3D-печать

3D-отпечатки с металлическим покрытием: Лучшая долговечность и защита от солнца

7 февраля 2025 г.

Технология 3D-печати, называемая аддитивным производством, позволяет промышленникам быстро создавать сложные детали на заказ. Инновационный процесс позволяет поэтапно собирать объекты путем трехмерного наращивания из различных материалов, таких как пластмассы, металлы и керамика. Эта технология используется в аэрокосмической отрасли, в автомобильной промышленности, при проектировании медицинского оборудования и производстве потребительских товаров, что демонстрирует ее широкую эффективность для современных промышленных нужд.

Цель этой статьи - изучить производительность 3D-отпечатков с металлическим покрытием при солнечном свете. Взвесив преимущества металлического покрытия, такие как повышенная прочность и устойчивость к УФ-излучению, с учетом потенциальных проблем, мы выясним, смогут ли современные отпечатки выжить под длительным воздействием солнца. Полученная информация поможет производителям и пользователям принять решение о применении 3D-отпечатков с металлическим покрытием на открытом воздухе.

Обзор распространенных материалов, используемых в 3D-печати с металлическим напылением

Металлическое покрытие повышает долговечность, эстетику и стойкость 3D-печатных объектов. Однако выбор основного материала существенно влияет на конечные свойства детали с металлическим покрытием. Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых материалов для 3D-печати с металлическим покрытием:

PLA (полимолочная кислота)

PLA является предпочтительным выбором в 3D-печать материалы, потому что с ним легко работать и он разлагается естественным образом. PLA демонстрирует плохие характеристики при постоянном УФ-излучении, поскольку длительное воздействие солнечного света приводит к его разрушению. Добавление УФ-стабилизаторов в PLA помогает увеличить срок его службы, но не обеспечивает абсолютной защиты от критических внешних воздействий.

ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол)

ABS обладает высокой прочностью и ударопрочностью, что делает его лучшим выбором для 3D-печати. По сравнению с PLA он обладает более высокой устойчивостью к УФ-излучению, но иногда может деградировать и даже обесцвечиваться под воздействием солнечного света. Его использование может быть оптимизировано путем введения добавок, стабилизирующих его устойчивость к УФ-излучению.

PETG (полиэтилентерефталат гликоля)

PETG сочетает в себе легкость печати со свойствами PLA и обеспечивает прочность, схожую с ABS. Он обладает исключительной износостойкостью, низким поглощением влаги и хорошей устойчивостью к УФ-излучению и применяется для производства изделий, предназначенных для использования вне помещений. PETG обычно используется для деталей, которым требуется одновременно прочность и устойчивость к атмосферным воздействиям.

ASA (акрилонитрил-стирол-акрилат)Наружный.

ASA уникально разработан для таких применений, его погодоустойчивость и стабильность к воздействию УФ-лучей выше по сравнению с ABS и PLA. Его свойства сохраняются после воздействия УФ-лучей, материал оптимален для длительной работы на открытом воздухе.

Объяснение процессов нанесения металлических покрытий

Металлическое покрытие в 3D-печати в основном включает в себя две техники: гальваническое и электролитическое покрытие. Гальваника - это процесс, при котором на проводящую поверхность наносится слой металла с помощью электрического тока, в то время как электробезгальваническая обработка предполагает то же самое, но с помощью химической реакции, чтобы покрыть поверхность без использования электричества. Этот шаг добавляет слой металла на поверхность 3D-печати, улучшая ее эстетику и долговечность.

Преимущества металлического покрытия в повышении долговечности и эстетичности

Металлическое покрытие дает ряд преимуществ 3D-печатным деталям. Слой металла повышает способность противостоять износу, коррозии и воздействию окружающей среды, например, ультрафиолета.
Эстетическая ценность: поверхности с металлическим покрытием могут быть очень гладкими и украшать печатные объекты.

Термическая стабильность:

металлические слои улучшат термическое сопротивление, а значит, сделают деталь более прочной в условиях высоких температур.
Влияние солнечного света на 3D-печатные объектыУльтрафиолетовое излучение и его влияние
Ультрафиолетовое излучение, исходящее от солнечного света, может сильно повлиять на материалы для 3D-печати. Длительное воздействие вызывает процессы деградации, включая обесцвечивание, хрупкость и потерю механических свойств. Реакция материалов различна, так как каждый материал ведет себя по-разному под воздействием УФ-излучения; поэтому очень важно выбрать подходящий материал для наружного применения.

Как УФ-облучение приводит к деградации, обесцвечиванию и хрупкости

Ультрафиолетовый свет расщепляет химические связи в полимерах, в результате чего они постепенно теряют свою структуру. Эта деградация происходит тремя путями:
Обесцвечивание: выцветание или пожелтение поверхности материалаХрупкость: повышенная хрупкость, из-за которой материал трескается или ломается под воздействием нагрузки.

Потеря механических свойств:

Снижение прочности и гибкости, влияющее на общие эксплуатационные характеристики Сравнительные характеристики материала Эксплуатационные характеристики материала при воздействии солнечного света

PLA: быстро разрушается; не подходит для наружного применения, если не обработан.
ABS: Некоторая устойчивость к УФ-излучению, но со временем разрушается при значительном воздействии.
PETG: Хорошая устойчивость к ультрафиолету. Он будет оставаться стабильным в течение длительного времени на открытом воздухе и разрушаться очень незначительно.
ASA: Лучший вариант для наружного использования, устойчивый к УФ-излучению.

Цвет и отделка 3D-печатных деталей также могут повлиять на их работу под воздействием солнечного света. Темные цвета поглощают больше тепла, что может привести к короблению или деформации. Кроме того, матовые поверхности могут лучше защищать от УФ-излучения, чем глянцевые, из-за различий в свойствах отражения и поглощения света.

Долговечность 3D-отпечатков с металлическим напылением

Свойства улучшаются благодаря металлическому покрытию

Металлическое покрытие - один из методов, с помощью которого 3D-печатные детали становятся прочными, обеспечивая внешний слой для защиты основного материала от воздействия окружающей среды. Оно защищает основу от УФ-лучей, которые могут привести к тому, что пластик со временем разрушается, меняя цвет и становясь хрупким. Кроме того, металлическое покрытие предотвращает впитывание воды - фактор, ослабляющий материал и способствующий образованию плесени или коррозии.

Обсуждение коррозионной стойкости и уменьшения износа

Коррозионная стойкость 3D-отпечатков с металлическим покрытием выше по сравнению с их аналогами без покрытия. Металлический слой противостоит окислению и воздействию загрязняющих веществ окружающей среды, что делает отпечатки пригодными для использования вне помещений. Более того, твердость металлической поверхности снижает износ, и срок службы напечатанных деталей в сложных условиях увеличивается.

Применение в реальном мире и тематические исследования

Примеры отраслей, использующих 3D-печати с металлическим покрытием на открытом воздухе
Автомобильная и аэрокосмическая промышленность являются примерами отраслей, в которых часто требуются 3D-печати с металлическим покрытием для работы в суровых условиях внешней среды. В автомобильной промышленности металлизированные детали используются как для эстетической части, так и для рабочих деталей. Декоративные детали, используемые в автомобильном сегменте, требуют повышенной прочности компонента. Таким образом, для аэрокосмической промышленности выгодны легкие, но прочные детали, способные выдерживать экстремальные температуры и воздействие ультрафиолета.

Истории успеха, демонстрирующие долговечность и эффективность при воздействии солнечного света

Несколько тематических исследований отражают успешное использование 3D-печати с металлическим покрытием на открытом воздухе. Например, производитель наружных вывесок обнаружил, что их компоненты с металлическим покрытием сохраняют свою визуальную привлекательность и механическую целостность даже после длительного пребывания под прямыми солнечными лучами. Производитель автомобильных деталей также отметил, что их прототипы, покрытые слоем металла, показали очень незначительные признаки износа после длительного тестирования в полевых условиях.

Техники постобработки для повышения прочности

Покрытия для защиты

Введение в УФ-стойкие покрытия и их применение
Металлические 3D-отпечатки также могут быть обработаны УФ-стойкими покрытиями для усиления защиты от солнечного света. Они содержат добавки, которые поглощают или отражают вредные УФ-лучи и, таким образом, предотвращают разрушение покрытия, а также материала под ним. Правильное нанесение таких покрытий приведет к равномерному покрытию, тем самым максимизируя преимущества защиты.

Преимущества герметизации и грунтовки для дополнительной защиты

Уплотнение и грунтование поверхности перед нанесением дополнительных покрытий улучшает адгезию и создает более прочный барьер против факторов окружающей среды. Однако это необходимо для надежной защиты от влаги и УФ-излучения в течение длительного времени.
Техники рисования

Проблемы с использованием 3D-печати с металлическим покрытием на солнце

Воздействие тепла

Объяснение того, как тепло от света вредит печатным деталямВ то время как металлическое покрытие имеет другие преимущества, воздействие прямого солнечного света на печатные детали может привести к накоплению тепла. Высокая температура деформирует некоторые материалы, особенно те, которые плохо переносят нагрев.

Методы минимизации деформации или повреждений под воздействием тепла

Чтобы свести к минимуму проблемы, связанные с нагревом, рекомендуется располагать детали в затененных местах или использовать отражающие покрытия, которые уменьшают поглощение тепла. Кроме того, выбирайте материалы с повышенная термическая стабильность поможет обеспечить сохранение формы деталей при различных температурных условиях.

Советы по очистке и сохранению целостности компонентов с металлическим покрытием

Это поможет сохранить внешний вид и работоспособность деталей с металлическим покрытием: их необходимо регулярно чистить с использованием неабразивных материалов, чтобы предотвратить разрушение защитных покрытий под воздействием агрессивных химических веществ. Вместо этого следует использовать щадящие чистящие растворы, сохраняющие эстетику и долговечность.

Заключение

Металлическая отделка 3D-отпечатков символизирует заметный шаг вперед по сравнению с традиционным аддитивным производством, особенно в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и высокая устойчивость к внешним условиям окружающей среды. Сочетая свойства традиционных материалов для печати с металлической защитой, такие изделия могут выдерживать внешние испытания, в том числе воздействие ультрафиолетовых лучей и влаги.

Хотя металлическое покрытие повышает производительность 3D-печати, необходимо отметить некоторые потенциальные проблемы, такие как тепловое воздействие солнечного света. Применение стратегий, предотвращающих тепловую деформацию, и регулярное техническое обслуживание могут продлить срок службы этих компонентов. Кроме того, нанесение защитных покрытий и высококачественных красок поможет повысить устойчивость к УФ-излучению и надолго сохранить внешний вид и работоспособность деталей с металлическим покрытием.

Правильное использование передовых методов постобработки, а также осознание воздействия на окружающую среду могут обеспечить максимальную выгоду от использования этих новых, инновационных материалов. По мере того, как это будет продолжаться, 3D-печать с металлическим покрытием начнет играть все более важную роль в наружных применениях, улучшая не только эстетическую привлекательность, но и обеспечивая функциональную прочность, что может обеспечить преимущества для большего числа отраслей промышленности по всему миру.

Вопросы и ответы

1: Как металлизация повышает долговечность 3D-печатных деталей?

Металлическое покрытие повышает коррозионную стойкость 3D-печатной детали, поскольку оно создает защитный барьер, ограждающий деталь от многих факторов окружающей среды, включая УФ-облучение и влажность. Такой защитный слой препятствует гниению, обесцвечиванию и окислению, а значит, увеличивает срок службы напечатанной детали.

2: Можно ли использовать 3D-печати с металлическим покрытием на открытом воздухе?

Безусловно, поскольку такой слой будет более устойчив к УФ-излучению, влаге и коррозии при использовании на открытом воздухе. Металлический слой может быть прочным и обеспечивать надежный барьер против элементов окружающей среды, благодаря чему отпечатки не рассохнутся и не потеряют свою структуру и внешний вид поверхности с течением времени.

3: Каков уход за 3D-отпечатками с наружным металлическим покрытием?

Открытые металлизированные 3D-печати требуют регулярного ухода для обеспечения их целостности. Он включает в себя поиск следов износа и повреждений, щадящую неабразивную чистку и нанесение защитных покрытий или красок от УФ-излучения.

Поделиться этим постом

Готовы ли Вы повысить уровень своего проекта?

Воплощайте свои проекты в жизнь с помощью MXY Machining

Испытайте на себе прецизионное проектирование с MXY Machining. От детальных прототипов до крупносерийного производства - мы готовы воплотить Ваши концепции в реальность. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить потребности Вашего проекта!

Похожие статьи и статьи

Расширяйте свои знания и оставайтесь в курсе событий с помощью нашей обширной коллекции статей и сообщений. Каждая статья тщательно подобрана в соответствии с Вашими интересами, предлагая идеи и обновления, которые соответствуют Вашим отраслевым потребностям.