Wenn man es einfach hält, lautet die Antwort auf den 3D-Druck eines Gummis „Nein“. Aufgrund seiner Eigenschaften kann man reinen Gummi nicht direkt in 3D drucken. Es ist ein Bio-Produkt, das aus Latex gewonnen wird, und Latex stammt von Bäumen. Da es sich um ein organisches Produkt handelt, ist es sehr schwierig, seine Eigenschaften durch äußere Faktoren wie Temperaturen, Strahlung usw. zu beeinflussen. Solche Materialien sind aufgrund ihrer komplexen Eigenschaften für die Industrie nicht akzeptabel. Um sie akzeptabel zu machen, werden sie einem Prozess unterzogen, bei dem die Gummi wird auf eine hohe Temperatur erhitzt. Der Vorgang wird auch Vulkanisation genannt, da er verbrannt wird und den Gummi aushärtet, sodass er wieder in einen flüssigen Zustand überführt werden kann. Nach dem Prozess wird es aus einem Gummi in ein duroplastisches Polymer umgewandelt.
Synthetische Materialien sind ein guter Ersatz für Gummi und eignen sich besser für den 3D-Druck, da sie sehr kontrolliert verflüssigt werden können. Ein Beispiel hierfür sind thermoplastische Elastomere. Sie eignen sich zum Drucken aufgrund ihrer gummiähnlichen Eigenschaften, zu denen eine gute Flexibilität, Haltbarkeit, Biegung und Komprimierung gehören. Materialien wie diese werden auch in der 3D-Druckindustrie für verschiedene Anwendungen verwendet, da sie es den Herstellern ermöglichen, die Eigenschaften der Materialien entsprechend den Anforderungen des Materials zu stimulieren, sei es Hitze- oder Strahlungsbeständigkeit, Abrieb oder andere.
Diese gummiartigen Materialien werden in unterschiedlichen Anwendungen wie Schuhsohlen, Dichtungen von Ringen, Soft-Grip-Griffen oder auch für Industriemodelle, die eine Stoßdämpfung erfordern, usw. eingesetzt.
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Alternativen zum Gummi-3D-Druck
Flexible Filamente für den 3D-Druck
Die Nachfrage nach Drucken durch flexible Filamente nimmt auf dem Markt kontinuierlich zu und die 3D-Designer forschen weiter, entdecken neue Techniken und finden neue Wege, mit den Filamenten umzugehen, damit das Ergebnis des Gummi-3D-Drucks verbessert und die gedruckten Materialien verbessert werden können das gleiche Gefühl oder die gleiche Reibung wie das Gummimaterial haben.
Es gibt mehrere flexible Filamente auf dem Markt, aber einige der am häufigsten verwendeten sind thermoplastisches Polyethylen, thermoplastische Elastomere und thermoplastischer Copolyester. Neben der Flexibilität bieten diese Materialien viele Vorteile, darunter Elastizität, Festigkeit, Haltbarkeit, Flammwidrigkeit und Stoßhemmung. Sie ermöglichen langfristigen Hautkontakt, da sie in Materialien wie elektronischen Uhren usw. verwendet werden. Aufgrund ihrer antibakteriellen Eigenschaften gelten sie auch als gute Filamente für die Lebensmittelsicherheit.
Mit den flexiblen Filamenten können die gleichen Ergebnisse wie mit Gummi erzielt werden, allerdings gelten für die Filamente einige Bedingungen, da es bereits sehr schwierig ist, flexible Materialien in einem 3D-Drucker zu drucken. Beim Drucken müssen bestimmte Faktoren beachtet werden. Eine davon besteht darin, immer mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit zu drucken, wenn Sie mit gummiartigen Filamenten drucken, die elastisch sind. Diese Materialien funktionieren bei hoher Geschwindigkeit nicht gut und die Ergebnisse werden dadurch größtenteils ruiniert. Sie benötigen mehr Zeit als andere Filamente, daher wird empfohlen, mit diesen Filamenten immer mit einer Geschwindigkeit von 20–40 mm pro Sekunde zu drucken.
Der zweite Faktor, der den 3D-Druck gummiartiger Filamente beeinflusst, ist die Temperatur. Es ist sehr wichtig, bei der richtigen Temperatur anzuhalten. Deshalb sollten Sie mit der empfohlenen Temperatur beginnen und diese dann umgehen. Die Temperatur beeinflusst die Druckqualität. Passen Sie daher die Temperatur an, bis die gewünschte Druckqualität erreicht ist.
Flexibles Harz für den 3D-Druck
Eine weitere Alternative zu Gummi sind flexible Harze, da sie es Herstellern ermöglichen, flexible und hochelastische Teile zu drucken. Die Drucker für Harz sind unterschiedlich und das Drucken von Harzen erfordert viele Vorsichtsmaßnahmen. Beim Harzdruck setzen diese Drucker organische Verbindungen wie VOCs frei, die schädlich für die Atemwege sind. Aus diesem Grund wird empfohlen, ein Zweitgehäuse oder einen Luftfilter zu verwenden. Es ist darauf zu achten, dass in dem Raum, in dem gedruckt wird, eine gute Belüftung gewährleistet ist. Es ist darauf zu achten, dass die Arbeitsflächen stets mit wassergetränkten Handtüchern bedeckt sind, um Spritzer oder Unfälle zu vermeiden.
Verschiedene Teile eines 3D-Modells, das durch Harz gedruckt wird, können mit einem Design gedruckt werden, das einen bestimmten Winkel aufweist, sodass es in seiner Form bleibt, andernfalls wird das Teil durch die Flexibilität wieder flach. Die unterschiedlichen Eigenschaften eines Harzes können verfälscht werden, ebenso wie die Flexibilität des Harzmaterials verringert werden kann. Wenn ein bestimmter Teil schräg gedruckt wird, verringert sich die Elastizität dieses Bereichs. Sie können auch verschiedene Experimente mit solchen Modellen durchführen, die zu 50 % aus Harz und zu 50 % aus anderen Filamenten bestehen, sodass das Produkt stark verändert werden kann.
Silikondruck für den 3D-Druck
Der 3D-Druck mit Silikon ist eine schwierige Aufgabe und einige Technologien befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium, liefern jedoch in einigen Bereichen vielversprechende Ergebnisse. Grundsätzlich handelt es sich um zunächst flüssiges Silikon, das später durch verschiedene Prozesse wie Vulkanisation, Katalyse oder Aushärtung in eine feste Gummiform umgewandelt wird. Nach diesen Prozessen ist beim Verfestigen des Silikons durch Aushärten die volle Festigkeit erforderlich.
Es gibt nur einige spezielle Drucker, die Silikonmaterialien bedrucken können. Es gibt viele Unternehmen, die Drucker entwickeln, die über die Technologie verfügen, Silikon mit hervorragender Druckqualität zu drucken. Drucker wie FDM und SLA sind aufgrund ihrer Eigenschaften nicht in der Lage, Silikonkautschuk zu drucken. Silikonkautschuk verfügt über einige sehr nützliche Eigenschaften wie thermische Stabilität, Biokompatibilität und UV-Beständigkeit. Es gibt ein paar Anbieter für 3D-Druck die bieten 3D-Druckdienste für Silizium.
Was ist Spritzgießen?
Ebenso wie der 3D-Druck ermöglicht die Injektionsmodellierung auch das Drucken von Materialien wie TPU. Bei beiden Verfahren müssen die starren Thermoplaste auf hohe Temperaturen erhitzt werden, um sie zu verflüssigen, und dann abgekühlt werden, um sie zu verfestigen, während sie dennoch gummiartige Eigenschaften wie Flexibilität und andere Eigenschaften aufweisen. Das Spritzgießen von Gummi erfreut sich heutzutage aufgrund seiner Einfachheit und seiner Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen zunehmender Beliebtheit. Beim Gummispritzguss werden ungehärtete Materialien mithilfe einer Düse und strategisch platzierten Angüssen und Sprintern durch eine Form verteilt. Der Ursprung des Spritzgießens liegt zumeist im Kunststoffbereich und Hersteller können mit unterschiedlichen Designs und Materialien experimentieren. Es gibt hauptsächlich drei Arten des Spritzgießens, wie unten aufgeführt
- Organische Kautschukinjektion
- Einspritzung von thermoplastischem Gummi
- Flüssigkeitsspritzguss (LSR-Injektion)
Das Silikonspritzgießen bietet eine größere Auswahl an Designs als das Kunststoffspritzgießen, da Silikonteile flexibler sind und sich ohne Verwendung von Formschrägen leicht aus den Formen entfernen lassen, in denen sie erstarren. Sowohl 3D-Druck als auch Spritzguss haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, wenn es um den Druck flexibler Materialien wie Gummi usw. geht.
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Vor- und Nachteile von 3D-Druckgummi
Vorteile von 3D-Druckgummi
- Low Cost
Der 3D-Druck eines Objekts ist günstiger als der Spritzguss, da für den Spritzguss eine Form zum Drucken erforderlich ist, die sehr teuer ist und etwa 100,000 US-Dollar pro Stück kostet. Die Kosten für den herkömmlichen 3D-Druck von Gummi sind viel niedriger und entsprechen fast denen des 3D-Drucks von Silikon. Da zum Drucken von Teilen eines Objekts keine Formen erforderlich sind, werden die Kosten des Gesamtprozesses erheblich gesenkt, und die Hersteller können auch das Design des Objekts jedes Mal ändern, da keine Form jedes Mal verwendet werden muss.
- Zuverlässige Produkte
Gummiprodukte, die mit einem 3D-Drucker gedruckt werden, sind sehr langlebig und zuverlässig. Da sie flexibel genug sind, um Schäden zu vermeiden, die an einem Modell entstehen können. Aufgrund seiner Schlagfestigkeit bleibt die ursprüngliche Struktur des Produkts auch dann erhalten, wenn versucht wird, es zu quetschen, zu verbiegen oder Ähnliches, sodass es im Vergleich zu den anderen Produkten länger hält.
- Geringere Wahrscheinlichkeit einer Verzerrung
Der Grund, warum der 3D-Druck gummiartiger Materialien bei niedriger Temperatur empfohlen wird, besteht darin, eine Beschädigung des Objekts oder eine Schwächung seiner Eigenschaften wie Flexibilität, Elastizität usw. zu vermeiden. Ein weiterer Grund dafür besteht darin, jegliche Verformung eines Teils zu vermeiden des Objekts, da es insgesamt zu zuverlässigen und langlebigen Endergebnissen führt, die nach dem Drucken weniger Pflege erfordern.
Nachteile von 3D-Druckgummi
- Schäden am 3D-Drucker
Profis empfehlen das Drucken bei sehr niedriger Temperatur, damit die Druckqualität des Objekts nicht beeinträchtigt wird. Aber es hat auch einen Nachteil: Eine niedrige Drucktemperatur kann das Risiko erhöhen, dass das Filament hart wird oder sich verfestigt, was zu einer Verstopfung durch Blockierung der Düse selbst führt. Dadurch wird der 3D-Drucker selbst beschädigt, da es dann sehr schwierig wird, die Düse zu reinigen, was sich negativ auf den Druck auswirkt.
- Anfällig für Stringing
Aufgrund der niedrigen Temperatur neigt das Filament zum Fadenziehen, da die restlichen Filamentstränge auf dem Druckbett verbleiben. Ein verschmutzter Druckkopf kann die Qualität des Drucks beeinträchtigen, da das Druckbett ein sehr wichtiger Teil eines Druckers ist und sich die Endergebnisse des Drucks darauf befinden.
- Schwierige Nachbearbeitung
Die einmal erstarrten gummiartigen Materialien können nicht wieder in eine Flüssigkeit umgewandelt werden. Daher ist die Nachbearbeitung solcher Modelle sehr schwierig. Sobald die Teile fertig sind, ist es unmöglich, sie umzuformen oder ihre Form auf irgendeine Weise zu verändern. Daher müssen die Hersteller bei solchen Drucken sehr präzise und vorsichtig sein, denn wenn das Filament einmal kaputt ist, werden Filament, Geld, Zeit und Mühe verschwendet und können nicht wiedergewonnen werden.
- Schlechte Betthaftung
Eines der größten Probleme mit den Gummifilamenten besteht darin, dass sie am Bett kleben bleiben, was zu einer schlechten Betthaftung führt. Wenn das Filament anfängt, am Bett festzukleben, bedeutet das, dass es sehr schwierig wird, eine richtige Basisschicht eines 3D-Drucks zu bilden, auf der der gesamte 3D-Druck aufgebaut werden muss. Für dieses Problem gibt es jedoch eine Lösung, die darin besteht, das Bettmaterial des 3D-Druckers zu ändern. Auch die Verwendung von Klebstoffen auf dem Druckbett, wie Leim oder Klebeband, kann das Problem lösen. Dadurch kann jedoch die Druckqualität beeinträchtigt werden, da das Risiko einer Verformung von Teilen steigt, was zu Rissen und Rissen führt, die den Druck unbrauchbar machen.
Anwendungen des Gummi-3D-Drucks
Es gibt verschiedene Anwendungen für Gummi-3D-Drucke, darunter in der Medizin, im Sport, in der Orthopädie, im Transportwesen und vielem mehr.
Der Sportartikelmarkt geht dazu über, viele seiner Produkte im 3D-Druck herzustellen. Beim Indoor-Gymnastik- und Kampfsport werden stoßfeste Waren verwendet, die im Gummi-3D-Druck gedruckt werden. Einer der größten Einsatzbereiche in Sportarten sind Griffe für verschiedene Tennis- und Badmintonschläger. Die Fahrradgriffe bestehen ebenfalls aus 3D-gedruckten Gummimaterialien, sodass sie leicht zu halten und zu greifen sind. Viele große Unternehmen wie Adidas und Nike setzen ebenfalls auf den 3D-Druck ihrer Schuhsohlen und anderer Schuhteile und sind auch besser als die herkömmlichen.
Auch die Orthopädie ist ein Bereich, in dem der 3D-Druck eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Produkten zur Linderung von Bein- und Rückenschmerzen spielt. Gummi ist sehr weich und wird zur Polsterung der Produkte wie der Schuhsohle verwendet. Ärzte entwerfen und drucken Produkte individuell nach den Bedürfnissen des Patienten.
Eine weitere Branche, in der der Gummi-3D-Druck eingesetzt wird, ist der Transport. Durch sie werden die Reifen und Griffe verschiedener Fahrzeuge gedruckt. Obwohl sie nicht in der Lage sind, große Reifen zu drucken, arbeitet die Industrie immer noch daran, ihre Maschinen und Drucker zu vergrößern, um die Produktionskapazität zu erhöhen. Viele beliebte Fahrrad- und Autohersteller integrieren 3D-gedruckte Teile in ihre neu produzierten Fahrzeuge. Durch den Gummi-3D-Druck dieser Materialien konnten die Kosten erheblich gesenkt werden, da bei der Produktion viel Abfall eingespart wurde.
Aus der obigen Diskussion geht also klar hervor, dass der 3D-Druck eines Gummis noch nicht möglich ist, aber dafür gibt es drei verschiedene Alternativen. Diese gummiähnlichen Materialien geben Ihnen das genaue Gefühl von Gummi und verfügen über Eigenschaften wie Elastizität, Haltbarkeit, Flexibilität und vieles mehr. Wenn Sie jedoch einige Gummiobjekte drucken und die gleichen Ergebnisse erzielen möchten, gibt es viele Alternativen. Achten Sie jedoch auf die Druckeinstellungen, um die Druckqualität beizubehalten.
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