3د طباعة مواد مثبطات اللهب: دليل للنماذج الأولية الآمنة

إذا كنت مهندس منتج أو متخصص في المشتريات يعمل على قطع الالكترونيات, التصميمات الداخلية للسيارات, أو بناء الطلبات, 3د طباعة مواد مثبطات اللهب هي مهارة حاسمة لضمان السلامة. على عكس مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد العادية (الذي يمكن أن يطلق النار بسهولة), تم تصميم خيارات مثبطات اللهب لمقاومة الاشتعال وانتشار الحرائق البطيئة-معايير سلامة صارمة للصناعات عالية الخطورة. هذا الدليل يكسر كل خطوة رئيسية, من اختيار المواد إلى ما بعد المعالجة, مع الحالات الحقيقية والبيانات لمساعدتك في إنشاء آمنة, نماذج أولية موثوقة.

1. ما هي مواد مثبطات اللهب ثلاثية الأبعاد?

أولاً, دعونا نوضح الأساسيات: 3د طباعة مواد مثبطات اللهب هل خيوط أو راتنجات مغرمة بمضافات مثبطات اللهب (مثل البروم, الفسفور, أو المركبات المعدنية) التي تقلل من القابلية للاشتعال. تختلف عن المواد العادية بطريقتين رئيسيتين:

• مقاومة الاشتعال: لن يطلقوا النار بسهولة عندما يتعرضون لمصادر الإشعال الصغيرة (على سبيل المثال, سلك ساخن في جهاز إلكتروني).
• التحكم في انتشار الحريق: إذا كانوا يشعلون, انهم الاستغناء عن نفسه بسرعة (عادة داخل 10 ثوان) وإنتاج دخان أقل أو غازًا سامًا.

هذه المواد غير قابلة للتفاوض للتطبيقات التي تكون فيها السلامة من الحرائق إلزامية, مثل:

• حاويات الجهاز الإلكتروني: منع الحرائق من الانتشار داخل الهواتف, أجهزة الكمبيوتر المحمولة, أو لوحات التحكم الصناعية.
• التصميمات الداخلية للسيارات: تلبية معايير سلامة السيارات (على سبيل المثال, FMVSS 302) لأجزاء مثل مكونات لوحة القيادة.
• مواد البناء: تستخدم في ألواح الجدران المطبوعة ثلاثية الأبعاد أو التركيبات للامتثال لقواعد النار.

لماذا يهم: ناشئة مرة واحدة تستخدم PLA العادية إلى 3D طباعة النموذج الأولي في العلبة الإلكترونية. أثناء اختبار السلامة, اشتعلت النيران في جيش التحرير الشعبي من مكون ساخن, فشل الاختبار. التبديل إلى ABS مثبطات اللهب يدع النموذج الأولي التالي استجوابهم في 5 ثواني - تخطي معيار UL94V0 (واحدة من أكثر شهادات مثبطات اللهب).

2. خطوة 1: اختر مادة مثبطات اللهب ثلاثية الأبعاد الصحيحة

اختيار المادة المناسبة هو الأول (والأهم) خطوة. لا تعمل جميع مواد مثبطات اللهب لكل تطبيق - استخدم الجدول أدناه لتتناسب مع احتياجاتك مع أفضل خيار.

للنصيحة: للتطبيقات عالية الخطورة (مثل الفضاء أو الأجهزة الطبية), اختر دائمًا المواد مع شهادة UL94V0-هذا يعني أن استجواب المواد داخل 10 ثوانٍ ولا تتنقيت عن جزيئات المشتعلة. عميل إلكترونيات المستهلكين يستخدم مرة واحدة في PLA UL94HB من أجل العلبة الخاصة بهم - فشلت في اختبار الحريق لأنه جفاف البلاستيك المشتعلة. ترقية إلى UL94V0 ABS إصلاح المشكلة.

3. خطوة 2: أداء اختبار الأداء & احصل على شهادات

حتى لو كانت المادة تدعي أنها مثبتة في اللهب, تحتاج إلى اختباره لضمان تلبية معايير صناعتك. يمكن أن يؤدي تخطي هذه الخطوة إلى نماذج أولية غير آمنة (وفشل الشيكات الامتثال).

3.1 اختبارات مثبطات اللهب الرئيسية لإجراء

قبل الطباعة, اختبار عينات المواد الصغيرة مع هذين الاختبارين الحرجة:

1. اختبار الاحتراق الرأسي (ul94 معيار):

• كيف تعمل: امسك عينة مادة 125 مم × 13 مم عموديًا, تعرضه إلى لهب ل 10 ثوان, ثم قم بإزالة اللهب.
• تمرير معايير UL94V0: العينة من الاستجواب الذاتي في الداخل 10 ثوان, لا القطرات المشتعلة, ولا تصل الشعلة إلى أعلى العينة.

2. مؤشر الأكسجين النهائي (لوي) امتحان:

• كيف تعمل: قياس الحد الأدنى لتركيز الأكسجين اللازم للحرق المادة.
• نتيجة جيدة: loi ≥ 28% (PLA العادية لديها LOI من 19 ٪ - إنه يحترق بسهولة في الهواء الطبيعي, الذي لديه 21% الأكسجين).

3.2 لماذا الشهادات مهمة

احصل دائمًا على شهادات طرف ثالث لأجزائك ثلاثية الأبعاد المطبوعة-يثبتون أن النموذج الأولي يفي بمعايير السلامة العالمية. تشمل الشهادات الأكثر شيوعًا:

• UL94: تستخدم للبلاستيك (UL94V0 هو المعيار الذهبي لتثبيت اللهب).
• FMVSS 302: مطلوب للأجزاء الداخلية للسيارات (يقيس سرعة انتشار اللهب).
• IEC 60695: للمكونات الإلكترونية (يختبر مقاومة الأسلاك المتوهجة واللهيل الصغيرة).

دراسة حالة: قام صانع قطع غيار السيارات ثلاثي الأبعاد بطباعة نموذجًا أوليًا لوحة القيادة مع Petg مثبطات اللهب. تخطوا شهادة الطرف الثالث, على افتراض أن تصنيف المادة UL94V0 كان كافيًا. خلال FMVSS 302 الاختبار, كانت سرعة انتشار اللهب الأولي مرتفعة للغاية (100مم/دقيقة مقابل. المطلوب 10 مم/دقيقة). بعد ضبط معلمات الطباعة (انظر الخطوة 3) والحصول على FMVSS 302 شهادة, مرت النموذج الأولي.

4. خطوة 3: اضبط معلمات الطباعة ثلاثية الأبعاد لمواد مثبطات اللهب

مواد مثبطات اللهب لها خصائص مختلفة عن الخيوط العادية - فقد تكون أكثر هشاشة أو حساسة لدرجة الحرارة. استخدم إرشادات المعلمة هذه لتجنب مشكلات الطباعة (مثل فصل الطبقة أو التزييف).

4.1 معلمات الطباعة FDM (ل ABS, جيش التحرير الشعبى الصينى, Petg)

4.2 معلمات الطباعة SLA (لراتنج مثبطات اللهب)

• ارتفاع الطبقة: 0.02-0.05مم (طبقات أرق = أجزاء أقوى).
• وقت التعرض: 20-30 ثواني لكل طبقة (تحتاج راتنجات مثبطات اللهب إلى التعرض لفترة أطول للعلاج بالكامل).
• بعد المعالجة: علاج في فرن الأشعة فوق البنفسجية ل 10-15 دقائق (يضمن رابطة إضافات مثبطات اللهب بشكل صحيح).

خطأ شائع لتجنب: طباعة ABS ABS في درجة حرارة فوهة منخفضة للغاية (220درجة مئوية أو أقل). هذا يسبب الالتصاق السيئ للطبقة - ينقسم النموذج الأولي للعميل أثناء اختبار اللهب لأن الطبقات لم تكن مرتبطة. زيادة درجة حرارة الفوهة إلى 240 درجة مئوية تم إصلاح المشكلة.

5. خطوة 4: بعد المعالجة لتعزيز تأخير اللهب

ما بعد المعالجة ليس فقط للجمال-يمكن أن يعزز سلامة الحرائق النموذجية الخاصة بك. فيما يلي الخطوات الأكثر فعالية:

1. علاج الطلاء: ضع طبقة رقيقة من طلاء مثبطات اللهب (على سبيل المثال, الطلاء المضطرب) إلى النموذج الأولي. يتوسع هذا الطلاء عند تعرضه للحرارة, إنشاء حاجز وقائي يبطئ النيران. استخدم عميل مواد البناء هذه الطريقة لزيادة LOI من النموذج الأولي الخاص بهم 28% ل 32%.
2. ختم: للمواد المسامية (مثل مثبطات اللهب), استخدم مانعة للتسرب واضحة لملء الفجوات الصغيرة. هذا يمنع الأكسجين من الوصول إلى الطبقات الداخلية للجزء - تقليل خطر الاشتعال.
3. تقليم & الصنفرة: قم بإزالة أي خيوط فضفاضة أو حواف خشنة مع ورق الصنفرة (400-حصى). يمكن للمواد السائبة أن تصطاد النار بسهولة - خيط صغير على النموذج الأولي لعلاج الإلكترونية بمجرد الإشعال أثناء الاختبار, على الرغم من أن الجزء الرئيسي كان مثبطات اللهب.

وجهة نظر Yigu Technology حول مواد مثبطات اللهب ثلاثية الأبعاد

في Yigu Technology, لقد ساعدنا 250+ سيد العملاء 3د طباعة مواد مثبطات اللهب للإلكترونيات, السيارات, وبناء الطلبات. نعتقد أن أكبر الفرق التي ترتكبها الفرق هي إعطاء الأولوية للتكلفة على التصديق-باستخدام مواد UL94HB الرخيصة للأجزاء عالية الخطورة. حلنا: قائمة مواد منسقة مع خيارات UL94V0 التي تم اختبارها مسبقًا, بالإضافة إلى اختبار عينة مجاني (الاحتراق الرأسي و loi) لضمان الامتثال. نقدم أيضًا قوالب معلمة طباعة مخصصة لكل مادة, قطع معدلات فشل النموذج الأولي عن طريق 40%. للعملاء الذين يحتاجون إلى شهادات, نحن نتشارك مع مختبرات الطرف الثالث لتبسيط العملية.

التعليمات

1. هل يمكنني مزج مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد العادية مع إضافات مثبطات اللهب?

لا ينصح به. إضافة إضافات يدويا (على سبيل المثال, مزج مسحوق مثبطات اللهب في جيش التحرير الشعبى الصينى العادية) يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ - بعض أجزاء النموذج الأولي ستكون مثبطات اللهب, في حين أن الآخرين لن يفعلوا ذلك. استخدم دائمًا مواد مثبطات اللهب التي تم تصميمها مسبقًا من الموردين الموثوق بهم.

2. هي أجزاء مثبطات اللهب المطبوعة ثلاثية الأبعاد أكثر تكلفة من الأجزاء العادية?

نعم, لكن فرق التكلفة صغير مقارنة بمخاطر السلامة. تكاليف القيمة المطلقة للمثبطات 20-30% أكثر من القيمة المطلقة العادية (على سبيل المثال, \(40/كجم مقابل. \)30/كجم), لكنه يمنع إخفاقات الامتثال المكلفة أو استدعاء المنتجات. لإنتاج الحجم العالي, الفجوة التكلفة تضيق أكثر.

3. هل تؤثر مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد على جودة الطباعة على جودة الطباعة?

يمكنهم, ولكن مع المعلمات الصحيحة, ستحصل على نوعية جيدة. غالبًا ما تحتوي راتنجات مثبطات اللهب على أسطح أكثر سلاسة من الراتنجات العادية (رائع لأجزاء مفصلة). قد تكون مواد FDM مثبطات FLAME أكثر هشاشة قليلاً, لكن ضبط معدل التعبئة (ل 70-80%) وسرعة الطباعة (أبطأ) يحسن القوة والتصاق طبقة.