Как долго металлические 3D-печати выдерживают воздействие солнца?

Металлопластиковая 3D-печать изменила ландшафт аддитивного производства с точки зрения эстетики, долговечности и универсальности. Однако за кадром остался один очень актуальный вопрос: как эти отпечатки выдерживают длительное испытание солнечным излучением? Ультрафиолетовое излучение в сочетании с сопровождающим его количеством тепла оказывается весьма проблематичным как для металлического покрытия, так и для подложки на основе пластика.

В данной работе исследуется способность данных металлизированных 3D-печатных образцов противостоять нагреву УФ-лучами и условиям влажной окружающей среды. Мы также обсудим лучшие методы повышения их производительности и рассмотрим альтернативные решения для наружного применения. К концу работы Вы будете хорошо подготовлены и будете иметь полное представление о том. 3D-печать подходят для Ваших конкретных проектов на открытом воздухе.

Наука о 3D-печати с металлическими пластинами

Металлизация - это процесс, при котором металлический слой наносится на 3D-печать, которая может быть сделана из пластика или смолы. В результате обработки получается прочный и устойчивый к морщинам отпечаток, который выглядит эстетично. Однако очень многое зависит от взаимодействия металлического слоя с подложкой, на которую он нанесен, когда речь идет о поведении печатного объекта под воздействием окружающей среды. Даже если вредные эффекты, вызванные УФ-излучением, тепловыми деформациями и поглощением влаги, все еще влияют на пластиковую подложку из-за защищающего ее металлического слоя, эти факторы со временем приводят к ухудшению структурной целостности 3D-печатной продукции. Взаимодействие материалов под воздействием солнечного света.

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению 3D-отпечатков с металлическим напылением

Поскольку металлы также устойчивы к УФ-излучению, разрушения поверхности сразу же можно избежать. Однако полимерная подложка может быть повреждена ультрафиолетом. Его воздействие в течение некоторого времени приводит к разрушению полимера, что в конечном итоге вызывает растрескивание и обесцвечивание, а также делает его хрупким. Это может повлиять на адгезию металлической пленки к покрытию.

В связи с этим производители стараются выпускать УФ-стабильные пластики или использовать другие виды покрытий, устойчивых к УФ-излучению, которые могут увеличить срок службы 3D-печати с металлическим покрытием, особенно в тех случаях, когда воздействие УФ-излучения больше, например, в теплых солнечных условиях или даже на больших высотах. Периодические проверки Детали 3D-принтера и пополнение защитных покрытий также улучшит срок их хранения.

Тепловое расширение и теплостойкость

Когда на 3D-печати с металлическим покрытием снова попадает солнечный свет, они подвергаются нагреву, что может вызвать тепловой стресс. В отличие от металлов, пластмассы более восприимчивы к теплу. С другой стороны, длительное воздействие тепла приводит к размягчению, деформации или расширению пластика. Поскольку тепловое расширение металла и подложки несопоставимо, происходит отслоение металлического слоя от пластика. Расслаивание становится значительным, если материал подвергается воздействию высоких температур или температурных полей растворения. Внедрение полимерных систем со стабильной термической структурой и соответствующих совместимых конструкций устраняет некоторые из этих вероятных шансов. Введенные дополнения, которые действуют как окно, а также отвод тепла значительно снижают растягивающие напряжения, возникающие в термических системах.

Сценарий окружающей среды с коррозией

В наружных климатических условиях 3D-печать с металлическим покрытием подвергается воздействию ряда неблагоприятных факторов. Коррозия металлического слоя может возникнуть из-за влажности, дождя и загрязнения воздуха; перепады температуры усиливают износ. Защитные покрытия для предохранения металла от ржавчины и коррозии также изготавливаются из прозрачных лаков или анодирования. Такие металлы, как нержавеющая сталь и титан, рекомендуется наносить снаружи, поскольку они обладают некоторой внутренней устойчивостью к коррозии. Другие факторы окружающей среды, такие как ветер и пыль, имеют тенденцию со временем стирать поверхность отпечатков. Однако для обеспечения структурной прочности и эстетической красоты 3D-печати с металлическим покрытиемЧистка, нанесение защитных покрытий и другие рутинные работы по уходу станут обязательным условием.

Применение 3D-печати с металлическим напылением на открытом воздухе

3D-печать с металлическим напылением используется в нескольких сферах наружного применения. Сферы применения включают декоративные элементы, такие как статуи и другие украшения, или даже архитектурные и инженерные детали. Поверхность на металлической основе создает верхнюю линию отделки. Подложка, являющаяся моделью для 3D-печати, делает возможным гибкое и даже относительно недорогое проектирование. Опять же, такая модель зависит от контекста; некоторые напечатанные изделия могут функционировать только при небольшом воздействии дневного света. В любом случае, при соответствующем применении установка может подвергаться воздействию ультрафиолета и колебаниям температур, что потребует более прочных компонентов в сочетании с соответствующим защитным покрытием в более экстремальных условиях. В зависимости от условий окружающей среды и функциональных потребностей каждого приложения, может быть оправдан разумный выбор материала и даже последующие методы постобработки.

Методы увеличения срока службы 3D-печати с металлическим покрытием

Если Вы находитесь на открытом воздухе, срок службы 3D-печати с металлическим покрытием может быть увеличен с помощью нескольких стратегий. Это может включать использование базовых материалов, устойчивых к УФ-излучению и нагреванию, равномерное нанесение металлического покрытия и нанесение большего количества слоев для максимальной защиты. Еще одним фактором может стать продуманный дизайн, в результате которого края будут закруглены, чтобы устранить острые точки напряжения и обеспечить дополнительное усиление в местах повышенной нагрузки.

В таких случаях, когда отпечатки используются в экстремальных условиях, их хранение в помещении в нерабочее время и частое обслуживание могут помочь им предотвратить износ на ранней стадии. Некоторые передовые технологии нанесения покрытия, такие как гальваническое покрытие коррозионно-стойкими металлами, добавляют еще один слой защиты, делая Мультиматериальная 3D-печать Устойчивость к стрессовым факторам окружающей среды.

Некоторые из наиболее распространенных проблем с металлизированными 3D-отпечатками, подвергающимися воздействию солнечного света, следующие

Несмотря на то, что 3D-печати с металлическим покрытием обладают рядом положительных характеристик, со временем они разрушаются под воздействием солнечных лучей. Среди наиболее часто встречающихся проблем - разрушение подложки под воздействием УФ-лучей, а также деформация и расслоение, вызванные термическим воздействием. Кроме того, при длительном воздействии солнца металлическая отделка 3D-печати может потускнеть или потускнеть, что может снизить ее стоимость. Ранние признаки этой проблемы позволяют предпринять дополнительные корректирующие действия, такие как повторное покрытие или укрепление материала подложки. Некоторые из этих факторов смягчаются благодаря достижениям в области материаловедения, таким как устойчивые к УФ-излучению смолы и гибридные композиты, что делает Крупномасштабная 3D-печать Более надежный для использования на улице.

Альтернативы металлическим 3D-печатям для использования вне помещений

Для сложных условий эксплуатации вне помещений могут больше подойти альтернативы 3D-печати с металлическим покрытием. Полностью металлические 3D-печати, которые обрабатываются с помощью DMLS и аналогичных процессов, являются самыми прочными и обладают гораздо большей устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды. Другими альтернативами могут быть устойчивые к ультрафиолетовому излучению пластики и композиты, армированные волокнами, которые дают отличные Прочность и долговечность при значительно меньшей стоимости по сравнению с полностью металлическими деталями. Выбор материала зависит от различных факторов, таких как требования к несущей способности, условия воздействия и эстетические предпочтения. Таким образом, эти варианты могут потребовать больше инвестиций на начальных этапах, но, как правило, обеспечивают высокую производительность в суровых условиях.

Заключение

3D-печати с металлическим покрытием идеально подходят для баланса между эстетикой и функциональностью. Поэтому они лучше всего подходят для использования вне помещений. Однако это зависит от многих факторов, таких как свойства подложки, качество металлического покрытия и условия окружающей среды. Пользователи могут сделать свои отпечатки гораздо более прочными и долговечными, если использовать наиболее подходящие материалы, принимать меры по защите и часто ухаживать за ними.

Независимо от того, используется ли продукт в эстетических или практических целях, знание ограничений и достоинств Технология 3D-печати позволит человеку получить от продукта то, что он хочет. По мере того, как аддитивное производство растет и развивается, растут и материалы, и процессы, используемые в этих новых и инновационных отпечатках.

Вопросы и ответы

Какой способ защиты от УФ-излучения лучше всего подходит для 3D-отпечатков с металлическим покрытием?

Разрушение под воздействием ультрафиолета можно ограничить и продлить срок службы отпечатков, если использовать УФ-стойкие прозрачные покрытия или базовые материалы с УФ-стабилизацией.

Устойчивы ли 3D-печати с металлическим покрытием к атмосферным воздействиям?

Хотя они устойчивы к обычной внешней погоде, интенсивная погода, например, высокая температура, проливные дожди или ультрафиолет, может потребовать дополнительного защитного покрытия или материальной поддержки.

Как защитить 3D-печать с металлическим покрытием от ржавчины и коррозии?

Использование таких материалов, как нержавеющая сталь, в сочетании с герметиками значительно снизит возможность появления ржавчины и коррозии, особенно в достаточно влажных и прибрежных местах.