucks bietet Silikon zahlreiche Möglichkeiten im Gesundheitswesen und anderen Bereichen.

Im Gegensatz zu anderen Thermoplasten kann reines Silikon nicht zu einer Flüssigkeit geschmolzen und dann mit der 3D-Drucktechnik wieder verfestigt werden. Die Herstellung von Silikonmaterialien war ausschließlich durch traditionelle Herstellungsverfahren wie Spritzguss möglich.

Das Verfahren ist aufgrund teurer Formen für die Herstellung von Silikonprototypen und Biomodellen kostspielig.

Die hohe Elastizität von Silikon macht es schwierig, andere Techniken als das Spritzgießen anzuwenden, was es für die Produktion in kleinen Stückzahlen teuer macht.

Mehrere Unternehmen entwickeln neuartige Systeme, die Silikon in den 3D-Druck integrieren. Neuartige Techniken verwenden die Kopfabscheidung, während andere durch Photopolymerisation Teile herstellen, die Spritzgussteilen ähneln.

Der Silikon-3D-Druck ist flexibler, und im Gegensatz zum herkömmlichen Herstellungsprozess ist er flexibel und der Produktionsprozess ist nicht volumengesteuert. Dies ermöglicht die Kleinserienfertigung von Teilen, ohne dass der Prozess so kostspielig ist.

Flüssigsilikon hat eine hohe Viskosität, die die Produktion verlangsamt hatte, da es sich von anderen Polymeren unterscheidet. Es verfestigt sich bei bestimmten Temperaturen, die für 3D-Drucker schwer zu erreichen sind.

Fortschritte in der Technologie des 3D-Drucks und die wachsende Nachfrage nach Silikonteilen haben die Entwicklung des Silikon-3D-Drucks vorangetrieben.

Eigenschaften von Silikonteilen

Silikon, einschließlich Silikon-Urethan-Material, ist reichlich vorhanden und die bevorzugte Wahl für anspruchsvolle Industrien, einschließlich der Textilindustrie bis hin zu Automobilen. Es ist weit verbreitet in Raumfahrzeugbaugruppen anwendbar, biokompatibel in medizinischen Anwendungen und in der Soft-Robotik.

Die Hochleistungseigenschaft ermöglicht es Silikon, sowohl physikalisch als auch chemisch beeindruckende Eigenschaften zu haben.

Zu den beeindruckenden Eigenschaften von Silikon gehören:

• Bemerkenswerte thermische Stabilität mit der Möglichkeit, den Wert zu erhöhen oder zu senken
• Wasserfest und dampfabweisend
• Druck- und Scherfestigkeit machen es geeignet für die Bildung dichter Versiegelungen
• Elektrische Isolierung auch im Wasser
• Biokompatibilität gewährleistet Lebensmittelechtheit
• Farb- und Transparenzoptionen machen es ideal für die Optik
• UV- und oxidationsbeständig
• Flammhemmend
• Kann sterilisiert werden
• Erhältlich in verschiedenen Härten

Die Eigenschaften ermöglichen es Silikon, in Branchen wie Energie, Lebensmittelproduktion, Automobile, Konsumgüter, Elektronik und sogar Landwirtschaft dynamisch zu sein.

Additive Fertigung

Die additive Fertigung wird im Volksmund auch als 3D-Druck bezeichnet. Es beinhaltet die Erstellung eines dreidimensionalen Gegenstands unter Verwendung digitaler Informationen anstelle von Werkzeugen und Silikonformen, indem nach und nach Material Schicht für Schicht hinzugefügt wird.

Die Technologien variieren in verschiedenen Formen, um die Schichten zu stapeln, aber alle arbeiten nach dem gleichen Prinzip, um das endgültige gewünschte Objekt zu erstellen.

So funktioniert der Silikon-3D-Druck. Können Sie Silikon in 3D drucken?

Tauchen wir ein in die Funktionsweise von Silikon im 3D-Druck.

1. Hinterlegung

3D-Drucker verwenden Druckköpfe, um Material in 2D-Formen aufzubringen, meist Schicht für Schicht. Andererseits kann Silikon nicht in flüssiger Form verfügbar sein, aber der Prozess beinhaltet auch eine Abscheidung.

Drucker setzen einen Druckkopf ein, der Silikontröpfchen einzeln aufträgt und sie dann zu einer glatten Oberfläche zusammenfügt.

2. Aushärten und Vulkanisieren

Silikonkautschukhut ist in flüssiger oder Gelform ungehärtet, was das Formtrennspray während des 3D-Druckprozesses erleichtert. Das Aushärten ist der chemische Prozess, durch den der bedruckte Silikonkautschuk in der Kette nach und nach Schicht für Schicht Vernetzungen bildet.

Einige Drucker verwenden UV-Licht oder Wärme als Alternative für den Prozess. Bei Raumtemperatur vulkanisierendes Silikon reagiert mit Katalysatoren und anderen Substanzen, die dabei aushärten.

Beim Photopolymerisationsprozess ersetzt die Aushärtungsstufe effektiv die Ablagerungsstufe, da sie das Strahlen des UV-Lichts beinhaltet, um eine 2D-Form für jede Schicht zu erzeugen.

3. Nachbearbeitung

Durch das Vulkanisieren kann sich das bedruckte Silikonteil gut genug verfestigen, um das Drucken einer weiteren Schicht zu ermöglichen, und dies verstärkt nicht die gesamte Struktur.

Nach dem Drucken kann der Druck dem Ofen ausgesetzt werden, der chemische Reaktionen katalysiert und unerwünschte Partikel entfernt. Waschen kann auch notwendig sein, um das Trägermaterial zu entfernen.

Flüssigkeitsadditive Fertigung

Es ist eine Erweiterung der additiven Technik, bei der ein hochviskoses Material wie Silikon in die Bauplattform eingebracht wird, um das erwartete Objekt zu erzeugen, das dann erhitzt wird, um es vollständig auszuhärten. Möglichkeiten für die flüssige additive Fertigung (LAM) bieten die funktionelle Flüssigkeit, die zur Optimierung des 3D-Drucks verwendet wird.

Die Materialien besitzen verschiedene Funktionen, hauptsächlich Transparenz und Flexibilität, und können während des Druckprozesses kombiniert werden. Die Herstellung von Silikonadditiven stellt sicher, dass die Drucke nach der Fertigstellung Festigkeit aufweisen.

Die funktionelle Flüssigkeit wird zunächst Schicht für Schicht bei Raumtemperatur aufgetragen. UV-Licht wird verwendet, um die Materialien zu härten und dann mit Durometern zu vernetzen.

LAM bietet eine Alternative zu anderen 3D-Drucktechniken, einschließlich Fused Deposition Modeling und Material Jetting. LAM-Komponenten und -Drucke sind hochleistungsfähig und gut geeignet für Automobile und Elektronik für Brand- und andere Isolierstrukturen.

Die flüssige additive Fertigung nutzt hohe Prozessgeschwindigkeiten und garantiert verzerrungsfreie Drucke mit grenzenloser Freiheit nach Ihren Wünschen. Das Verfahren ist innovativ und abgerundet für Prototypen und Kleinserien. Dies fördert die Relevanz und Anwendung des Prozesses in der Industrie.

Vorteile der additiven Fertigung

• Erschwingliche Eintrittskosten

Die Kosten für die Ausrüstung in Fertigungsindustrien und -prozessen sind immer das Hindernis, dem die meisten Unternehmen gegenüberstehen. Maschinen für die additive Fertigung sind jedoch für die meisten Unternehmen und kleine Unternehmen erschwinglich.

Mit dem Fortschritt in Innovation und Technologie werden die Einstiegskosten günstiger und die Einstiegskosten sinken. Bei kleinen Produktionseinheiten erhöht dies den Gewinn und die Rentabilität.

• Einfache Gestaltung des Endprodukts

Die additive Fertigung ist mehr als nur das Erhalten Ihres gedruckten Drucks. Es beinhaltet Design und Innovation auf höchstem Niveau. Als Kreativer hat man die Freiheit ohne Zeit und Kosten, wenn es um die additive Fertigung geht.

Traditionell führte die Änderung des Drucks zu einem Anstieg der Kosten und Zeitverzögerungen, nachdem die Produktionslinie geändert wurde. Ingenieure können mithilfe der additiven Fertigung mehrere Versionen eines einzigen Designs kostengünstig und ohne statische Methoden herstellen.

• Schulungsprogramme auf allen Ebenen verfügbar

Die Beschaffung der Maschinen und Anlagen ist eine Sache; Die Fähigkeiten und Arbeitskräfte zu haben, um die Ausrüstung effizient zu betreiben und zu betreiben, ist eine andere Sache. Die Schulung Ihrer Mitarbeiter und Arbeiter für die professionelle Konstruktion mit additiver Fertigung verzögert höchstwahrscheinlich den Geschäftsbetrieb.

Es gibt jedoch verschiedene Schulungsprogramme für Designer und Hersteller auf verschiedenen Ebenen. Die Grundlagenschulung richtet sich an Mitarbeiter mit Erfahrung in der Technologie.

Technische Schulungen zielen darauf ab, Entscheidungsträger in der richtigen Maximierung zu schulen, während fortgeschrittene Schulungen hauptsächlich für Postproduktion und Materialhandhabung vorgesehen sind.

• Reduziert Abfall während der Produktion

Additive Fertigungsprinzipien in den Produktionsprozessen und unterscheidet sich stark von traditionellen Fertigungsmethoden. Einige Maschinen arbeiten, indem sie Material von einem größeren Block entfernen als das beabsichtigte Produkt.

Die abgeschnittenen Materialien in Form von Spänen und können daher nicht verwendet werden und enden als Abfall. Die additive Fertigung hingegen funktioniert, indem Materialien Schicht für Schicht hinzugefügt werden, sodass nur das verwendet wird, was benötigt wird. Die additive Fertigung trägt dazu bei, die Materialkosten um bis zu 90 % zu senken.

• Energieeinsparung

Die additive Fertigung reduziert den Energieverbrauch erheblich, da sie den Materialverbrauch reduziert und die Schritte im Produktionsprozess im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren abschneidet.

Die Wiederaufbereitung von Teilen mit Hilfe der additiven Fertigung bringt das Ende der Lebensdauer von Produkten unter neue Bedingungen zurück, wobei Energie zwischen 2 und 25 % der Energie verbraucht wird, die sonst für den Bau eines völlig neuen Teils erforderlich wäre.

Rückschläge aus 3D-gedrucktem Silikon

• Hardware- und Materialverfügbarkeit

Die Hauptbeschränkung von 3D-Silikon ist sein Zugang. Mehrere Unternehmen bieten legitime 3D-Silikondrucke an; Das bedeutet, dass die Kosten in die Höhe schnellen und die Materialauswahl begrenzt ist.

• Strukturelle Begrenzung

3D-Druckunternehmen sind im Laufe der Jahre aus dem Boden geschossen, aber das Produktionsmaterial ist immer noch nicht für Additive geeignet. Der 3D-Drucker aus strukturellem Silikon hat einen Kopf, was bedeutet, dass er nur einfache Objekte mit wenig Details erstellt.

Drucker, die auf Stereolithographie basierende Technologien verwenden, umgehen das Problem, aber die Harze enthalten dennoch UV-Härtung. Die besten 3D-Silikondrucker haben relativ kleine Baubereiche, die keine Stützstrukturen für den Druck drucken können.

• Der Bedarf an Härtern

Fast kein Unternehmen kann reines Silikon in seinen Produktionsprozessen 3D-drucken. Die meisten von ihnen berufen sich auf die Verwendung von UV-Härtungsmitteln; dies neigt dazu, das Material zu schwächen und die Qualität des Endprodukts zu verringern.

Dieses behält jedoch auch nach dem Silikonformen seine positiven Eigenschaften und ist für eine Vielzahl von Anwendungen verfügbar.

Schlussfolgerung

Bis zum Silikon-3D-Druck ist es noch ein weiter Weg. Mit der langsamen Entwicklungswachstumsrate der Technologie ist die Adoptionsrate relativ niedriger. Die meisten Unternehmen sind unwissend und wissen nicht, was die Technologie zu bieten hat, oder zögern, sie einzuführen, da sie nicht allgemein verwendet wird.

Mit den laufenden Entwicklungen und Verbesserungen neuer Unternehmen, die in den Silikon-3D-Druck einsteigen, bleibt er eine praktikable Alternative für die Silikonhersteller.

Die Nachfrage nach 3D-gedruckten Silikonteilen und Silikonformen steigt stetig und deutet darauf hin, dass die Zukunftstechnologie spannend ist.