如果简单地说,3D 打印橡胶的答案是“不”。由于纯橡胶的特性,您无法直接 3D 打印它。它是一种来自乳胶的有机产品,乳胶来自树木。作为一种有机产品,意味着它的性能很难受到温度、辐射等外部因素的影响。此类材料由于其复杂的性能而在行业中不可接受,因此为了使其能够被接受,它们需要经过一个过程,其中橡胶在高温下加热。该过程也称为硫化,因为它会燃烧并使橡胶硬化,从而可以再次转化为流体状态。经过该过程后,它从橡胶转化为热固性聚合物。 

合成材料是橡胶的良好替代品,并且更适合 3D 打印,因为它们可以以非常可控的方式液化。其中一个例子是热塑性弹性体。它们适合印刷,因为它们具有类似橡胶的特性,包括良好的柔韧性、耐用性、弯曲和压缩性。此类材料也用于 3D 打印行业的不同应用,因为它允许制造商根据材料的要求激发材料的性能,无论是耐热性还是耐辐射性、耐磨性或其他。 

这些类橡胶材料用于不同的应用,例如鞋底、环密封、软握柄,或者也用于需要减震的工业模型等。

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橡胶 3D 打印的替代品

用于 3D 打印的柔性长丝

3D打印零件

市场对柔性长丝打印的需求不断增加,3D设计师不断研究、发现新技术、寻找处理长丝的新方法,从而提高橡胶3D打印的效果,打印出的材料可以更好地发挥作用。获得与橡胶材料相同的手感或摩擦力。 

市场上有多种柔性长丝,但最常用的一些是热塑性聚乙烯、热塑性弹性体和热塑性共聚酯。除了灵活性之外,这些材料还有许多优点,包括弹性、强度、耐用性、阻燃性和减震性。它们可长期与皮肤接触,因为它们用于电子手表等材料。由于其抗菌特性,它们也被认为是食品安全的良好长丝。

柔性长丝可以实现与橡胶相同的结果,但对于长丝来说,存在一些条件,因为在 3D 打印机中打印柔性材料已经非常困难。打印时需要注意某些因素。其中之一是当您使用具有弹性的橡胶状细丝进行打印时,始终以非常慢的速度进行打印。这些材料在高速下表现不佳,结果大多因此而被毁。它们比其他耗材需要更多的时间,因此建议始终以每秒 20-40 毫米的速度使用这些耗材进行打印。 

影响类橡胶长丝3D打印的第二个因素是温度。在正确的温度下停止非常重要,为此,您应该从建议的温度开始,然后绕过它。温度会影响打印质量,因此请调整温度直至达到所需的打印质量。 

3D 打印用柔性树脂

橡胶的另一种替代品是柔性树脂,因为它们允许制造商打印柔性和高弹性的部件。树脂打印机不同,打印树脂需要很多预防措施。在树脂打印过程中,这些打印机会释放VOC等有机化合物,对呼吸系统有害。因此,建议使用辅助外壳或空气过滤器。是为了确保进行打印的房间应该有良好的通风。确保工作表面始终用湿毛巾覆盖,以免发生溅水或事故。 

通过树脂打印的 3D 模型的不同部分可以打印具有一定角度的设计,以使其保持形状,否则灵活性将使部分再次平坦。树脂的不同特性可能会被扭曲,就像树脂材料的柔韧性会降低一样。如果某个部分以一定角度打印,则会降低该区域的弹性。您还可以尝试使用具有 50% 树脂和 50% 其他细丝的模型进行不同的实验,以便可以严格更改产品。 

用于 3D 打印的硅胶打印

3D印刷

使用硅胶进行 3D 打印是一项艰巨的任务,一些技术仍处于发展的早期阶段,但在某些领域取得了非常有前途的成果。它基本上是一种最初呈液体形式的有机硅,后来通过硫化、催化或固化等不同过程转化为固体橡胶形式。在这些过程之后,通过固化来固化有机硅过程需要充分的强度。

只有一些特定的打印机可以打印硅胶材料。有很多公司正在开发拥有打印硅胶技术并具有出色打印质量的打印机。 FDM 和 SLA 等打印机由于其特性而无法打印硅橡胶。硅橡胶具有一些非常有用的特性,如热稳定性、生物相容性和抗紫外线性。有几个 3D打印供应商 正在提供 3D打印服务 对于硅。

什么是注塑成型?

就像 3D 打印一样,注射成型也可以打印 TPU 等材料。它们都需要在高温下加热刚性热塑性塑料使其流动,然后冷却以使其固化,同时仍具有类似橡胶的特性,例如柔韧性和其他特性。橡胶注射成型因其简单性和在不同领域的应用而成为当今流行的工艺。橡胶注射成型使用喷嘴和策略性定位的浇口和冲刺器通过模具分配未固化的供应品。注塑成型主要源于塑料,制造商可以尝试不同的设计和材料。注射成型主要有以下三种类型

  • 有机橡胶注射
  • 热塑性橡胶注射
  • 液体注射成型(LSR 注射)

与塑料相比,硅胶注射成型提供了广泛的设计,因为硅胶零件更灵活,并且可以轻松地从其固化的模具中取出,而无需使用拔模角。在打印橡胶等柔性材料时,3D 打印和注塑成型各有优缺点。 

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3D打印橡胶的优缺点

3D打印橡胶的优点
  • 低成本

打印 3D 打印物体比注塑成型更便宜,因为注塑成型需要用于打印的模具,而模具非常昂贵,每个大约 100,000 万美元左右。传统3D打印橡胶的成本要低得多,几乎与3D打印硅胶相当。由于它不需要模具来打印物体的各个部分,因此它大大降低了整个过程的成本,并且制造商还可以每次都改变物体的设计,因为每次都不需要使用模具。 

  • 可靠的产品

3D 打印机打印的橡胶产品非常耐用且可靠。因为它们的弯曲程度足以避免对模型造成的损坏。即使试图挤压、弯曲或类似的东西,该产品仍能保留其原始结构,因为它具有耐冲击的特性,因此与其他产品相比,它的使用寿命更长。 

  • 失真的可能性较小

建议在低温下3D打印橡胶类材料的原因是为了避免对物体造成任何损坏或削弱其柔韧性、弹性等特性。另一个原因是避免任何部件变形因为它总体上使最终结果可靠且耐用,因此打印后不需要太多维护。 

3D打印橡胶的缺点
  • 3D 打印机损坏

专业人士建议在非常低的温度下进行打印,这样物体的打印质量就不会受到影响。但这也有一个缺点,低温打印会增加灯丝变硬或凝固的风险,从而堵塞喷嘴本身。这会损坏 3D 打印机本身,因为这样就很难疏通喷嘴,从而影响打印。 

  • 容易拉丝

由于温度较低,细丝很容易拉丝,因为剩余的细丝会留在打印床上。脏的打印头会破坏打印质量,因为打印床是打印机非常重要的部分,打印的最终结果就在上面。 

  • 后期处理困难 

橡胶类材料一旦凝固就不能再转变成液体。所以此类模型的后处理是非常困难的。一旦零件完成,就不可能通过任何方法重塑它们或改变它们的形状。所以,这样的印刷,制造商必须非常精确和小心,因为一旦损坏,线材、金钱、时间和精力都被浪费了,而且无法恢复。 

  • 床层附着力差

橡胶丝的最大问题之一是它们开始粘在床上,这意味着床粘附力差。如果细丝开始粘在床上,则意味着整个 3D 打印必须在其上构建适当的 3D 打印基层变得非常困难。不过,这个问题有一个解决办法,那就是改变3D打印机的床身材料。在打印床上使用胶水或胶带等粘合剂也可以解决问题,但由于增加了部件变形的风险,打印质量可能会受到影响,从而导致裂缝和裂痕,使打印变得无用。

橡胶3D打印的应用 

橡胶 3D 打印有多种应用,包括医疗、体育、骨科、运输等。

体育用品市场正朝着通过 3D 打印来制造许多产品的方向发展。在室内体操和武术中,使用通过橡胶3D打印打印的防震物品。它在运动中最大的用途之一是不同网球和羽毛球拍的握把。自行车握把也由 3D 打印橡胶材料制成,因此易于握持和抓握。阿迪达斯和耐克等许多大公司也正在转向3D打印他们的鞋底和鞋子的其他部分,而且它们也比传统的更好。

在骨科领域,3D 打印在帮助制造减轻腿部和背部疼痛的产品方面也发挥着至关重要的作用。橡胶非常柔软,用于鞋底等产品的缓冲。医生根据患者的个性化需求设计和 3D 打印产品。 

另一个使用橡胶 3D 打印的行业是交通运输。不同车辆的轮胎和握把都是通过它们打印出来的。尽管如此,他们无法打印大型轮胎,因此该行业仍在努力扩大机器和打印机的规模,以提高产能。许多受欢迎的自行车和汽车公司正在将 3D 打印零件融入其正在生产的新车中。这些材料的橡胶3D打印通过在生产过程中减少大量浪费,降低了大量成本。 

因此,从上述讨论可以清楚地看出,3D 打印橡胶尚不可能,但存在三种不同的替代方案。这些类似橡胶的材料为您带来橡胶的准确触感,具有弹性、耐用性、柔韧性等特性。但是,如果您想打印一些橡胶物体并想要达到相同的结果,有很多替代方法,但请务必注意打印设置以保持打印质量。 

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