Monimateriaalitulostuskokeilut

Jotta tulostettuun kappaleeseen saadaan toiminnallisuutta yksinkertaisten nivelten lisäksi, on olennaista, että kappale voi koostua eri materiaaleja olevista komponenteista. Rakenne voidaan tehdä joko kokonaan 3D-tulostimella, jossa on kaksi tai useampia tulostuspäitä tai lisäämällä rakenteeseen erillisiä inserttejä joko kesken tulostuksen tai tulostuksen jälkeen. Kokeiluissa tulostettiin useilla materiaaliyhdistelmillä testikappaleita. Osassa tulostuksia käytettiin sähköä johtavaa materiaalia, tulostettiin erilaisia johtimia ja mitattiin niiden johtavuus. Insertin käyttöä tulostuksessa kokeiltiin lisäämällä tulostuskerrosten väliin hiilikuitukangasta lujitteeksi. Helpompi lähestymistapa on lisätä insertti tulostuksen lopuksi kappaleeseen jätettyyn kaviteettiin.

Kirkkaalla ja sinisellä PLA:lla tulostettu monimateriaalikappale.
Johtavalla Functionalize F-Electric PLA:lla Ultimaker PLA:lle tulostettuja johtimia.
ABS:stä tulostettu vetosauva, jossa mukana lujitteena viisi kerrosta hiilikuituharsoa.
Piirilevymodulin lisäämiseksi 3D-tulostettuun kappaleeseen on jätetty kaviteeti.
PLA:sta ja ABS:stä tulostettujen lujitettujen vetosauvojen vertailutestin tulokset.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kokeilujen perusteella:

  • Mallintamiseen käytetty Solidworks-ohjelmisto ei tue monimateriaalikappaleen mallintamista suoraviivaisesti, vaan vaatii kokemusta. Samoin mallin tuominen tulostusohjelmistoon.
  • Materiaalien yhteensopivuus pitää kokeilla tapauskohtaisesti. Esim. johtavan Functionalize F-Electric PLA:n tarttumisessa TPU- tai PLA-materiaaleihin oli ongelmia.
  • Kuitulujittamalla vetosauvalle saatii paremmat lujuusominaisuudet, mutta prosessi on hankala ja sopii vain erityistapaukseen tasaiselle kappaleelle.
  • Piirilevymodulien kehyksien tulostaminen onnistui yli odotusten tarkkuuden ja toistettavuuden puolesta. TPU:n lämmönkesto antaa mahdollisuuden käyttää lämpökovettuvia johtavia materiaaleja.
  • Eri materiaaleja on mahdollista tulostaa suoraan taipuisille ja/tai venyville piirilevymateriaaleille.