弹性体材料兼具弹性、强度和柔韧性特性,实用性佳,可用于模具制造、外壳和密封件等应用。然而,3D 打印弹性体却处于两难境地:要么使用难以操作的双组分体系,要么使用强度低且粘腻的单组分材料。或者需要打印模具并铸造聚氨酯或硅胶,但该过程既耗时,设计自由度又有限。在此之前,并没有一种快速简便的方法能够制造出外观、触感和功能与铸造聚氨酯、TPU 和硬橡胶相媲美的弹性体部件。
新型 Flexible 80A Resin 是一种具有高韧性的单组分弹性体材料,可利用 Form 4 系列立体光固化 (SLA) 3D 打印机的技术,与上一代产品相比,回弹性能提高了 4 倍,抗撕裂强度提高了 2 倍,断裂伸长率提高了 2 倍,同时外观和耐老化性能也有所提升。
“新型 Flexible 80A Resin 的强度和抗疲劳性让我们印象深刻。在应用中,新型 Flexible 80A Resin 部件的使用寿命是上一材料版本的 10 倍。这是一项重大改进。”
Jonathon Campion,Modern Body Engineering 总裁
高回弹、耐撕裂,经久耐用
与 Flexible 80A Resin V1.1 相比,Flexible 80A Resin 的新配方具有更优越的材料性能,使部件性能更接近于现成和工业级 80A 聚氨酯。
Flexible 80A Resin 打印部件具有弹性,摆锤回弹率为 56%。此外,部件耐用、可拉伸,具有 28kN/m 的抗撕裂强度和 230% 的断裂伸长率,性能是上一代材料的两倍。使用新配方打印的连接器、固定装置和外壳的 Ross 弯曲疲劳性能更好,其循环寿命是上一代产品的 5 倍。
| Flexible 80A Resin V2 | Flexible 80A Resin V1.1 | Cast Urethane (Smooth-on Task™ 16) | |
|---|---|---|---|
| Hardness (Shore A) | 83A | 79A | 80A* |
| 抗撕裂强度 | 28kN/m | 13kN/m | 34.5kN/m * |
| 断裂伸长率 | 230% | 131% | 233%* |
| Pendulum Rebound (Schob Type) | 56% | 13% | 54% |
| Ross Flex Fatigue | 12,800 cycles** | - | 38,600 cycles** |
*该数据由制造商提供,Formlabs 尚未进行直接测试
^在无环境控制的情况下进行内部测试
根据 ASTM D4459,对使用新型 Flexible 80A Resin 打印的部件进行了加速室内老化测试。新型 Flexible 80A Resin 在 1000 小时后仍能保持 87% 的断裂伸长率。
如需了解更多信息,请参阅 Flexible 80A Resin 数据表。
外观优化
新材料配方无粘性,呈哑光黑色。使用新型 Flexible 80A Resin 打印的部件外观和触感类似于铸造聚氨酯。
直接打印具有精细细节和表面纹理的柔性部件。
新型 Flexible 80A Resin(左)、旧配方(中)以及使用 FDM 打印机以 TPU 丝材打印的同一部件(右)。
工作流程
Flexible 80A Resin 可使用 Form 4 系列 3D 打印机(包括 Form 4 和 Form 4L)进行打印,其工作流程比双组分树脂系统或铸造工艺更简单、更流畅。
| Flexible 80A Resin V2 | 双组分 SLA 树脂系统,如 Rebound Resin 和 Carbon EPU 40 | 使用 3D 打印模具铸造 RTV 硅胶和铸造聚氨酯 | |
|---|---|---|---|
| 工作流程和速度 | 简单 | 困难(适用期有限,二次固化需要数天) | 困难(需要设计和制造模具、铸造和固化聚氨酯) |
| 安全性 | 中等 | 较差(树脂危害性较大,需要更严格的 PPE 和安全控制措施) | 较差-中等 |
| 几何结构自由度 | 极好 | 极好 | 差 |
| 性能 | 好 | 极好 | 极好 |
| 极好 | 极好 | 极好 |
使用 Flexible 80A Resin 打印的部件应在清洗和干燥后,进行二次固化。建议使用该材料打印的部件进行两次固化,第一次将其浸入装水的紫外线透光容器中。请参阅 TDS 了解完整工作流程。
FYi Design Dept. 快速迭代弹性体部件
FYi Design Dept. 位于加拿大不列颠哥伦比亚省斯夸米什,专门从事技术、软商品和硬商品交叉领域的研发工作。过去,FYi 使用 Carbon 3D 打印机打印柔性材料来制造弹性体部件。虽然 Disanjh 喜欢这种材料,但工作流程十分困难,而且团队中只有一名成员具备打印专业知识,因此影响了项目进度。在这种情况下,Disanjh 开始研究用于 3D 打印的替代弹性体材料。
“Formlabs 能完美融入我们的研发流程,是弹性体部件的出色解决方案,这一点毋庸置疑。”
Derek Disanjh,FYi Design Dept. 研发机械工程师
Disanjh 和他的同事已经开始使用 Form 4 代 3D 打印机进行打印,包括 Tough 树脂家族。工作流程简单易学,让他们赞不绝口,任何团队成员都可以进行打印,并且打印和后处理的可靠性和速度也有助于按时完成任务。
使用新型 Flexible 80A Resin 打印的部件具有更高的回弹力、抗撕裂强度和断裂伸长率,同时美观度也有所提升。(图片来源:FYi Design Dept.)
Disanjh 认为:“部件的表面光洁度非常重要。我们的团队对材料的回弹性同样赞誉有加。其余 3D 打印弹性体触感偏僵、回弹性差。” (图片来源:FYi Design Dept.)
Disanjh 表示:“得益于高效的 Form Cure V2,研发团队能够深度活用 Form 生态圈。” 虽然 Flexible 80A Resin 需要两个后固化步骤,而且其中一个步骤需要将部件浸入水中,但 Disanjh 觉得“物有所值”,尤其是使用 Form Cure V2 的总固化时间只有 10 分钟。
“通过使用 Flexible 80A Resin,迭代和设计速度均有所加快,彻底改变了我们的工作模式。团队对材料的回弹性能、伸长率及抗撕裂强度表现十分满意。”
Derek Disanjh,FYi Design Dept. 研发机械工程师
开始打印柔性部件
Flexible 80A Resin 经更新,可轻松制造具有高回弹力的弹性体部件;这些部件可反复使用,并且外观、触感和功能均可媲美邵氏硬度 80A 的铸造聚氨酯。
索取免费样品部件,亲自评估 Flexible 80A Resin,或购买材料,开始使用 Form 4 系列 3D 打印机打印柔性部件。