Formlabs представляет Flame Retardant Resin для высокопроизводительной 3D-печати

Производители в таких отраслях, как авиация, электроника, медицинские устройства и транспорт, широко используют огнеупорные детали. В этих средах часто присутствуют искры, эфиры или другие источники возгорания, поэтому они требуют строгого нормативного надзора для обеспечения безопасности рабочих мест и продукции. Общепринятым стандартом в этих сферах производства является UL 94 — сертификат воспламеняемости пластмасс, определяющий склонность материала к затуханию или распространению пламени после воспламенения. Flame Retardant Resin от Formlabs имеет сертификат UL 94 V-0, соответствует стандартам FAR 25.853(a) по показателям горения, дымообразования и токсичности, а также может эксплуатироваться в средах с открытым огнем, источниками возгорания и высокими температурами.

Как правило, пластмассы, соответствующие этим стандартам, подвергаются механической обработке, литью под давлением или отливке. Эти процессы часто требуют дорогостоящего промышленного оборудования или многочасового ручного труда. Многие предприятия передают их на аутсорсинг в механические мастерские или формовочные цеха, но сталкиваются с длительными сроками выполнения заказа или высокой стоимостью доставки. Более доступные внутренние методы, такие как литье, требуют многоэтапного литья силикона и полиуретана с использованием механически обработанных или напечатанных на 3D-принтере образцов. Однако оба эти варианта обычно являются либо дорогостоящими, либо неэффективными и трудоемкими для постоянного применения, что не позволяет использовать их для производства деталей, соответствующих стандарту UL 94. 

Появление новых материалов для 3D-печати сделало производство огнеупорных и термостойких моделей более доступным, но они имеют свои недостатки. Многие производители 3D-принтеров по технологии моделирования методом наплавления (FDM) имеют в ассортименте огнестойкие нити. Однако такие детали не подходят для функциональных испытаний, конечного использования или технического обслуживания и ремонта. Другие технологии, такие как SLA, предлагают термостойкие, изотропные, прочные материалы для 3D-печати с высоким качеством поверхности без сертификата UL 94.

Материал Flame Retardant Resin разработан для 3D-печати SLA и сочетает в себе все необходимое для создания высокоэффективных сертифицированных деталей, используемых для безопасных рабочих процессов. После финальной полимеризации при 80°C в течение 120 минут модели из Flame Retardant Resin имеют температуру теплового прогиба (HDT) 111°C @ 0,45 МПа и модуль упругости при растяжении 3,1 ГПа. В отличие от других хрупких термостойких материалов, Flame Retardant Resin может выступать в качестве компонента функциональной сборки и подходит для сверления под винтовую резьбу. Этот полимер позволяет создавать жесткие и устойчивые к ползучести детали, которые будут надежными и стабильными в закрытых помещениях и промышленных условиях. Модели из Flame Retardant Resin имеют более гладкую, матовую поверхность с чистыми линиями и высокой точностью размеров по сравнению с моделями FDM. Это делает их пригодными для конечного применения или использования в качестве компонентов сборок с жесткими допусками.

^{*Существует два варианта финальной полимеризации Flame Retardant Resin. Чтобы узнать, как различные методы влияют на механические свойства, ознакомьтесь с техническими характеристиками. Выбирайте метод финальной полимеризации, который лучше всего подходит для ваших целей. Для достижения наивысшего показателя HDT 111°C @ 0,45 МПа полимеризуйте детали в Form Cure в течение 120 минут при 80°C. Если последующие работы не требуют максимальной термостойкости, но требуют прочности, модели необходимо подвергнуть финальной полимеризации в Form Cure в течение 60 минут при 70°C.}

Предприятия аэрокосмической и автомобильной промышленностей внедряют 3D-печать в свои рабочие процессы создания прототипов, но часто вынуждены обращаться к традиционным методам производства еще на стадии разработки, чтобы соответствовать нормативным требованиям по воспламеняемости. Стандартные материалы для 3D-печати могут обладать необходимой прочностью и температурой тепловой деформации для проведения функциональных испытаний, но не иметь сертификата UL. Flame Retardant Resin позволяет не только сократить сроки разработки, но и использовать единый материал для всех областей применения, от проектирования и технического обслуживания и ремонта до создания производственных приспособлений. 

Предприятия многих отраслей промышленности вынуждены заказывать детали для технического обслуживания и ремонта у производителей комплектующих, чтобы обеспечить соответствие продукции требованиям. Ранее 3D-печать SLA не подходила для этих целей, несмотря на низкую стоимость и эффективность. Но благодаря Flame Retardant Resin 3D-печать SLA может быть использована в качестве решения для производства ремонтных деталей. 

С помощью масштабируемой платформы Form 3+ и Form 3L большие предприятия могут увеличить мощность своего парка 3D-принтеров без больших инвестиций, предоставляя каждому члену команды доступ к огнестойкому, негорючему, прочному и надежному материалу, который можно использовать в реальных условиях.

Flame Retardant Resin позволяет оптимизировать рабочий процесс перехода от итеративного проектирования к мелкосерийному производству конечных деталей. Используя Flame Retardant Resin и Form 3+ или Form 3L, пользователи могут быстро создать прототип из того же материала, который они будут использовать для функциональных и экологических испытаний, а также на ранних этапах мелко- и среднесерийного производства. Применение одного материала на протяжении всего процесса помогает сократить доработки, благодаря чему менеджеры по продукции могут полностью сосредоточиться на производительности и отзывах пользователей. Прочные, функциональные модели, соответствующие нормативным требованиям, позволяют компаниям быстро вывести продукцию на рынок и начать получать прибыль. 

NZ Technologies (NZTech) специализируется на разработке и производстве передовых систем взаимодействия человека и машины, таких как бесконтактные платформы визуализации в медицине и хирургии. В большинстве случаев эти продукты требуют сертификации UL. Например, все медицинские устройства в операционной должны быть изготовлены из огнестойких и негорючих материалов. Для оптимизации процесса проектирования даже реалистичные прототипы изготавливаются из одних и тех же материалов.

Команда NZTech использовала принтер FDM для создания прототипа своего продукта TIPSO® AirPad, бесконтактного интерфейса для хирургов, однако деталям не хватало разрешения и точности. Поэтому Джордан Карьянто, ведущий инженер по оборудованию NZTech, использовал Form 3+, чтобы получить модель с необходимыми характеристиками и UL 94 для соответствия требованиям стандартов IEC60601-1 и EN60601-1. Flame Retardant Resin позволил ему объединить эти преимущества в один эффективный рабочий процесс.

Карьянто и его команда используют Form 3+ при изготовлении точных деталей, требующих незначительной постобработки, чтобы подготовить их к испытаниям и сертификации в других отраслях. «Тестовые модели должны выглядеть и работать как конечные продукты. Нам нужна возможность легко вставлять электронный компонент в корпус, но это требует точности размеров. Благодаря Flame Retardant Resin нам удается получить функциональные модели, соответствующие всем необходимым стандартам, еще на этапе тестирования», — рассказал Карьянто.

Avance Design, компания по разработке продуктов и инженерному консалтингу в Индианаполисе, штат Индиана, США, использует технологию 3D-печати уже более десяти лет. При этом она по-прежнему отслеживает новые возможности и способы применения, которые открываются с выпуском каждого нового материала для 3D-печати. Мы поговорили с Тони Паркером, главой Avance Design, об их рабочем процессе с Flame Retardant Resin. 

Наряду с литьем, формованием, механической обработкой и 3D-печатью FDM, Avance также использует три принтера Form 3+ и два принтера Form 3L SLA, чтобы разрабатывать продукцию для медицинской, робототехнической, архитектурной и электронной промышленностей. Производство моделей для одного из клиентов электронной промышленности традиционно требовало от Avance литья полиуретана. Паркеру пришлось бы напечатать или механически обработать образец, изготовить по нему силиконовую пресс-форму, найти коммерчески доступный полиуретан стандарта UL и залить его в силиконовую пресс-форму, затем извлечь отлитую полиуретановую деталь и обработать ее. «На каждую деталь ушло бы несколько дней, а если бы нам нужно было сделать заказ из 20 таких деталей, это заняло бы около трех недель», — поделился Паркер. 

Благодаря Flame Retardant Resin Паркер может отказаться от большинства этапов и пройти путь от проектирования в САПР до готовой детали гораздо быстрее. «Flame Retardant Resin позволяет сократить время производства 20 деталей до одной недели», — рассказал Паркер.

Помимо сокращения времени и трудозатрат на изготовление деталей, сертифицированных UL, 3D-печать с Flame Retardant Resin обеспечивает свободу проектирования, высокое качество поверхности и позволяет получить прочные, долговечные детали, способные выдерживать дополнительные нагрузки, например винты.