Üha enam ettevõtteid ja hobikasutajaid mõistab 3D-printimise kasulikkust. 3D-printida saab väga mitmesuguseid objekte. Loomulikult on vastavalt valdkonnale ja prinditavale objektile nõudmised kasutatava materjali omaduste osas küllaltki erinevad.  3D-prinditavaid materjale on tuhandeid ja selles maailmas orienteerumine võib alustajale  tunduda küllaltki keeruka ettevõtmisena. Selles artiklis tutvustame lugejale 3D-printimise materjalide mitmekülgset valikut ning võimalusi.

Juhul, kui teil juba on 3D-printer, teate suure tõenäosusega päris täpselt, millist liiki materjali teie printer printimiseks vajab. Näiteks LCD ja DLP printerid kasutavad vedelikke ehk vaike, FDM printerid kasutavad filamenti, SLS printerid kasutavad pulbrit jne. Kui aga alustate soovitava materjali otsinguid, tasub teada, et tihti on ka mitu võimalust, mille hulgast valida. Seega võib üht ja sama materjali olla saadaval nii pulbri, filamendi kui ka traadina, sobides seega erinevat tehnoloogiat kasutavatele printeritele.

Vaigud ehk resinid 

Vaik on üldnimetus fotopolümeerile, see on sellist tüüpi vedel plastik, mis UV-valguse käes kõvastub. Inglise keeles on levinud termin “resin”, sageli jäetakse see ka tõlkimata. Vaiguprinterid on levinud nii tavakasutajate kui ka professionaalide seas. Levinuimad tehnoloogiad, mis kasutavad vedelikke, on stereolitograafia (SLA), digitaalne valgustöötlus (DLP) ja vedelkristallekraan (LCD).

Vaigud on ideaalne valik mudelitele, mis nõuavad detailsust. Kasutusvaldkond on vaikude puhul väga lai, ulatudes miniatuuridest proteesideni. Inseneriklassi vaigud on piisavalt tugevad, et neid peale kõvenemist mehaaniliselt töödelda. Seega saab neid kasutatada näiteks ka autoosade valmistamiseks. Kõrget temperatuuri taluvad vaigud nagu nt Phrozen TR250LV High Temp Resin, on aga kuluefektiivne viis tootmisvormide valmistamiseks väikeste tootmispartiide jaoks.

Erinevalt filamentidest, ei ole vaikudel kindlat keemilist koostist. Enamik vaikusid on patenteeritud segud ning on tihti nimetatud ka otstarbe järgi. Näiteks on vaigud laialdaselt kasutusel hambaravis, kus on levinud ingliskeelsed nimetused nagu nt model, tray, guide, mis siis sobivad vastavalt mudelite, individuaallusikate või juhtkapede valmistamiseks.

Järgnevalt toome välja erinevad vaikude tüübid ja nende omadused.

Standardsed vaigud 3D-printeritele

Nagu eelnevalt mainitud, võivad vaigud oma omadustelt olla küllaltki erinevad. Kui aga ei ole vaja spetsiifilisi omadusi, siis sobivad standardsed vaigud. Need on olemas erinevates värvides ja sobivad paljudeks rakendusteks nagu näiteks prototüüpide valmistamiseks, miniatuurideks, konseptuaalseteks ja funktsionaalseteks mudeliteks jne. Sellised vaigud on näiteks Phrozen Aqua 4K Resin gray, Phrozen Resin Aqua 8K, jms.

Valatavad ja vaha sisaldavad 3D-printimise vaigud

3D-printimine võimaldab luua kullasseppadel detailseid vahast mudeleid ja seda oluliselt kiiremini ja lihtsamalt kui varem.  Pärast vahamudeli 3D-printimist saab kasutada traditsioonilist vahavalu ehk sulavmudeltäppisvalu. See on paremini tuntud inglise keelse väljendi lost-wax casting methodi all.

Vahavalu on ehtevalmistamise tehnika, mis võimaldab luua keerulisi ja detailseid metallist ehteid. Protsess algab vahamudeli loomisega, mis seejärel kaetakse kuumakindla materjaliga ehk kipsiga. Pärast vaha välja põletamist jääb järele tühi vorm, kuhu valatakse vedel metall. Lõpptulemuseks on täpselt vormitud, detailne ehe.

Valatavaid vaike on olemas mitmeid, kuid üks meie klientide poolt armastatumaid on Phrozen Castable Resin W20 Green.

Biosobivad vaigud 3D-printimiseks

Meditsiinivaldkonnas kasutamiseks on vaikudel sageli spetsiifilised nõuded. See tähendab seda, et juhul, kui neid kasutatakse otseses kokkupuutes patsiendiga, peab neil selleks olema vastav sertifikaat, mis tõendab nende ohutust patsiendile. Vastavad nõuded sellistele biosobivatele vaikudele ei ole sageli üheselt määratud ning seega erinevad riigiti. Biosobivatest vaikudest prinditakse näiteks kuulmisaparaate, hambaproteese või ortopeedilisi tugiseadmeid, kuid ka püsivaid implantaate. Näiteks toodab biosobivaid vaike tuntud Austraalia kvaliteetbrand Asiga. Mõned näited biosobivatest materjalidest on DentaGUIDE, DentaTRY ja DentaTRAY.

Kiired vaigud 3D-printimiseks

On inimesi, kellele lihtsalt ei meeldi oodata ja nendele on kiiresti prinditavad ja kõvastuvad vaigud suurepärane valik. Muidugi on kiiresti kõvastuvatel vaikudel veel teisigi eeliseid. Lühem kõvenemisaeg väldib osade, mis on peale pesu endiselt pehmed, kahanemist või deformatsiooni kõvenemise käigus. Sellised vaigud sobivad hästi tööriistade ja komponentide 3D-printimiseks, kus täpsus on äärmiselt oluline. Kiireid vaike kasutatakse ka prototüüpimiseks, kui printimiskiirus on määrava tähtsusega. Selliseks vaiguks on näiteks Phrozen Resin Speed.

ABS-like ehk ABS-i laadsed vaigud ehk tugevad vaigud 3D-printeritele

ABS ehk akrüülnitriilbutadieenstüreen on kindlate omadustega plastik. ABS-i laadsed vaigud ei ole tegelikult valmistatud ABS-ist, kuid jäljendavad suurepäraselt selle füüsilisi ja mehaanilisi omadusi. Lihtsamalt võib nende kohta öelda vastupidavad ehk tugevad vaigud. Neid kasutatakse seal, kus on vaja, et prinditud ese oleks välissurvele vastupidav.

Laialdaselt on ABS-I laadsed vaigud kasutusel mänguasjade ja isikukaitsevahendite nagu nt kiivrite tootmisel. Tugevad vaigud on ideaalsed prototüüpide, kontseptuaalsete mudelite ja funktsionaalsete osade jaoks. Selline vaik on näiteks Phrozen Resin ABS-like.

Veega pestavad vaigud 3D-printimiseks

Kui standardsete vaikude puhul kasutatakse puhastamiseks alkoholi, siis nagu nimigi ütleb, on nende vaikude suurimaks plussiks veega pestavus. Tihti peetakse neid vaike turvalisemaks, odavamaks ja lihtsamaks alternatiiviks eriti nendele, kes 3D-printimisega alles algust teevad. Siiski tasub meeles pidada, et ka nende vaikude jääkidega segunenud pesuvesi tuleb alati kokku koguda ja viia jäätmekäitlusjaama ning kindlasti ei tohi seda lihtsalt kraanikausist alla valada. Phrozeni vaikudest on veega pestavad näiteks Phrozen Water Washable Dental Model Resin ja Phrozen Water-Washable Resin.

3D-printeritele mõeldud painduvad vaigud 

Mõnikord on vaja materjale, mis oleksid veidi painduvad. FDM printerites kasutatakse TPU-d ehk kummilaadset materjali, millest on tehtud näiteks osad mobiiltelefonide kaitseümbrised.

On olemas ka TPU-like ehk sarnaste omadustega vaike, mida saab kasutada mudelite juures, kus on vaja elastsust ja vibratsiooni neeldumist nagu nt rattad.

Läbipaistvad 3D-printerite vaigud

Materjalide tootjad valmistavad ühe enam vaike, mis peaksid andma läbipaistva tulemuse. Siiski ei pruugi see alati nii olla, eeldades sageli mitmeid järeltöötlemisetappe.  Olenevalt mudeli geomeetriast, materjalist ja järeltöötlemisest, on siiski võimalik saavutada muljet avaldavaid tulemusi. Läbipaistvaid vaike kasutatakse nii prototüüpimisel kui ka meditsiinis. Eriti paistavad läbipaistvad vaigud silma aga just viimases. Näiteks üks populaarsemaid hambaravis kasutatavaid läbipaistvaid vaike on Keyprint KeySplint, mida kasutatakse kapede 3D-printimiseks.

3D-prinditud mudeli läbipaistvus võib aga lisaks materjalile sõltuda ka 3D-printeri võimalustest. Asiga on leiutanud materjalialuse ehk materjalivanni nimega UltraGloss, mida kasutades, ei vaja läbipaistvad kaped peale printimist poleerimist, vaid on peale pesu ja kõvendamist kohe kasutamiseks valmis. UltraGlossi kohta saad lähemalt lugeda meie teisest postitusest “Asiga UltraGloss“.

Pimeduses helendavad vaigud 3D-printimiseks

Pimeduses helendavatest vaikudest prinditud detaile saab kasutada näiteks pimedas tähelepanu juhtimiseks. Samuti on nendest võimalik printida näiteks erinevatele üritustele huvitavaid figuure. Kui filamentprinterid jäävad selle omaduse saavutamisega tihti hätta, siis vaiguprinteritel sellise materjaliga probleemi ei ole.

Metalli sisaldavad vaigud 3D-printeritele

Metalli sisaldavate vaikudega saab edukalt printida metallist osi. Tegemist on siiski küllaltki keeruka protsessiga, mis vajab ka spetsiaalset 3D-printerit.  See on mõeldud eelkõige tööstustele ja ei ole tavakasutajale kättesaadav.

Seda protsessi kutsutakse metalli litograafiaks. See tehnoloogia kasutab valgustundlikku metallipulbrit sisaldavat vaiku, mida täpselt kiht kihi haaval valgusega kõvendadakse. Selliste vaikude ja tehnoloogiaga on võimalik saavutada väga head detailsust.

Printida saab nii roostevabast terasest, messingust, vasest, hõbedast kui ka kullast.

3D-printimise jaoks mõeldud taimsed vaigud 

Tänapäeval on olemas ka vaike, mis on tehtud taimsetest koostisosadest nagu näiteks sojaoad. Siiski ei ole need vaigud veel väga levinud. Tulevikus leiame selliseid vaike ilmselt rohkem.

Vedelikud ehk vaigud on vaid üks grupp 3D-printimise materjalide laiast valikust. Tegemist on siiski väga olulise osaga selles mitmekülgsete võimalustega maailmas. Kui soovid 3D-printimisega algust teha, siis vaata lähemalt ka meie artiklit teemal “  8 näitajat, mida jälgida 3D-printeri valikul”. Aitame Sind nii sobiva printeri kui ka materjali valikul. Kirjuta meile 3d@tavast.ee