Какой же пластик для 3D-печати выбрать?
— это вопрос, на который данная статья в какой-то мере поможет дать ответ начинающему 3D-печатнику.
Пластик
Каждый, кто начинает заниматься 3D-печатью, задается вопросом: Что выбрать для печати, с чего начать?
На рынке десятки доступных пластиков для 3D печати, выпускаемых в виде прутка, намотанного на катушки. Разнообразие материалов может ввести человека в замешательство. Какой же пластик для 3D печати выбрать? — это вопрос, на который данная статья в какой-то мере поможет дать ответ начинающему 3D-печатнику.
Диаметр
Из-за стремления к удешевлению оборудования, диаметр прутка наиболее часто используемого сейчас составляет 1,75 мм., что стало стандартом. Малый диаметр филамента позволяет проталкивать его шестеренкой, надеваемой непосредственно на двигатель экструдера. Пруток диаметром 3 мм, из-за его повышенной жесткости, до сих пор любят производители топовых 3D-принтеров. При выборе пластика для печати решающее значение имеет назначение распечатанных деталей. Также важны характеристики используемого принтера.
Материал
PLA
PLA (Полилактид) — биоразлагаемый пластик. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник. Используется для производства изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов (обычно данный материал проходит специальную медицинскую сертификацию). Пластик нетоксичен и представлен разными производителями в широкой цветовой гамме. Является одним из самых популярных пластиков для 3D печати. Хорошо подходит для печати дома.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 190 - 230 °C
• Температура стола ~ 20 - 60 °C
• Обдув — очень желателен
• Межслойная адгезия — хорошая
• Адгезия к столу — хорошая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 175 - 180 °C
• Температура размягчения ~ 50 °C
• Температура эксплуатации изделий ~ -20 - +40 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R70-R90
• Относительное удлинение при разрыве ~ 4 %
• Прочность на изгиб ~ 55 МПа
• Прочность на разрыв ~ 57 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 3-3,5 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 2-2,5 ГПа
• Температура стеклования ~ 60 - 65 °C
• Плотность ~ 1,23-1,25 г/см³
• Минимальная толщина стенок ~ 1 мм
• Точность печати ~ ± 0,1 %
• Усадка при изготовлении изделий — минимальна
• Влагопоглощение ~ 0,2 - 0,4 %
Плюсы:
• Очень маленькая усадка при 3D печати, позволяет получить точное соответствие размеров напечатанного изделия смоделированному.
• Не требует подогреваемого стола, не боится сквозняков при печати, соответственно может использоваться для печати на самом дешевом принтере с открытым корпусом.
• Нетоксичен. Во время печати пахнет не сильно, что позволяет печатать им в квартире без использования специальной вытяжки.
• Твердый, прочный, скользкий.
• Производится из натуральных компонентов, может использоваться для контакта с пищевыми продуктами.
• Биоразлагаемый, вещи из данного пластика не наносят вреда окружающей среде при утилизации.
Минусы:
• Под воздействием воздуха и ультрафиолета, как и любой натуральный материал, со временем становится более хрупким, не рекомендуется для долговременного применения без защитного покрытия на открытом воздухе.
• Низкая температура размягчения (50 °C) – даже в салоне машины, оставленной на солнце в жаркий день, легко размягчится и потеряет форму.
• Узкий температурный диапазон использования (-20 - +40 °C).
• Высокая твердость пластика затрудняет его механическую обработку.
• Пластик некоторых производителей, из-за высокого содержания остаточных мономеров, склонен к образованию пробок в цельнометаллических хотэндах.
В итоге применение целесообразно для 3D печати:
• крупногабаритных изделий.
• изделий с точными размерами.
• декоративных элементов мебели.
• элементов интерьерного декора.
• изделий под покраску.
• прототипов корпусов и механических изделий.
ABS
ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) — ударопрочный пластик, популярен в промышленности и 3D печати. Изделия из ABS достаточно прочны, поэтому его часто используют для печати функциональных объектов, имеющих практическое применение. Выпускается различными производителями в широком ассортименте цветовых оттенков. Некоторые производители, для снижения стоимости, выпускают его на катушках по 1, 2, 5 кг. или вовсе без катушек. Из-за невысокой стоимости сырья, является одним из самых доступных по цене пластиков.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 210 - 245 °C
• Температура стола ~ 90 - 120 °C
• Обдув – нежелателен
• Межслойная адгезия - средняя
• Адгезия к столу - средняя
Технические характеристики
• Температура плавления ~ 175 - 210 °C
• Температура размягчения ~ 100 °C
• Температура эксплуатации ~ -40 - +80 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R105-R110
• Относительное удлинение при разрыве ~ 5 - 6 %
• Прочность на изгиб ~ 40 - 42 МПа
• Прочность на разрыв ~ 20 - 24 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 1,5 - 1,6 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 2,0 - 2,2 ГПа
• Температура стеклования ~ 105 °C
• Плотность ~ 1,1-1,14 г/см³
• Точность печати ± 1 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ до 0,8 %
• Влагопоглощение ~ 0,45 %
Плюсы:
• Сочетание прочности и упругости позволяет использовать его для изготовления механических изделий рассчитанных на долгий срок эксплуатации.
• Широкий диапазон используемых температур позволяет эксплуатировать изделия из него в технических целях.
• Простота механической обработки, в комплексе с химическим сглаживанием поверхности недорогими растворителями типа ацетона и дихлорметана, позволяют делать декоративные изделия и корпуса с высоким качеством поверхности.
Минусы:
• Плохо переносит воздействие ультрафиолетового излучения, желтеет на солнечном свете, желательна окраска для деталей, используемых на улице
• Не любит сквозняков при печати, что ограничивает применение дешевых принтеров с открытым корпусом.
• Из-за относительно высокой усадки склонен к расслоению, требует наличия подогреваемого стола, без него возникают проблемы с прилипанием к столу первого слоя.
• В процессе печати может образовываться неприятных запах, печатать лучше в проветриваемом помещении, или оснащать принтер специальной системой вытяжной вентиляции, с выводом за пределы квартиры.
Применение пластика:
• Печать декоративных изделий с последующей обработкой.
• Печать механически нагруженных изделий.
• Мелкосерийная печать корпусов и комплектующих.
• Печать изделий, рассчитанных на долгий срок службы в отсутствие воздействия прямого солнечного света.
HIPS
HIPS (высокопрочный полистирол) - достаточно мягкий пластик, создавался для использования совместно с ABS, для поддержек при двуэкструдерной 3D печати. Этому способствовали его следующие свойства: одинаковая с ABS температура экструзии, низкая спекаемость с ABS, наличие растворителя (D-Limonene), который растворяет HIPS и не растворяет ABS. Характеристики пластика сделали возможным использование его и для самостоятельного применения. На данный момент выпускается различными производителями в широком диапазоне цветов, правда, меньшем, чем для PLA или ABS.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 210 - 245 °C
• Температура стола ~ 90 - 120 °C
• Обдув — нежелателен
• Межслойная адгезия — средняя
• Адгезия к столу — средняя
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 175 - 210 °C
• Температура размягчения ~ 97 °C
• Температура эксплуатации ~ -40 - +70 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ L79
• Относительное удлинение при разрыве ~ 64 %
• Прочность на изгиб ~ 35 - 38 МПа
• Прочность на разрыв ~ 16 - 17 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 0,9 - 0,95 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 1,3 - 1,4 ГПа
• Температура стеклования ~ 55 °C
• Плотность ~ 1,05 г/см³
• Точность печати ~ ± 0,5 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,4 %
• Влагопоглощение ~ 1 %
Плюсы:
• Усадка меньше чем у ABS, что делает его пригодным для печати точных изделий.
• Плотность меньше чем у PLA, что позволяет печатать изделия, где необходима легкость конструкции.
• Мягкость поверхности гарантирует простоту механической обработки.
• Матовость придает эффект сглаженности изделиям.
• Температура размягчения почти как у ABS, что позволяет использовать его в уличных условиях.
Минусы:
• Необходимость подогреваемой платформы, подвержен расслоению, хоть и в меньшей степени, чем ABS.
• Меньшая, чем у ABS, прочность на изгиб и как следствие, большая хрупкость изделий.
• Низкая устойчивость к ультрафиолетовому излучению ограничивает использование изделий на солнечном свете.
• Основное применение - печать поддержек для ABS.
PETG
PETG (полиэтилентерефталат-гликоль) - относительно новый материал, но уже завоевавший заслуженное признание у 3D печатников. Пластик достаточно ударопрочный, спекаемость слоев получается такой, что при нагрузке изделие часто ломается против слоев, а не вдоль.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 215 - 245 °C
• Температура стола ~ 20 - 80 °C
• Обдув ~ 20 %
• Межслойная адгезия - очень высокая
• Адгезия к столу - средняя
Технические характеристики
• Температура плавления ~ 220 - 225 °C
• Температура размягчения ~ 80 °CC
• Температура эксплуатации ~ -40 - +70 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R106
• Относительное удлинение при разрыве ~ 50 %
• Прочность на изгиб ~ 76 - 77 МПа
• Прочность на разрыв ~ 36 - 37 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 2,5 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 1,1 - 1,15 ГПа
• Температура стеклования ~ 80 °C
• Плотность ~ 1,3 г/см³
• Точность печати ± 0,1 %
• Усадка при изготовлении изделий - нет
• Влагопоглощение ~ 0,12 %
• По ассортименту доступных цветов PETG не уступает ABS.
Плюсы:
• Отсутствие запаха при печати — позволяет печатать в домашних условиях не используя дополнительную вытяжку.
• Отсутствие усадки обеспечивает высокую точность размеров моделей.
• Очень сильное спекание между слоями — можно печатать тонкостенные изделия с высокой прочностью.
• Стойкость к ультрафиолету — напечатанные модели можно использовать вне помещений.
• Широкий температурный диапазон эксплуатации.
• При печати не требуется закрытая камера.
• Хорошее скольжение и ударопрочность - можно печатать шестерни, втулки и другие детали механизмов.
• Не токсичен, можно печатать изделия предназначенные для контакта с пищей.
Минусы:
• Высокая текучесть требует тщательной настройки ретракта.
• Высокая температура печати может вывести из строя фторопластовую вставку в хотэнде и заставляет задуматься о переходе на цельнометаллические термобарьеры.
• Прочность и температура размягчения ниже, чем у ABS.
Применение пластика:
• Печать форм для вырубки печенья.
• Печать не сильно нагруженных кинематических пар.
• Печать элементов мебельного и интерьерного декора.
• Печать сувениров.
• Печать изделий, для эксплуатации в уличных условиях.
SBS
SBS (стиролбутадиен–стирол) — еще один из относительно новых игроков на рынке пластиков для 3D печати. Характеризуется низкой токсичностью и усадкой, а также высокой прочностью. Основное его преимущество - прозрачность. Изделия, напечатанные этим пластиком и обработанные сольвентом, приобретают прозрачность окрашенного стекла.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 220 - 240 °C
• Температура стола ~ 70 - 90 °C
• Обдув ~ 20 %
• Межслойная адгезия - низкая
• Адгезия к столу - средняя
Технические характеристики
• Температура плавления ~ 190 - 210 °C
• Температура размягчения ~ 75 - 77 °C
• Температура эксплуатации ~ -80 - +65 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R118
• Относительное удлинение при разрыве ~ 250 %
• Прочность на изгиб ~ 36 МПа
• Прочность на разрыв ~ 34 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 1,35 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 1,45 ГПа
• Температура стеклования ~ 95 °C
• Плотность ~ 1,01 г/см³
• Точность печати ± 0,4 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,2 %
• Влагопоглощение ~ 0,07 %
• Производителей на рынке представлено не так уж и много. Но цветовая гамма завораживает.
Плюсы:
• Относительно низкая усадка, позволяющая печатать на принтерах с открытым корпусом.
• Высокая адгезия к столу.
• Возможность контакта с пищевыми изделиями.
• Ударопрочность.
• Красивые цвета, позволяющие создавать уникальные предметы декора.
• Прозрачность после обработки, возможность использования в светильниках.
• Широкий диапазон температур эксплуатации, морозостойкость.
• Простота постобработки как химическими, так и механическими методами.
Минусы:
• Слабая межслойная адгезия, требует сопел с большим диаметром, либо печати со 100 % заполнением.
• Относительно высокая, как и у PETG температура печати.
Области применения:
• Элементы декора.
• Элементы светильников.
• Уникальные дизайнерские решения, морозоустойчивые изделия.
FLEX
Flex (полиуретан, TPU, TPE) — мягкий подобный резине материал. Используется там, где нужна гибкость и эластичность готовых изделий. Некоторые производители производят по нескольку видов, разной жесткости. Разнообразие цветов небольшое, редкий производитель производит цветные флексы, обычно это белый, черный или серый материал. Материал имеет достаточно узкую нишу применения.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 220 - 240 °C
• Температура стола ~ 90 - 110 °C
• Обдув - нежелателен
• Адгезия слоев - хорошая
• Адгезия к столу - средняя
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 200 - 210 °C
• Температура размягчения ~ 110 °C
• Температура эксплуатации ~ -100 - +100 °C
• Твердость (по Шору) ~ D40
• Относительное удлинение при разрыве ~ 600 %
• Прочность на изгиб ~ 5,3 МПа
• Прочность на разрыв ~ 17,5 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 0,06 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 0,07 ГПа
• Плотность ~ 1,1 г/см³
• Точность печати ± 1 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,35 - 0,8 %
• Влагопоглощение ~ 0,04 %
Плюсы:
• Гибкость - основное свойство, которое обуславливает применение.
• Масло-бензостойкость - может использоваться при прямом контакте с этими жидкостями.
• Широкий температурный диапазон применения - можно использовать в технических изделиях, в условиях повышенных температур.
Минусы:
• Сложность печати - часто требуется доработка экструдера для печати гибкими материалами.
• Не всегда возможна печать с ретрактами — возможно возникновение «соплей» на модели.
Основные применения:
• Прокладки и ремни для технических изделий.
• Подошва для обуви или обувь.
• Любое изделие, где требуется высокая гибкость.
NYLON
PA (Nylon) (нейлон — синтетический материал из семейства полиамидов) - очень стоек к истиранию, отсюда и основное применение - трущиеся узлы кинематических пар (шестеренки, втулки и т.д.). Используется в основном в технических целях, обычно выпускается белого, реже черного цвета. Устойчивость к высоким температурам, хорошее скольжение и стойкость к истиранию делают нейлон незаменимым материалом для разнообразных шестеренок и конструкционных деталей. Нивелируется это очень высокой усадкой, необходимостью закрытой камеры для печати и невозможностью печати больших изделий.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 235 - 260 °C
• Температура стола ~ 100 - 120 °C
• Обдув - нежелателен
• Адгезия слоев - высокая
• Адгезия к столу - низкая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 215 - 220 °C
• Температура размягчения ~ 120 °C
• Температура эксплуатации ~ -30 - +120 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R70-R90
• Относительное удлинение при разрыве ~ 300 %
• Прочность на изгиб ~ 70 МПа
• Прочность на разрыв ~ 66 - 83 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 2,7 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 2,6 ГПа
• Температура стеклования ~ 50 - 70 °C
• Плотность ~ 1,13 г/см³
• Минимальная толщина стенок ~ 1 мм
• Точность печати ± 3 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 1 %
• Влагопоглощение ~ 3 %
Плюсы:
• Прочность.
• Упругость.
• Высокое скольжение.
• Термостойкость.
• Химическая стойкость.
Минусы:
• Сложность печати.
• Высокая усадка, при моделировании необходимо обязательно корректировать размеры с учетом усадки.
PC
PC (Поликарбонат) — один из самых крепких материалов в этом списке. Устойчив к физическому и тепловому воздействию. Выдерживает температуру до 110 °C. В промышленности используется для изготовления бронестекол и масок для аквалангов, остекления парников. В бытовой 3D печати применяется редко, по причине высокой гигроскопичности, высокой температуры печати и большой усадке. Используется для печати технических изделий высокой прочности или работающих в условиях повышенных температур.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 270 - 310 °C
• Температура стола ~ 90 - 110 °C
• Обдув - нежелателен
• Межслойная адгезия - высокая
• Адгезия к столу - низкая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 300 °C
• Температура размягчения ~ 127 °C
• Температура эксплуатации ~ -40 - +120 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ D82
• Относительное удлинение при разрыве ~ 4,8 %
• Прочность на изгиб ~ 89 МПа
• Прочность на разрыв ~ 57 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 1,95 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 1,8 ГПа
• Температура стеклования ~ 160 - 165 °C
• Плотность ~ 1,18 - 1,22 г/см³
• Точность печати ± 6 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 3 %
• Влагопоглощение ~ 0,2 %
WOOD
Wood или Woodfill (древеснонаполненный) — это чаще PLA, в который добавляют очень мелкие древесные опилки. В результате чего, изготовленные с применением данного пластика изделия получают фактуру древесины. Используется в декоративных целях. Из него можно печатать изделия, которые будут хорошо смотреться на полке или на столе. Чашки, фигурки, сувениры.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 190 - 230 °C
• Температура стола ~ 20 - 60 °C
• Обдув - желателен
• Межслойная адгезия - средняя
• Адгезия к столу - хорошая
Технические характеристики:
• Сильно зависят от степени наполнения древесными волокнами.
По характеристикам почти идентичен обычному PLA, но чем больше древесных волокон в него добавлено, тем меньше прочность и упругость конечных объектов. Меняя температуру экструдера, можно изменять оттенки и текстуру получаемого изделия.
Плюсы:
• Легкость печати.
• Внешний вид и фактура максимально приближены к древесине.
• Приятные тактильные ощущения.
Минусы:
• Невозможность печати соплами с малым диаметром (забиваются).
• Чуть большая абразивность.
• Прочность изделий снижена, по сравнению с классическим PLA.
METAL
Metal, bronzefill и т.д. — металлонаполненный пластик, аналогичный предыдущему, только в качестве наполнителей работают частицы бронзы, меди, латуни или алюминия, а в качестве базового пластика может использоваться не только PLA, но и ABS. Обычно в пластик добавляют до 50% металлического порошка, но существуют филаменты с долей металла до 85%.
Параметры печати:
• Зависят от материала основы, металла и степени наполнения. Сильно меняются у разных производителей.
Технические характеристики:
• Зависят от материала основы, металла и степени наполнения. Сильно меняются у разных производителей.
Свойства конечного изделия зависят от того, какое сочетание пластика и металла было использовано в качестве базового при производстве филамента. Данный вид пластика используется, в основном, для производства декоративных изделий. Небольшая постобработка позволяет дополнительно подчеркнуть металлические свойства пластика.
При печати необходимо учитывать два фактора: во-первых — пластик абразивен и достаточно быстро стачивает латунные сопла, лучше заменить их на нержавеющие, во-вторых — у данных пластиков высокая плотность, — при покупке катушки такого же веса, длина филамента на ней будет меньше, чем для классических видов пластиков.
Плюсы:
• Металлический блеск готовых изделий.
• Постобработка позволяет придать фактуру литого изделия.
Минусы:
• Повышенная абразивность - для печати лучше использовать сопла из нержавеющей стали.
CONDUCTIVE
Conductive — это электропроводный пластик, который можно использовать в качестве токопроводящих элементов в электрических цепях. В основе лежит PLA или ABS, в состав которых введены электропроводящие частицы. Поэтому свойства электропроводящего пластика зависят от исходного материала. Сопротивление обычно достаточно высоко и составляет сотни ом на сантиметр длины.
Параметры печати:
• Зависят от материала - основы, наполнителя и степени наполнения. Сильно меняются у разных производителей.
Технические характеристики:
• Зависят от материала - основы, наполнителя и степени наполнения. Сильно меняются у разных производителей.
Может использоваться в небольших поделках, в которых не нужны большие токи или высокое сопротивление может быть нивелировано большой площадью напечатанного проводника. Идеален для учебных пособий.
Плюсы:
• Электропроводность.
• При использовании двухэкструдерных принтеров можно печатать проводники сразу в готовом изделии.
Минусы:
• Низкая электропроводность - для пропускания небольшого тока требуется печать проводников с большим сечением.
Преимущество данного пластика раскрывается на двухэкструдерном принтере. Если в один экструдер заправить обычный пластик, а в другой — токопроводящий, то можно получить деталь с размещенными в ней электрическими проводниками.
GLOW-IN-THE-DARK
Glow-in-the-Dark (фосфоресцирующий пластик) — вид декоративного филамента, в основе которого может лежать PLA, ABS или PETG. К базовому пластику добавляется пигмент, способный накапливать световую энергию и излучать ее в темноте. Свойства данного филамента зависят от базового пластика. Хорошо подходит для печати декоративных изделий и игрушек, от которых требуется недолгое и неяркое свечение.
Параметры печати:
• Зависят от материала - основы. Сильно меняются у разных производителей.
Технические характеристики:
• Зависят от материала - основы. Сильно меняются у разных производителей.
Плюсы:
• Светится в темноте.
Минусы:
• Зависят от пластика-основы.
MAGNETIC
Magnetic (Магнитный) — в основе данного пластика все те же PLA или ABS, только на этот раз в качестве присадки используется ферромагнетик. За счет этого пластик приобретает способность притягиваться к магнитам.
Параметры печати:
• Зависят от материала - основы, магнитной добавки и степени наполнения. Разнятся у разных производителей.
Технические характеристики:
• Зависят от материала - основы, магнитной добавки и степени наполнения. Разнятся у разных производителей.
Пластик отличает высокая плотность, как и у металлонаполненных пластиков, а также высокая абразивность. Для печати данным пластиком латунное сопло лучше поменять на стальное. Магнитные свойства невысоки, поэтому применять его лучше в декоративных изделиях.
Плюсы:
• Способность взаимодействовать с магнитами.
Минусы:
• Слабое взаимодействие с магнитами.
• Высокая абразивность — для печати лучше использовать сопла из нержавеющей стали.
COLOR-CHANGING
Color-Changing (изменяющий цвет) — еще один композит PLA или ABS, но в данном случае — способный изменять цвет при изменении температуры. Используется при печати декоративных изделий.
Параметры печати:
• Зависят от материала основы. Сильно меняются у разных производителей.
Технические характеристики:
• Зависят от материала основы. Сильно меняются у разных производителей.
Плюсы:
• Способность менять цвет при изменении температуры.
Минусы:
• Зависят от пластика-основы.
CERAMO
Ceramo, ceramic (керамический) — материал, имитирующий керамические изделия. Твердый и прочный, но хрупкий.
Готовые изделия практически неотличимы по тактильным ощущениям от настоящей керамики. Изделия легко поддаются механической обработке. Пруток очень хрупкий, требует осторожности при установке в принтер. Рекомендуется увеличивать толщину стенок детали, чтобы при постобработке не протереть их насквозь. В основном используется для печати декоративных изделий, которым необходимо придать фактуру и внешний вид керамики.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 230 - 250 °C
• Температура стола ~ 90 - 110 °C
• Обдув — нежелателен
• Адгезия слоев - отличная
• Адгезия к столу - средняя
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 215 - 220 °C
• Температура размягчения ~ 110 °C
• Температура эксплуатации ~ -30 - +102 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R70-R90
• Модуль упругости при изгибе ~ 3,5 ГПа
• Плотность ~ 1,11 г/см³
• Минимальная толщина стенок ~ 1 мм
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,5 - 1,2 %
• Влагопоглощение ~ 0,17 %
Плюсы:
• Фактура напечатанного изделия напоминает керамику.
• Легко шкурится.
• Достаточно термостоек для кипятка и как правило безопасен (зависит от конкретной марки, читайте инструкцию производителя) — то есть, может контактировать с продуктами, использоваться для изготовления посуды контактирующей с пищей.
Минусы:
• Хрупкий, не рекомендуется к печати на принтерах с сильными изгибом подающего филамент тракта.
CARBON-FIBER
Carbon Fiber (c углеродным волокном) — инженерный пластик рассчитанный на высокие нагрузки. В качестве основы обычно используется нейлон с добавлением углеродных волокон. Может также изготавливаться на основе PLA, ABS, PETG, PC. Характеристики зависят от свойств материала основы. Углеродные волокна придают повышенную прочность данному виду пластика, но при этом обладают высокой абразивностью. Крайне не рекомендуется печать латунными соплами. Для печати используют сопла из нержавеющей стали или с рубиновым наконечником. Используется для печати изделий работающих с высокими механическими нагрузками.
Параметры печати:
• Зависят от материала основы и степени наполнения углеродным волокном. Сильно меняются у разных производителей.
Технические характеристики:
• Зависят от материала основы и степени наполнения углеродным волокном. Сильно меняются у разных производителей.
Плюсы:
• Очень прочный и упругий.
• Позволяет получать легкие и прочные изделия.
• Не требует высокого заполнения.
Минусы:
• Очень абразивный, требуются сопла из нержавеющей стали или с рубиновым наконечником.
• Сложность печати (зависит от материала-основы).
• Стоимость (между обычными бытовыми и высокотемпературными инженерными пластиками).
PC/ABS
PC/ABS (поликарбонат + акрилонитрилбутадиенстирол) — как уже отмечалось, поликарбонат является очень прочным материалом, но им сложно печатать. Для облегчения печати используется его смесь с ABS. Данный пластик обладает высокой ударопрочностью даже при низких температурах, термической стойкостью, высокой жесткостью и хорошей обрабатываемостью. Это позволяет печатать из него как прочные инженерные изделия, так и декоративные поделки.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 250 - 260 °C
• Температура стола ~ 120 - 130 °C
• Обдув — нежелателен
• Адгезия слоев - хорошая
• Адгезия к столу - плохая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 230 - 240 °C
• Температура размягчения ~ 135 °C
• Температура эксплуатации ~ -30 - +120 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R116
• Относительное удлинение при разрыве ~ 10 %
• Прочность на изгиб ~ 80 МПа
• Прочность на разрыв ~ 55 МПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 2,3 ГПа
• Температура стеклования ~ 105 °C
• Плотность ~ 1,11 г/см³
• Точность печати ~ ± 1,5 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,7 %
• Влагопоглощение ~ 0,3 %
Плюсы:
• Ударопрочность.
• Термостойкость.
• Жесткость.
• Простота постобработки.
Минусы:
• Сложность печати.
WAX
Wax (MOLDLAY) (литьевой воск) — используется для изготовления выжигаемых моделей для литья. Модель заливается гипсом, после чего выжигается/выплавляется из него, получается форма для литья металла. Характеризуется низкой температурой плавления и малой зольностью. Модели, напечатанные воском, можно обрабатывать в пламени горелки и сглаживать растворителем, они легко поддаются механической обработке, что уменьшает требуемую обработку конечной металлической отливки. Широко используется в ювелирной промышленности и при изготовлении металлических прототипов, в производстве, ювелирке, медицине, протезировании.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 90 - 110 °C
• Температура стола ~ 40 - 60 °C
• Обдув - 0 - 100 %
• Адгезия слоев - хорошая
• Адгезия к столу - хорошая
Технические характеристики:
• Температура каплепадения ~ 95 °C
• Зольность ~ 0,01 %
• Плотность ~ 0,98 г/см³
• Точность печати ~ ± 1 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,5 - 0,8 %
• Влагопоглощение - отсутствует
Плюсы:
• Высокая точность печати.
• Простота печати.
• Низкая зольность.
Минусы:
• Специфичность применения.
ASA
ASA (Акрилонитрил-стирол-акрилат) — атмосферостойкий пластик. Аналог ABS, но более стойкий к ультрафиолетовому излучению. Не желтеет на открытом воздухе. Используется для печати наружных изделий контактирующих с атмосферой, таких как внешние элементы автомобилей. Розетки наружного размещения. Спортивный инвентарь. В общем — для печати изделий, которые должны эксплуатироваться в любых погодных условиях.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 220 - 270 °C
• Температура стола ~ 90 - 110 °C
• Обдув - нежелателен
• Адгезия слоев - средняя
• Адгезия к столу - средняя
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 215 - 220 °C
• Температура размягчения ~ 100 °C
• Температура эксплуатации ~ -40 - +90 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R112
• Относительное удлинение при разрыве ~ 15 %
• Прочность на изгиб ~ 76 МПа
• Прочность на разрыв ~ 36 - 37 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 1.12 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 1.35 ГПа
• Температура стеклования ~ 50 - 70 °C
• Плотность ~ 1,08 г/см³
• Точность печати ~ ± 3 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 1 %
• Влагопоглощение ~ 3 %
Плюсы:
• Стойкость к ультрафиолету.
• Хорошее сочетание прочности и упругости позволяют использовать его для изготовления механических изделий, рассчитанных на долгий срок эксплуатации.
• Широкий диапазон рабочих температур.
• Простота механической обработки, в комплексе с химическим сглаживанием поверхности недорогими растворителями типа ацетона, позволяют делать декоративные изделия или корпуса с высоким качеством поверхности.
Минусы:
• Не любит сквозняков при печати, что ограничивает применение дешевых принтеров с открытым корпусом.
• Из-за относительно высокой усадки склонен к расслоению, требует наличия подогреваемого стола, без него возникают проблемы с прилипанием к столу первого слоя.
• В процессе печати может образовываться неприятных запах, печатать лучше в проветриваемом помещении или оснащать принтер специальной системой вытяжной вентиляции с выходом за пределы квартиры.
PP
PP (полипропилен) — широко распространенный пластик, применяемый в производстве упаковочных материалов, посуды, шприцов, труб. Преимущества данного материала — нетоксичность, высокая химическая стойкость, устойчивость к влаге и износу. Может использоваться для печати изделий требующих химической стойкости или контактирующих с пищевыми продуктами. Не рекомендуется к эксплуатации на морозе. При всех своих достоинствах, данный материал не сильно распространен в 3D-печати. Причина — высокая усадка и сложность печати.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 220 - 250 °C
• Температура стола ~ 100 - 120 °C
• Обдув - нежелателен
• Адгезия слоев - средняя
• Адгезия к столу - низкая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 160 - 170 °C
• Температура размягчения ~ 95 °C
• Температура эксплуатации ~ 0 - +80 °C
• Твердость (по Шору) ~ D67
• Относительное удлинение при разрыве ~ 200 %
• Прочность на изгиб ~ 40 МПа
• Прочность на разрыв ~ 30 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 1,7 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 1,5 ГПа
• Температура стеклования ~ 10 - 20 °C
• Плотность ~ 0,92 г/см³
• Точность печати ~ ± 5 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 2,4 %
• Влагопоглощение ~ 0,03 %
Плюсы:
• Химическая инертность позволяет применять его для изделий имеющих непосредственный контакт с пищевыми продуктами или в медицине.
• Высокая прочность позволяет применять его для изделий несущих конструкционные нагрузки.
Минусы:
• Сложность печати - требует наличия термокамеры.
• Высокая усадка.
• Низкая стойкость к отрицательным температурам.
POM
POM (полиацеталь) — инженерный пластик, по своим физико-механическим свойствам превосходящий нейлон. Очень сложен в печати, требует контроля не только температуры сопла, но и температуры в камере принтера.
Обладает низким трением, поэтому хорошо подходит для печати шестеренок и деталей подшипников. Морозоустойчив, но высокая усадка при печати сводит на нет все преимущества. Сложно подобрать клей для хорошей адгезии к столу принтера.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 220 - 250 °C
• Температура стола ~ 110 - 130 °C
• Обдув - нежелателен
• Адгезия слоев - средняя
• Адгезия к столу - низкая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 175 - 180 °C
• Температура размягчения ~ 135 °C
• Температура эксплуатации ~ -50 - +100 °C
• Твердость (по Шору) ~ D82
• Относительное удлинение при разрыве ~ 40 %
• Прочность на изгиб ~ 95 МПа
• Прочность на разрыв ~ 60 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 2 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 2,6 ГПа
• Плотность ~ 1,4 г/см³
• Точность печати ~ ± 4 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 2 %
• Влагопоглощение ~ 0,8 %
Плюсы:
• Высокая прочность, позволяющая печатать нагруженные в механическом плане изделия.
• Высокое скольжение, позволяющее применять его в кинематических передачах.
• Морозоустойчивость, позволяющая эксплуатировать его при отрицательных температурах.
Минусы:
• Очень высокая усадка, требующая термокамеры при печати.
• Низкая адгезия к поверхности стола принтера.
• Сложность печати.
PMMA
PMMA (Полиметилметакрилат, более известный как оргстекло) — прочный влагоустойчивый материал, устойчивый к воздействию солнечного света. Прозрачный. Изделия из него достаточно пластичны и легко поддаются склейке. В традиционной 3D-печати методом FDM используется достаточно редко.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 245 - 255 °C
• Температура стола ~ 100 - 120 °C
• Обдув - нежелателен
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 160 °C
• Температура размягчения ~ 105 °C
• Температура эксплуатации ~ -60 - +100 °C
• Твердость (по Роквеллу) ~ R70-R90
• Относительное удлинение при разрыве ~ 4 %
• Прочность на изгиб ~ 90 МПа
• Прочность на разрыв ~ 70 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 3 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 2,1 ГПа
• Температура стеклования ~ 50 - 70 °C
• Плотность ~ 1,19 г/см³
• Точность печати ~ ± 1 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 0,4 %
• Влагопоглощение ~ 0,2 %
Плюсы:
• Прозрачность
• Стойкость к ультрафиолетовому излучению
• Легкость склейки
• Простота постобработки.
Минусы:
• плохо хранится в виде катушек, так-как постоянное механическое натяжение приводит к постепенному разрушению материала;
• во избежание образования пузырьков разрешение печати должно быть очень высоким, практически недоступным для домашних принтеров;
• быстрое застывание требует наличия термокамеры и высокой скорости печати;
• высокая скорость печати снижает разрешение, что приводит к увеличению проблемы пузырьков.
PEEK
PEEK (Полиэфирэфиркетон) — современный полукристаллический материал, обеспечивает уникальную комбинацию механической, химической и тепловой стойкости. Тугоплавкость приводит к невозможности печати на большинстве бытовых 3D принтеров. Очень прочный и высокотемпературный пластик. В бытовой печати практически не применяется, из-за высоких требований к температурам сопла и стола принтера. Требует наличия термокамеры при печати. Используется для печати функциональных прототипов изделий испытывающих высокие физико-механические нагрузки и работающих в условиях повышенных температур. Инертен к маслам и топливу, поэтому может применяться в ответственных частях автомобилей.
Параметры печати:
• Температура экструзии ~ 360 - 410 °C
• Температура стола ~ 120 - 180 °C
• Обдув - нежелателен
• Адгезия слоев - хорошая
• Адгезия к столу - плохая
Технические характеристики:
• Температура плавления ~ 343 °C
• Температура размягчения ~ 152 °C
• Температура эксплуатации ~ -196 - +150 °C
• Твердость (по Шору) ~ D85
• Относительное удлинение при разрыве ~ 45 %
• Прочность на изгиб ~ 165 МПа
• Прочность на разрыв ~ 100 МПа
• Модуль упругости при растяжении ~ 2,3 ГПа
• Модуль упругости при изгибе ~ 4,1 ГПа
• Температура стеклования ~ 143 °C
• Плотность ~ 1,3 г/см³
• Минимальная толщина стенок ~ 1 мм
• Точность печати ~ ± 3 %
• Усадка при изготовлении изделий ~ 1 %
• Влагопоглощение ~ 0,4 %
Плюсы:
• Высокая прочность, позволяющая использовать его для механически нагруженных изделий.
• Стойкость к истиранию, позволяющая использовать его в кинематических передачах.
• Очень высокая для пластика термостойкость.
• Химическая стойкость.
Минусы:
• Очень высокая температура печати.
• Требование обязательного наличия термокамеры в принтере.
• Высокая стоимость.
CLEANING
Cleaning (чистящий) — в отличие от остальных материалов в данной статье, чистящий филамент используется не для печати объектов, а для очистки головок 3D принтеров. Цель его использования - удаление любого материала в хотэнде, который мог остаться после предыдущей печати. Правилом хорошего тона является использование чистящего филамента после смены типа или цвета пластика для печати. Использовать его достаточно просто: необходимо включить принтер, разогреть хотэнд до рабочей температуры, вручную подать немного чистящего филамента, слегка охладить хотэнд и вытащить филамент обратно. На одну процедуру чистки уходит не более 10 см. пластика. Рабочая температура зависит от типа филамента, который вы до этого использовали для печати, а также от филамента, который вы планируете использовать. Чистящий филамент стабильно работает в диапазоне температур от 150 до 280 °C.
Плюсы:
• Чистит экструдер.
Минусы:
• Больше ни для чего не пригоден.
Заключение.
Это далеко не полный перечень материалов для 3D-печати. Существует еще много типов экзотических пластиков, находящих применение в своих нишах. Как все перечисленные, так и практически все существующие материалы для 3D печати Вы можете купить в интернет-магазине Планета 3D. Свяжитесь с нами и наши консультанты помогут подобрать пластик для решения ваших задач.