シリコーンを3Dプリントできますか？

シリコーンは最近、需要の不足のためではなく、無限のアプリケーションに理想的な特性を備えた3D印刷の進歩を遂げています。シリコーンは非常に粘性が高く、3D印刷に正確に影響を与えるため、シリコーン3D印刷の遅延が発生します。

さて、疑問は残ります：シリコーンを3Dプリントできますか？ 調べてみましょう！

凝固プロセス後、エラストマーであるシリコーンオブジェクトは、熱可塑性プラスチックやその他の用途の広い材料のように液体状態に戻ることはできません。

エラストマーは、ゴムに関して簡単に言えば、高粘度で弾性のあるポリマーです。ゴム特性のハイライトは、伸ばすことができ、リリース後も元の形状を維持できることです。合成ゴムであるシリコーンは、いくつかの魅力的な特性も備えています。

シリコーン材料の印刷

シリコーンフィラメントは印刷できませんでした。シリコーンは優れた熱安定性と生体適合性を備えているため、積層造形に適しています。 3D印刷の柔軟性とアイデア、シリコーンは、ヘルスケアやその他の分野で多くの可能性を提供します。

他の熱可塑性プラスチックとは異なり、純粋なシリコーンは液体に溶かしてから3Dプリンター技術で再固化することはできません。シリコーン材料の製造は、射出成形などの従来の製造プロセスによってのみ可能でした。

このプロセスは、金型が高価なため、シリコーンのプロトタイプやバイオモデルの作成にコストがかかります。

シリコーンは弾力性が高いため、射出成形以外の技術を注入することが難しく、少量生産には費用がかかります。

いくつかの企業が、3Dプリントにシリコーンを組み込む新しいシステムを開発しています。新しい技術はヘッド蒸着を使用しますが、他の技術は光重合によって射出成形部品と同様の部品を製造します。

シリコーン3D印刷はより柔軟性があり、従来の製造プロセスとは異なり、柔軟性があり、製造プロセスは量に左右されません。これにより、プロセスにそれほどコストをかけずに、部品の少量生産が可能になります。

液体シリコーンは粘度が高く、他のポリマーとは異なるため、生産が遅くなりました。 3Dプリンターでは実現が難しい特定の温度で固化します。

3D印刷技術の進歩とシリコーン部品の需要の高まりにより、シリコーン3D印刷の開発が促進されました。

シリコーン部品の特性

シリコーンウレタン材料を含むシリコーンは豊富に存在し、繊維産業から自動車までを含む要求の厳しい産業にとって望ましい選択です。宇宙船アセンブリ、医療アプリケーションでの生体適合性、およびソフトロボティクスに広く適用できます。

高性能特性により、シリコーンは物理的および化学的の両方で手ごわい特性を持つことができます。

シリコーンの手ごわい特性は次のとおりです。

• 図を上下させるオプションを備えた優れた熱安定性
• 耐水性と蒸気をはじく
• 圧縮およびせん断抵抗により、タイトシールの形成に適しています
• 水中でも電気絶縁
• 生体適合性により、食品の安全性が確保されます
• 色と透明度のオプションにより、光学系に最適です
• UVおよび耐酸化性
• 難燃剤
• 滅菌可能
• さまざまな硬度で利用可能

この特性により、シリコーンは、エネルギー、食品生産、自動車、消費財、電子機器、さらには農業などの業界でダイナミックになります。

アディティブマニュファクチャリング

アディティブマニュファクチャリングは、一般に3D印刷としても知られています。材料を層ごとに段階的に追加することにより、ツールやシリコンモールドの代わりにデジタル情報を使用して3次元アイテムを作成する必要があります。

テクノロジーはレイヤーを積み上げるためにさまざまな形で異なりますが、最終的に目的のオブジェクトを作成する際にすべて同じ原理で機能します。

シリコン3Dプリントの仕組み。シリコーンを3Dプリントできますか？

3Dプリントでシリコーンがどのように機能するかを詳しく見ていきましょう。

1。証言録取

3Dプリンターは、プリントヘッドを使用して、ほとんどの場合レイヤーごとに2D形状の素材を堆積します。一方、シリコーンは液体の形で入手することはできませんが、プロセスには堆積も含まれます。

プリンタは、シリコン液滴を個別に堆積するプリントヘッドを配置し、それらを結合して滑らかな表面を形成します。

2。硬化と加硫

シリコーンゴム製の帽子は液体またはゲルの形で硬化していないため、3Dプリントプロセス中にリリーススプレーを簡単に成形できます。硬化は、印刷されたシリコーンゴムがチェーン内で架橋を形成する化学プロセスであり、層を重ねるごとに徐々に変化します。

一部のプリンタは、プロセスの代わりにUV光または熱を使用します。室温の加硫シリコーンは、その過程で硬化する触媒やその他の物質と反応します。

光重合プロセスでは、UV光を照射して各層の2D形状を作成する必要があるため、硬化段階が堆積段階に効果的に置き換わります。

3。後処理

加硫により、印刷されたシリコーン部分が十分に固化して別の層を印刷できるようになりますが、これによって構造全体が強化されるわけではありません。

印刷後、印刷物はオーブンにかけられ、化学反応を触媒し、不要な粒子を除去します。支持材を取り除くために洗浄が必要な場合もあります。

リキッドアディティブマニュファクチャリング

これは、シリコーンのような高粘度の材料をビルドプラットフォームに組み込んで期待されるオブジェクトを作成し、それを加熱して完全に硬化させる添加技術の拡張です。リキッドアディティブマニュファクチャリング（LAM）の機会は、3Dプリントを最適化するために使用される機能性液体によって提供されます。

材料は、主に透明性と柔軟性などのさまざまな機能を備えており、印刷プロセス中に組み合わせることができます。シリコーンアディティブマニュファクチャリングにより、完成後のプリントの強度が保証されます。

機能性液体は、最初に室温で層ごとに分配されます。紫外線を使用して材料を硬化させ、デュロメータで架橋します。

LAMは、溶融堆積モデリングやマテリアルジェッティングなど、他の3D印刷技術に代わるものを提供します。 LAMのコンポーネントとプリントは高性能であり、自動車や電子機器の防火やその他の断熱構造に最適です。

リキッドアディティブマニュファクチャリングは、高いプロセス速度を使用し、必要に応じて無制限の自由度で歪みのないプリントを保証します。この方法は革新的であり、プロトタイプや小規模生産向けに丸められています。これにより、業界におけるプロセスの関連性と適用が促進されます。

アディティブマニュファクチャリングの利点

• 手頃な入場料

製造業やプロセスにおける設備のコストは、ほとんどの企業が常に直面している障害です。ただし、積層造形用の機械は、ほとんどの企業や小規模企業にとって手頃な価格です。

イノベーションとテクノロジーの進歩により、エントリーコストが安くなり、エントリーコストが削減されます。小規模な生産ユニットの場合、これにより利益と収益性が向上します。

• 最終製品の設計が簡単

アディティブマニュファクチャリングは、印刷物を印刷するだけではありません。それには、最高レベルの設計と革新が含まれます。クリエイティブとして、積層造形に関しては時間とコストをかけずに自由を手に入れることができます。

従来、印刷の変更は、生産ラインの変更後のコストの急上昇と時間の遅延につながりました。エンジニアは、積層造形を使用した静的な方法から離れて、費用効果の高い方法で、単一の設計の複数のバージョンを作成できます。

• すべてのレベルで利用可能なトレーニングプログラム

機械や設備を手に入れることは一つのことです。機器を効率的に実行および操作するためのスキルと労働力を持っていることは別のことです。アディティブマニュファクチャリングを専門的に使用して設計するようにスタッフと労働者をトレーニングすると、事業運営が遅れる可能性が最も高くなります。

ただし、さまざまなレベルで利用できる設計者および製造業者向けのさまざまなトレーニングプログラムがあります。基本的なトレーニングは、テクノロジーの経験があるスタッフを対象としています。

技術トレーニングは、適切に最大化することについて意思決定者を教育することを目的としていますが、高度なトレーニングは主にポストプロダクションとマテリアルハンドリングを対象としています。

• 生産中の廃棄物を削減します

アディティブマニュファクチャリングの原則は製造プロセスにあり、従来の製造方法とは大きく異なります。一部の機械は、意図した製品よりも大きなブロックから材料を取り除くことによって機能します。

削りくずの形で使用できないカットオフ材は、廃棄物になってしまいます。ただし、積層造形は、必要なものだけが使用されるように、材料を層ごとに追加することによって機能します。アディティブマニュファクチャリングは、材料費を最大90％削減するのに役立ちます。

• 省エネ

アディティブマニュファクチャリングは、従来の製造プロセスと比較して、使用する材料を減らし、製造プロセスのステップを削減するため、エネルギー使用量を大幅に削減します。

アディティブマニュファクチャリングを利用した部品の再製造は、まったく新しい部品を製造するために必要なエネルギーの2〜25％の範囲のエネルギーを使用して、製品の寿命を新しい状態に復活させます。

3Dプリントされたシリコンセットバック

• ハードウェアと材料の入手可能性

3Dシリコーンの主な制限は、そのアクセスです。いくつかの会社が合法的なシリコーン3Dプリントを提供しています。これは、コストが急上昇し、材料の選択肢が限られていることを意味します。

• 構造上の制限

3D印刷会社は何年にもわたって発芽してきましたが、生産材料はまだ添加剤に優しいものではありません。構造用シリコン3Dプリンターのヘッドは1つです。つまり、細部がほとんどない単純なオブジェクトしか作成できません。

光造形ベースの技術を使用するプリンターは問題を回避しますが、それでも樹脂にはUV硬化が含まれています。最高のシリコン3Dプリンターは、ビルド領域が比較的小さく、印刷用のサポート構造を印刷できません。

• 硬化剤の必要性

製造工程で純粋なシリコーンを3Dプリントできる企業はほとんどありません。 それらのほとんどは、UV硬化剤の使用を呼び起こします。これは材料を弱くし、完成品の品質を低下させる傾向があります。

ただし、これはシリコーン成形後も良好な特性を維持し、幅広い用途に利用できます。

結論

シリコーン3Dプリントにはまだ長い道のりがあります。技術の開発成長率が遅いため、採用率は比較的低くなっています。ほとんどの企業は、テクノロジーが何を提供しなければならないかを知らないか、一般的に使用されていないために採用することを躊躇しています。

シリコーン3D印刷に移行する新会社の継続的な開発と改善により、シリコーンメーカーの業界に代わる実行可能な代替手段であり続けています。

シリコーン3Dプリント部品とシリコーンモールドの需要は着実に高まっており、将来の技術がエキサイティングなものであることを示唆しています。