Drukarka 3D do silikonu
Druk 3D z silikonu to trudna sztuka, która dopiero się rozwija, ale dzięki pojawieniu się na rynku nowych drukarek, które radzą sobie z tym materiałem, możemy się spodziewać sporego zamieszania w branży druku 3D. Elementy wykonane metodą wtryskową lub tłoczoną z silikonu służą w wielu dziedzinach i mają ogromną ilość zastosowań. Wymienić tutaj należy takie przedmioty, które potrzebują właściwości silikonu jak uszczelki, chwytaki, elementy obudowy lub podkładki. Są to elementy, które wymagają wykonania modelu, a następnie formy do której będzie wtryskiwany lub wtłaczany silikon, co w dużej mierze przedłuża i komplikuje proces wykonywania silikonowych przedmiotów. Jak deklarują producenci drukarek silikonowych 3D to silikon drukowany w 3D skraca czas wytworzenia tego typu elementów nawet do 90% czasu potrzebnego na przygotowanie ich tradycyjną metodą. Jest to bardzo duża różnica, która przekłada się bezpośrednio na same koszty wykonania elementów z silikonu. Przykładowa lista praktycznych zastosowań druku warstwowego z silikonu:
Zastosowanie silikonu w druku 3D:
- Implanty medyczne i medycyna: implanty 3D z silikonu – części ciała do których silikon ma bardzo zbliżone właściwości jak np. chrząstki. Przykładem nad którym trwają intensywne badania jest łękotka drukowana w technologii 3D. Silikon jest także wykorzystywane w inżynierii tkankowej, ponieważ może stanowić świetne rusztowanie pod namnażanie tkanek w celach eksperymentów naukowych i wytwarzania implantów medycznych. Silikon sprawdzi się również w tworzeniu modeli medycznych służących pomocy w ćwiczeniach chirurgicznych, a to dzięki właściwością zbliżonym do tkanki ludzkiej. Wykonanie unikatowych i skomplikowanych modeli silikonowych w technologii druku 3D, może być teraz dużo prostsze i szybsze
- Protetyka: Silikonowe protezy lub wkłady do protez wykonane techniką 3D to chyba najlepszy przykład możliwości druku silikonowego ponieważ jest to wysoce niepowtarzalna forma, która nie sprawdzi się w procesie produkcji masowej i powtarzalnej
- Robotyka: Silikon świetnie się nadaje na takie elementy jak chwytaki maszyn czy robotów, które dzięki temu są w stanie chwytać delikatne przedmioty i nimi manipulować
- Wearables: Wytwarzanie spersonalizowanych przedmiotów, jak np uchwyty czy osłony smartwatche, smartfonów i innych urządzeń codziennego użytku to nowe możliwości dzięki własnej drukarce do silikonu.
- Tekstylia: Wykorzystanie silikonu w rozciągliwych tkaninach lub jako wstawki może służyć bardziej indywidualnym zastosowaną w modzie czy odzieży sportowej umożliwiając tworzenie unikatowych rozwiązań za pomocą drukarki 3D.
- Elektronika: Silikon drukowany w 3D jest badany jako potencjalny materiał na elastyczną i rozciągliwą elektronik
- Akustyka: Idealny materiał do tłumienia dźwięków i drgań np. ekrany akustyczne, pochłaniacze dźwięku i tłumiki drgań.
Wyzwania dla drukarki silikonowej 3D
Drukowanie 3D z polimerów jest w praktyce dosyć prostą metodą ze względu na termoplastyczność tych materiałów. Materiały termoplastyczne po podgrzaniu przez dyszę drukarki i schłodzeniu otrzymują swoje pożądane właściwości. W przypadku silikonu raz zestalony materiał nie może ponownie uzyskać elastyczności w celu formowania przez dyszę drukarki. W porównaniu do drukarek używających materiałów fotopolimerowych, silikony są bardzo odporne na promieniowanie UV i nie mogą być utwardzane w ten sposób. Silikony wymagają dodatkowego składnika, aby uczynić materiał wrażliwym na światło lub ciepło, czyli dwa warunki stosowane w tradycyjnym druku 3D, które niestety nie działają zbyt dobrze jako wyzwalacz do zainicjowania reakcji polimeryzacji w materiale silikonowym. Obecnie szerzej są stosowane specjalne materiały w technice drukarek żywicznych, które nie drukują jednak z czystego silikonu, ale z jego mieszanek. Umożliwia to szersze zastosowanie tego typu materiału, ale finalnie negatywnie wpływa na jego właściwości. Z drugiej strony ten zabieg umożliwia szersze i bardziej powszechne drukowanie z materiałów zbliżonych właściwościami do silikonu
Najlepsza drukarka silikonowa – rozwiązania druku z silikonu na rynku
Wiele firm stara się opracować własną koncepcję druku z silikonu. Największym problemem w tej metodzie jest utwardzenie materiału z którego nanosi się poszczególne warstwy, dlatego powstało kilka koncepcji wdrażanych przez poszczególne firmy. Jednym z rozwiązań jest jednoczesna aplikacja silikonu oraz materiału utwardzanego przez promieniowanie UV. Technika ta nie rozwija się dynamicznie, a nawet pracę przez jedną z firm zostały wstrzymane. Pokrewną techniką druku jest mieszanie silikonów żywicami i drukowanie na drukarkach przeznaczonych dla fotoutwardzalnej żywicy. Reprezentantami tej metody są firmy 3D Carbon i Desktop Metal. Innym przykładem poradzenia sobie z problemem jest zastosowanie utwardzania w postaci temperatury pochodzącej z lampy halogenowej – LAM. Liquid Additive Manufacturing to termin wprowadzony przez niemiecką firmę RapRap, a obecnie po kilku zawirowaniach rynkowych metoda ta jest stosowania w drukarkach marki InnovatiQ.
Drukowanie 3D z silikonu – drukarki wykorzystujące czysty silikon
Obecnie na rynku dostępnych jest kilka urządzeń, które potrafią w technice 3D drukować z czystego silikonu. Do topowych modeli należy wymienić takie marki jak Spectroplast mająca w ofercie modle 3D SAM, Desktop Health EnvisionTec posiadająca 3D-Bioplotter czy InnovatioQ z drukarką LiQ 320. Postanowiliśmy jednak zaprezentować model francuskiej firmy Lynxter, która posiada w swojej ofercie flagowy model 3D S300X. Jest kilka powodów dlaczego polecamy tą drukarkę, a do najważniejszych należy wydajność i precyzja. Jest to drukarka 3D silikonowa wprowadzona pod koniec 2022 roku i posiada ciekawe parametry: duża przestrzeń robocza pozwalająca wydrukować element o wymiarach 300 x 250 x 200 mm i precyzja wydruku na poziomie 100 mikronów. Drukarka ta używa silikonów przemysłowych i medycznych jak np. silikon RTV2 5, 10, 25, 40 ShA, 45shA. Możliwość drukowania z materiałów poliuretanowych o parametrach od 50 do 85 ShA stanowi dodatkowy atut. Jest to drukarka, która posiada głowicę do drukowania podpór oraz dwukomponentową głowicę do druku elementów właściwych z silikonu. Zastosowanie tylu głowic w druku z silikonu umożliwia łączenie materiałów o różnych właściwościach fizycznych w czasie jednego wydruku. Pozwala to drukować materiały przeznaczone do kontaktu ze skórą jak orotezy, zaślepki, które są stosowane podczas obróbki (piaskowaniem lub malowaniem) czy też tekstyliów lub ich elementów w niezwykłej wydajności dla tego typu materiału.
Drukarka 3D drukująca z materiałów silikonowych
Ciekawa propozycja drukarki 3D drukującej z materiałów silikonowych, która cechuje się dużą wydajnością i świetnymi parametrami wydruku
Wielofunkcyjna drukarka 3D drukująca z termoplastów, ceramiki i materiałów silikonowych
Rozwojowa i wielofunkcyjna drukarka przeznaczona do firm i instytucji prowadzących działalność przemysłową i badawczą
