Ассортимент материалов для 3D-печати представлен преимущественно термопластиками, прочность которых достаточна для создания небольших моделей. Но есть и исключения – композитные филаменты с различными добавками, которые позволяют создавать крупные элементы с повышенной ударной, химической и температурной прочностью. Какой пластик выбрать для 3d принтера? Зависит от оборудования и требуемых характеристик.
Разделы статьи
Какой выбрать пластик для 3д принтера
Пластик выбирают по его характеристикам, обеспечивающим свойства конечного продукта:
- Прочность. Может меняться в зависимости от вида. Оценивается по 4-х бальной шкале. Максимальную прочность (4) имеет, например, поликарбонат РС. Минимальную (1) — гибкий TPU, очень гибкий FPE.
- Гибкость. По той же 4-х бальной системе гибкие пластики имеют (4), минимальную гибкость (1) могут иметь, как самые прочные виды – Carbon, Ceramic, так и средней прочности — PLA.
- Долговечность. Большинство материалов отличаются хорошей долговечностью в диапазоне (3-4). Исключение составляет Ceramic для печати керамикой с показателем (1).
- Температура печати. Величина, при которой материал приобретает гибкость, необходимую для экструзии. Зависит от химического состава исходного сырья. Колеблется в пределах 180-260°С. Каждая модель принтера поддерживает определенный температурный режим, который следует учитывать при выборе пластика.
- Температура стола для печати. Практически все виды при быстром охлаждении подвергаются деформации (ужимаются), поэтому стол для печати должен быть в подогретом состоянии до температуры 20-110°С в зависимости от вида нити.
- Сложность использования. Может быть низкой, средней и высокой. Зависит от совокупности факторов. Низкую сложность печати имеет PLA (не выделяет запаха, не поддается деформации, может печатать без подогрева платформы).
- Экологическая безопасность. Зависит от химического состава. Безопасными считаются материалы на основе возобновляемых биологических ресурсов (отходы кукурузы, сахарного тростника), которые требуют меньшего расхода энергии для экструзии. Обработка пластика на основе продуктов нефтехимии более энергозатратна плюс сопровождается небезопасными испарениями.
Справка! При выборе пластика для 3д печати могут учитываться дополнительно: степень усадки (деформации) при охлаждении, растворимость, адгезия, прозрачность, атмосферостойкость.
Выбор пластика производится путем анализа перечисленных свойств. Например, для производства телефонных чехлов PLA с низкой гибкостью не подойдет, а филамент из этой же группы ABS со средней гибкостью и высокой прочностью считается отличным выбором.
Лучшие модели пластика
PLA (полимолочная кислота) — самая популярная нить на сегодня, печать которой не требует особых условий. Для работы рекомендуется температура 180-230°С, хотя оптимальной считается 210°С. Может работать без подогрева стола, при подогреве до 20-60°С улучшается адгезия с платформой. Лучший расходный материал для 3д печати в домашних условиях.
Справка! PLA считается идеальным сырьем для изготовления изделий с минимальным сроком службы.
Основные преимущества:
- высокое качество отпечатков;
- высокая скорость печати;
- отсутствие усадки (максимум до 1%);
- не растворяется в спирте и воде.
Недостатки:
- низкая прочность (в сравнении с ABS);
- деформация при минимальных усилиях;
- гигроскопичность, приводящая к накоплению влаги, уменьшающая срок хранения изделий.
ABS (акрилонитрил бутадиен стирол) – до появления PLA лидировал по востребованности. Уступил из-за более сложных условий печати – рабочая температура – 210-250°С, подогрев платформы – 80-110°С. Плюс требуется медленное охлаждение из-за возможных деформаций.
Преимущества:
- длительный срок службы изделий;
- устойчивость к ударам и высоким температурам;
- хорошая гибкость.
Справка! ABS считается универсальным материалом для производства изделий, подвергающихся частому монтажу/демонтажу, нагреву, падениям (чехлы для телефонов, корпуса электроприборов, кирпичики Lego, подшипники скольжения, шлемы для мотоциклов).
Недостатки:
- более сложная печать;
- сжатие при охлаждении;
- вредные для человека испарения при печати, требующие вентиляции помещения.
ColorFabb nGen – хороший вариант для 3д печатников-непрофессионалов. Печатает на разной скорости, даже при температуре 260°С не выделяет испарений, имеет высокую термоустойчивость. Изделия отличаются красивым внешним видом.
PET (полиэтилентерефталат) – наиболее используемый в мире пластик. По показателю прочности относится к профессиональному классу. Имеет низкую сложность использования. Не сжимается, не выделяет вредных испарений. Используется для производства контейнеров для продуктов, ящиков для инструментов, отдельных деталей и корпусов.
Методология
Пластики для 3D принтеров обычно классифицируются по 3 категориям: механические характеристики, визуальное качество и пригодность к постобработке. Далее мы разобьём эти категории, чтобы нарисовать более четкую картину свойств полимеров. Выбор материала зависит от того, что пользователь хочет напечатать, поэтому перечислим ключевые критерии, необходимые для выбора материала, кроме стоимости:
-
Простота печати: Насколько легко печатать пластиком: адгезия между слоями, максимальная скорость печати, частота возможного брака, точность печати, удобство подачи в принтер и т. д.
-
Визуальное качество: насколько хорошо выглядит готовая модель.
-
Максимальные нагрузки: максимальное напряжение, которое может испытать объект, прежде чем сломаться при медленном натяжении.
-
Растяжение на разрыв: максимальная длина объекта, растянутого до разрыва.
-
Ударопрочность: энергия, необходимая для разрушения объекта при внезапном ударе.
-
Адгезия между слоями (изотропия): насколько хороша адгезия между слоями материала. Это связано с «изотропией» (однородностью во всех направлениях). Чем лучше адгезия слоя, тем более изотропным будет объект.
-
Термостойкость: максимальная температура, которую объект может выдержать до размягчения и деформации.
Данные свойства не являются ни «хорошими», ни «плохими» по сути; это просто свойства, которые подходят для своей области применения. Например, жесткость.
У нас нет точной количественной оценки, но можно сказать, что это важный фактор. Так же есть такие параметры, как влагостойкость или токсичность.
Пластик PLA
PLA — самый простой полимер для печати и обеспечивает хорошее визуальное качество полученных деталей. Он довольно твёрдый, но на деле очень хрупкий и не подходит для использования в работающих механизмах.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Био-разлагаемый |
Впитывает влагу |
|
Не имеет запаха |
Не легко склеивать |
|
Пригоден для обработки шлифовальной бумагой и покраске акриловыми красками |
|
|
Устойчив к ультрафиолету |
Пластик ABS
ABS обычно выбирается вместо PLA, когда требуется более высокая термостойкость и более высокая прочность.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Можно обрабатывать парами ацетона для получения глянцевой поверхности |
Чувствительность к ультрафиолету |
|
Можно обрабатывать шлифовальной бумагой и красить акриловыми красками |
Запах при печати |
|
Ацетон также может быть использован в качестве сильного клея |
Потенциально высокие выбросы дыма |
|
Хорошая стойкость к истиранию |
Пластик PET
PET более мягкий полимер, который обладает более интересными свойствами, но с оговоркой на некоторые существенные с недостатками.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Может вступать в контакт с продуктами питания |
Работать с этим материалом тяжелее чем с PLA или ABS |
|
Влагостойкость |
|
|
Высокая химическая стойкость |
|
|
Перерабатывается |
|
|
Хорошая мех. воздействиям |
|
|
Можно обработать шлифовальной бумагой и покрасить акриловыми красками |
Пластик Нейлон (Nylon)
Нейлон обладает отличными механическими свойствами и, в частности, лучшей ударопрочностью для негибкой нити. Но могут возникнуть, и обязательно возникнут, если не позаботиться о специальном клее, проблемы как с адгезией к платформе, так и между слоями.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Хорошая химическая стойкость |
Впитывает влагу |
|
Большая прочность |
Потенциально высокие выбросы дыма |
Пластик TPU
TPU – это гибкий пластик. В основном он используется в деталях, которым необходима эластичность, но его очень высокая ударопрочность может быть использована и для других применений.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Хорошая стойкость к истиранию |
Сложно подвергается постобработке |
|
Хорошая стойкость к маслам и жирам |
Трудно склеивать |
Пластик Поликарбонат (PC)
PC является очень прочным материалом и может сыграть роль интересной альтернативы ABS. Их свойства достаточно схожи.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Легко обрабатывать (шлифование) |
Чувствительный к ультрафиолету |
Пластик для 3D печати: разновидности
По популярности на украинском рынке можно выделить такие виды пластика для 3D печати:
- PLA (ПЛА) или полилактид. Органичен и недолговечен. Подходит для 3D-печати декоративных изделий, но не способен выдерживать большие механические нагрузки;
- ABS (АБС) или акрилонитрилбутадиенстирол. Обладает большим сроком жизни и отличными механическими свойствами. Термоустойчив и применяется в промышленных целях. Дает усадку при остывании. Рекомендуется печатать в проветриваемых помещениях;
- PVA (ПВА) или поливиниловый спирт. Водорастворимый материал, который используется в качестве поддержки ;
- Nylone (Нейлон). Альтернатива ABS-пластику, подходит для многих инженерных конструкций. При печати нейлоном помещение рекомендуется проветривать;
- HIPS (Ударопрочный полистирол). По физическим свойствам – нечто среднее между PLA и ABS. При печати также может давать токсичные испарения.
Другие вопросы и ответы о 3D принтерах и 3D печати:
0 комментариев