Spotrebiteľské 3D tlačiarne už nie sú obmedzené na ABS a PLA vlákna. Popularita technológie aditívnej výroby viedla k prílevu mnohých technických plastov. Hoci ABS a PLA zostávajú populárne, mnohí nadšenci 3D tlače prešli na novšie materiály.
Tu je všetko, čo potrebujete vedieť o rôznych vláknach pre 3D tlač a o tom, ako si vybrať jeden pre svoje špecifické potreby.
Ako si vybrať vlákno na 3D tlač
3D tlač je na rozdiel od väčšiny zabehnutých koníčkov. Ide o sofistikované roboty, ktoré vytvárajú komplikované objekty pomocou exotických materiálov. Rovnako ako všetky pokročilé inžinierske snahy, aj 3D tlač sa spolieha na schopnosť používateľov čítať a riadiť sa technickými listami. Vedieť, ako porozumieť týmto dokumentom, je kľúčom k tomu, aby ste vedeli, ktoré vlákno na 3D tlač použiť pre konkrétne aplikácie.
Nie je potrebné sa s tým obťažovať, ak sú vaše potreby 3D tlače obmedzené na kozmetické výtlačky, pretože PLA je všetko, čo budete kedy potrebovať. Tlač funkčných častí však vyžaduje pochopenie rôznych parametrov vlákna, ako je pevnosť v ťahu, húževnatosť/pružnosť, tepelná odolnosť, trvanlivosť, tečenie a deformácia.
Aké sú teda najlepšie filamenty pre 3D tlač a kedy by ste mali použiť jedno nad druhým?
1. PLA (kyselina polymliečna)
Kyselina polymliečna je pre 3D tlač tým, čím sú tréningové kolesá pre bicykle. Je neuveriteľne jednoduché tlačiť aj na tých najlacnejších 3D tlačiarňach. Keďže teplota tlače začína už od 180 °C, na bezpečnú tlač tohto vlákna nepotrebujete celokovový horúci koniec. PLA dokonca nevyžaduje vyhrievané lôžko, pokiaľ sa teplota v miestnosti udržiava nad 20 °C.
Materiál sa prakticky nedeformuje a môže veľmi dobre premosťovať, ak dáte časti dostatočné chladenie. Nie ste si istí, čo znamenajú všetky tieto výrazy? Pozrite si naše Sprievodca inováciou Ender-3 sa dozviete viac o celokovových horúcich koncovkách a bezpečnosti 3D tlačiarne.
Záver: je neuveriteľne ťažké zničiť PLA tlač. To umožňuje začiatočníkom postupne sa naučiť mnohé komplikované aspekty 3D tlače bez toho, aby narazili na tehlovú stenu opakovaných zlyhaní tlače. Ako začiatočník, priľnutie k PLA uľahčuje pochopenie základov priľnavosti k lôžku, kalibrácie prvej vrstvy, presahov a premostenia. PLA je optimálny spôsob, ako otestovať hranice 3D tlače bez toho, aby ste museli hádať kalibráciu tlačiarne a nastavenia krájača.
Vlastnosti vlákna PLA
- Možnosť tlače: Výborne
- Výber farieb: Výborne
- Tepelná odolnosť: Chudobný
- Pevnosť v ťahu: Výborne
- Húževnatosť: Chudobný
- UV odolnosť: Výborne
- Odolnosť proti vlhkosti: Výborne
- Odolnosť voči tečeniu: Chudobný
Kedy by ste mali použiť PLA 3D tlačové vlákno?
PLA je skvelý na kozmetické 3D výtlačky, ale nie na nič iné. Napriek vysokej pevnosti v ťahu mu chýba húževnatosť, pretože materiál je príliš tvrdý na ohyb. Vďaka tomu je krehký a náchylný na praskanie v aplikáciách vyžadujúcich odolnosť proti nárazu a ohýbaniu. Jeho potlačovateľnosť pri nízkych teplotách sa premieta aj do nízkej tepelnej odolnosti. PLA výtlačky sa zdeformujú, keď sú vystavené priamemu slnečnému žiareniu alebo podmienkam v aute v dôsledku nízkej teploty skleného prechodu materiálu 57 °C.
Tendencia PLA k tečeniu alebo trvalej deformácii pri zaťažení pri izbovej teplote ho robí neživotaschopným pre akúkoľvek funkčnú tlač, ktorá buď používa spojovacie prvky alebo slúži na akýkoľvek nosný účel. V dôsledku toho väčšina nadšencov 3D tlače prejde na iné materiály, keď zvládnu nastavenia rezača a ladenie 3D tlačiarne pomocou PLA.
2. PETG (polyetyléntereftalátglykol)
PETG by mal byť v ideálnom prípade vašou druhou výzvou s vláknom, keď zvládnete PLA. Je celkom podobný plastu, ktorý sa nachádza vo fľašiach na vodu a nádobách na potraviny, s výnimkou pridania glykolu na zlepšenie potlačiteľnosti. PETG je lepší ako PLA vo väčšine dôležitých parametrov. Je o niečo tvrdší, výrazne odolnejší voči teplu, vykazuje vynikajúcu odolnosť proti tečeniu, a preto je vhodný pre funkčnú 3D tlač.
Je však tiež o niečo náročnejšia na tlač. To nie je úplne zlá vec. Aj keď je pre dobre vyladenú tlačiareň prakticky nemožné pokaziť výtlačky PLA, správne nastavenie PETG si vyžaduje lepšie pochopenie softvéru na rezanie a kalibráciu prvej vrstvy. Vďaka tomu je vlákno bezpečným spôsobom, ako sa naučiť tieto koncepty, ktoré sú nevyhnutné na zvládnutie iných technicky náročných vlákien 3D tlače.
PETG je tiež dosť hygroskopický, takže ak žijete vo vlhkom prostredí, je potrebné ho pred tlačou vysušiť. Samotné výtlačky nie sú náchylné na absorpciu vlhkosti, ale mokré vlákno spôsobí vytláčanie a problémy s kvalitou tlače. Materiál sa môže natrvalo spojiť s väčšinou 3D tlačové povrchy ak je prvá vrstva vytlačená príliš blízko stavebného povrchu.
Lepkavá, viskózna povaha roztaveného vlákna z neho robí zlú voľbu pre premostenie a strmé previsy. To sa však premieta aj do najlepšej priľnavosti vrstvy napriek nízkej teplote tlače.
Vlastnosti PETG vlákna
- Možnosť tlače: Dobre
- Výber farieb: Dobre
- Tepelná odolnosť: Priemerná
- Pevnosť v ťahu: Dobre
- Húževnatosť: Dobre
- UV odolnosť: Výborne
- Odolnosť proti vlhkosti: Chudobný
- Odolnosť voči tečeniu: Dobre
Kedy by ste mali použiť vlákno na 3D tlač PETG?
PETG je dokonalý kompromis medzi PLA a oveľa lepšími ABS vláknami. Aj keď mu chýba vyššia teplotná odolnosť ako ABS, stále je dosť dobrý na tlač vonku alebo v interiéri auta. Je tiež podstatne tvrdší ako PLA a je ideálny pre aplikácie, kde je požadovaná odolnosť proti nárazu. Odolnosť PETG voči tečeniu je tiež ideálna pre funkčné výtlačky a komponenty 3D tlačiarní.
3. TPE/TPU/TPC (termoplastický elastomér/polyuretán/kopolyester)
TPE obsahuje množstvo plastov s vlastnosťami podobnými gume. Takéto vlákna sa používajú v aplikáciách, kde sa požaduje flexibilita. Bežné flexibilné vlákna predávané ako TPE sú dostupné v rôznych tvrdostiach podľa Shorea, čo je miera flexibility. V skutočnosti TPE zahŕňa širokú kategóriu filamentov vrátane TPU na báze uretánu, ktorý je o niečo pevnejší, aby sa zlepšila možnosť tlače. TPC je variant na báze kopolyesteru so zlepšenou odolnosťou voči teplu, UV žiareniu a chemickým látkam.
Tlač pomocou TPE a jeho variantov je náročná vzhľadom na prirodzenú flexibilitu vlákna. Tieto vlákna sa obzvlášť ťažko tlačia pomocou bowdenových extrudérov, pretože nedostatočná tuhosť sťažuje pretláčanie vlákna cez dýzu. preto extrudéry s priamym pohonom, s krátkou dráhou vlákna medzi ozubenými kolesami extrudéra a tryskou, sa odporúčajú pre spoľahlivú tlač.
Tendencia vlákna stláčať sa a predlžovať tiež spôsobuje, že zaťahovanie je nespoľahlivé. To vedie k nadmernej tvorbe výtlačkov, čo si vyžaduje odborné znalosti na zmiernenie. Odporúča sa tiež tlačiť tieto flexibilné filamenty na nevyhrievané lôžko, najlepšie pomocou separačného prostriedku, ako je napríklad lepidlo alebo lak na vlasy. Ak to neurobíte, často sa výtlačky natrvalo prilepia k stavebnému povrchu.
Vlastnosti TPE vlákna
- Možnosť tlače: Priemerná
- Výber farieb: Priemerná
- Tepelná odolnosť: Priemerná
- Pevnosť v ťahu: Priemerná
- Húževnatosť: Výborne
- UV odolnosť: Dobre
- Odolnosť proti vlhkosti: Chudobný
- Odolnosť voči tečeniu: Dobre
Kedy by ste mali použiť vlákno na 3D tlač TPE/TPU/TPC?
Tieto flexibilné vlákna sú vynikajúce v aplikáciách, kde sú odolnosť proti nárazu, ohybnosť, opotrebovanie a priľnavosť vhodnejšie ako tuhosť. TPE a TPU sa pravidelne používajú na 3D tlač tesnení, krytov telefónov a náramkov pre nositeľné zariadenia. TPC je drahšia alternatíva, ktorá ponúka dodatočnú teplotnú a chemickú odolnosť vhodnú do drsného prostredia.
4. ABS (akrylonitril-butadién-styrén)
ABS, vo svojom vstrekovanom avatare, sa nachádza vo väčšine spotrebiteľských produktov vo forme automobilových prístrojových dosiek a rozvádzačov, hračiek, potrubných armatúr a ako šasi väčšiny spotrebných predmetov dlhodobej spotreby. Nie je prekvapením, že jeho známosť, cena a dostupnosť z neho urobili materiál voľby pre priemysel komerčnej 3D tlače. Je to úžasný materiál s bezkonkurenčným pomerom ceny a výkonu a dobrou tepelnou odolnosťou.
Jeho tepelná odolnosť ho robí nekompatibilným s lacnými horúcimi koncami potiahnutými PTFE. Väčšina ABS vlákien vyžaduje teplotu trysky okolo 250 °C. Vďaka tomu sú celokovové horúce konce povinné pre bezpečnú tlač. Vlákno tiež odplyňuje škodlivé VOC (prchavé organické zlúčeniny), ako je styrén, o ktorých je známe, že majú negatívny vplyv na zdravie. Zistite, ako sa ABS porovnáva s PLA v našom ABS vs. Porovnanie PLA.
Tendencia ABS filamentu deformovať sa sťažuje tlač, pokiaľ nevlastníte tlačiareň s vyhrievaným krytom, napr. Séria domácich 3D tlačiarní Voron. Delaminácia, priľnavosť k lôžku a deformácia sú pretrvávajúce problémy na veľkých výtlačkoch ABS na neuzavretých tlačiarňach. Napriek tomu väčšina moderných zmesí ABS filamentov tlačí dobre, pokiaľ udržiavate objem zostavy uzavretý a používate vyhrievané lôžko ako pasívny zdroj tepla. Kompozitné vlákna ABS s uhlíkovými a sklenenými vláknami tieto problémy do značnej miery zmierňujú.
Vlastnosti ABS vlákna
- Možnosť tlače: Priemerná
- Výber farieb: Priemerná
- Tepelná odolnosť: Dobre
- Pevnosť v ťahu: Dobre
- Húževnatosť: Dobre
- UV odolnosť: Priemerná
- Odolnosť proti vlhkosti: Dobre
- Odolnosť voči tečeniu: Výborne
Kedy by ste mali použiť ABS 3D tlačové vlákno?
ABS vykazuje dobrú pevnosť v ťahu a húževnatosť, vďaka čomu je ideálny pre funkčné výtlačky a dokonca aj niektoré technické aplikácie. Materiál možno použiť vo vysokoteplotných aplikáciách, ako sú komponenty hot-end 3D tlačiarne a funkčné výtlačky pre interiéry automobilov. Akýkoľvek technický scenár, ktorý vyžaduje odolnosť voči teplu, nárazu a opotrebovaniu, môže byť lacno splnený s ABS.
5. ASA (akrylonitril styrén akrylát)
ASA je modifikovaná forma ABS, ktorá sa ľahšie tlačí a vykazuje zlepšenú odolnosť voči UV žiareniu. Veľké ASA výtlačky sú jednoduchšie vďaka ich tendencii sa menej deformovať ako ABS. Väčšina filamentov ASA má tiež tendenciu uvoľňovať počas tlače menej VOC.
A to všetko pri zachovaní pevnosti, húževnatosti a teplotnej odolnosti porovnateľnej s ABS. Nevidíme dôvod, prečo by sme si mali zvoliť ABS, ak si môžete dovoliť miernu prémiu, ktorú nútia vlákna ASA.
Vlastnosti vlákna ASA
- Možnosť tlače: Dobre
- Výber farieb: Priemerná
- Tepelná odolnosť: Dobre
- Pevnosť v ťahu: Dobre
- Húževnatosť: Dobre
- UV odolnosť: Výborne
- Odolnosť proti vlhkosti: Dobre
- Odolnosť voči tečeniu: Výborne
Kedy by ste mali použiť vlákno na 3D tlač ASA?
ASA možno použiť na rovnaké aplikácie ako ABS, s pridanou všestrannosťou zachovania odolnosti a integrity farieb napriek silnému vystaveniu slnečnému žiareniu.
6. PA (polyamid alebo nylon)
Polyamid, lepšie známy ako jeho značka Nylon, sa nachádza v tovare dlhodobej spotreby vo forme ozubených kolies, pántov a posuvných prvkov. komponenty - v podstate v akejkoľvek aplikácii, ktorá vyžaduje extrémnu odolnosť proti opotrebovaniu, nízke trenie, vynikajúcu húževnatosť a určitý stupeň teplotná tolerancia. PA je nepostrádateľný v procesoch 3D tlače s práškovým spekaním používaných v komerčných 3D tlačiarňach SLS.
Nylon tiež existuje v priestore 3D tlače FDM v rôznych zmesiach, ktoré ponúkajú rôzne kompromisy medzi tepelnou odolnosťou, húževnatosťou, trvanlivosťou a odolnosťou proti tečeniu. Posledné uvedené je dôležité, pretože materiál vo svojom prirodzenom stave vykazuje tendenciu k tečeniu teplom. Preto väčšina technických aplikácií vyžaduje PA zmiešaný s uhlíkovými alebo sklenenými vláknami na zlepšenie pevnosti v ťahu, odolnosti proti tečeniu a teplotnej tolerancie.
Vysoká teplota skleného prechodu materiálu a vrodený sklon k deformácii sťažujú tlač na lacných, nezakrytých tlačiarňach. Okrem toho chronická tendencia PA absorbovať vlhkosť vyžaduje sušiče vlákien, ktoré dokážu spoľahlivo udržiavať teplotu komory 80 °C. V skutočnosti úspešná tlač tiež vyžaduje, aby bol filament počas tlače vedený cez suchý box. Je to skvelé technické vlákno, ktoré si vyžaduje schopnú tlačiareň a skúsenú obsluhu.
Vlastnosti PA vlákna
- Možnosť tlače: Chudobný
- Výber farieb: Chudobný
- Tepelná odolnosť: Dobre
- Pevnosť v ťahu: Dobre
- Húževnatosť: Výborne
- UV odolnosť: Priemerná
- Odolnosť proti vlhkosti: Chudobný
- Odolnosť voči tečeniu: Priemerná
Kedy by ste mali použiť vlákno PA 3D tlače?
Funkčné PA výtlačky fungujú dobre ako mechanické časti, ako sú ozubené kolesá, pánty a páky. Materiál je tiež dostatočne húževnatý na to, aby sa dal použiť na výrobu vlastných nástrojov a prototypov vyžadujúcich silné zaberajúce časti vystavené treniu a nárazom. Rôzne zmesi sklenených vlákien a uhlíkových vlákien môžu byť tiež použité na úpravu tuhosti a flexibility materiálu, aby vyhovovali rôznym technickým požiadavkám.
6. PC (polykarbonát)
PC je jedným z najsilnejších 3D tlačových vlákien dostupných spotrebiteľským 3D tlačiarňam. Aké silné, pýtate sa? Materiál sa používa na výrobu všetkého od nepriestrelného skla až po vrchlíky stíhačiek. PC vydrží teploty až 110 °C, pričom niektoré zmesi dokonca prekonajú túto pôsobivú hodnotu.
PC má jedinečnú vlastnosť, že vykazuje vysokú pevnosť v ťahu a zároveň je extrémne odolný voči nárazom. To mu dáva vyznamenanie, že vyniká v aplikáciách, kde ani nylon zaostáva. Avšak tieto fyzikálne vlastnosti spôsobujú, že PC je náročné na tlač. Nie je nezvyčajné, že niektoré PC zmesi vyžadujú teploty trysky 300 °C, pričom vyhrievané lôžko sa udržiava nad 100 °C.
Materiál je tiež náchylný na nadmerné deformácie a dobre priľne iba k polykarbonátovým stavebným povrchom alebo polyimidovej páske. Avšak, rovnako ako nylon, PC je k dispozícii v rôznych zmesiach, vďaka čomu sa dá lepšie tlačiť.
Vlastnosti PC vlákna
- Možnosť tlače: Chudobný
- Výber farieb: Chudobný
- Tepelná odolnosť: Výborne
- Pevnosť v ťahu: Výborne
- Húževnatosť: Výborne
- UV odolnosť: Výborne
- Odolnosť proti vlhkosti: Chudobný
- Odolnosť voči tečeniu: Výborne
Kedy by ste mali použiť vlákno na 3D tlač z počítača?
PC sa používa v rôznych priemyselných, automobilových a elektrických aplikáciách – najmä v tých, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť a teplotnú odolnosť. Vlastná optická čírosť materiálu ho tiež robí ideálnym pre transparentné výtlačky, pokiaľ je hrúbka steny minimálna.
Vyberte si vlákno na 3D tlač múdro
Teraz, keď máte šikovný prostriedok na porovnanie rôznych fyzikálnych vlastností a výkonnostných parametrov spotrebiteľskej triedy filamenty, výber toho správneho je vecou zhodnotenia, ktoré parametre sú najvhodnejšie pre váš konkrétny aplikácie.
Ak ste nováčikom v 3D tlači, odporúčame vám začať s PLA a prejsť na PETG predtým, ako začnete používať náročnejšie materiály, ako je ABS a Nylon.
