El mundo de la impresión 3D se está expandiendo a medida que se ofrecen nuevas impresoras y tecnologías y crece la demanda de nuevas aplicaciones. Desde materiales de ingeniería hasta aplicaciones médicas, los usos de los materiales impresos en 3D parecen ilimitados.
Los proveedores de los filamentos termoplásticos utilizados como base para la impresión 3D se enfrentan a una creciente demanda de materiales que cumplan estrictas especificaciones como durabilidad, rigidez y flexibilidad, entre muchas otras cualidades. Y para garantizar que estos filamentos cumplan con las especificaciones requeridas, los investigadores están recurriendo a una amplia gama de instrumentos para estudiar estos materiales a escalas decrecientes hasta el nivel atómico.
Considere las siguientes necesidades:
Desarrollo de nuevos materiales de filamentos mediante tecnología de extrusión
En el corazón de una de las técnicas de impresión 3D más populares, el modelado por deposición fundida (FDM por sus siglas en inglés) alimenta un filamento continuo de material termoplástico en la impresora, a menudo nylon o diferentes tipos de plásticos. Estos filamentos se fabrican con equipos de extrusión, que gestionan sus propiedades termoplásticas.
Ofrecemos herramientas de extrusión y reológicas que aceleran el diseño iterativo, la creación de prototipos y la producción de piezas personalizadas para materiales de impresión 3D. Por ejemplo, nuestra extrusora de doble tornillo Thermo Scientific Process 11 está diseñada específicamente para especialistas en desarrollo y formulación de la industria del plástico. La extrusora de doble tornillo ofrece ventajas significativas sobre las extrusoras de un solo tornillo para el desarrollo de filamentos 3D al minimizar los efectos de la coalescencia para mantener la distribución del tamaño de partículas. También reduce el desperdicio, mejora la adhesión capa a capa con una dispersión uniforme del aglutinante y ahorra tiempo y consumo de energía al eliminar la necesidad de secar materiales higroscópicos.
Los filamentos son materiales plásticos en hebras parecidas a espaguetis que se funden y extruyen en una impresora 3D para hacer un componente o producto final de acuerdo con las especificaciones del software 3D.
Medición de las características de flujo de materiales FDM
La reología es el estudio del flujo y la deformación de materiales. Los filamentos de polímero para FDM requieren una comprensión de los comportamientos reológicos a medida que se someten a velocidad de alimentación, calentamiento, deposición y enfriamiento de una manera altamente controlada. En FDM, los rodillos alimentan el material del filamento a través de un calentador que licua el filamento y lo envía a través de una boquilla para crear una pieza impresa. Desde una perspectiva reológica, el flujo del polímero desde el licuador a través de la boquilla estrecha es de interés clave. Los filamentos de polímero experimentan un cambio en sus propiedades viscoelásticas en este proceso, y esto debe administrarse con fines de control de calidad.
Los reómetros, como nuestro Thermo Scientific HAAKE MARS, permiten a los desarrolladores trazar la velocidad de corte de un material a medida que sufre cambios de viscosidad durante el proceso de fusión. Al medir el comportamiento de los polímeros en condiciones de flujo rápido y temperatura cambiante, los científicos de materiales pueden optimizar el proceso de fabricación aditiva.
Controlar la tolerancia del diámetro del filamento
Las extrusoras de un solo tornillo están diseñadas para fundir y transportar polímeros a través de una matriz y, por lo general, producen filamentos de manera uniforme y dentro de tolerancias de diámetro aceptables. Las extrusoras de doble tornillo mezclan o componen materiales avanzados diseñados para cumplir con ciertas características de rendimiento donde una máquina de un solo tornillo no puede. Sin embargo, debido a su mecánica, las extrusoras de doble tornillo transportan el material en un flujo pulsante. Esto dificulta el control de los diámetros de los filamentos.
Nuestro extrusor de doble tornillo Thermo Scientific Process 11 aborda este problema con un accesorio de bomba de fusión que gestiona la uniformidad para los diámetros de filamento. La bomba de masa fundida utiliza dos engranajes que aceptan los pulsos de los materiales extruidos y la presión para producir rollos de filamentos de construcción uniforme a través de la matriz del extrusor.
A medida que el mundo de la impresión 3D continúa expandiéndose, los científicos de materiales necesitan una gran cantidad de herramientas analíticas para desarrollar filamentos termoplásticos de alta calidad de próxima generación que se utilizan como base de este proceso.
Mire nuestro Webinar, “Composición de doble tornillo para la producción de filamentos” para conocer las numerosas herramientas de Thermo Scientific que pueden ayudarlo a expandir sus capacidades de impresión 3D.
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