Który plastik jest lepszy dla drukarki 3D?

Tworzywo do drukarki 3D (filament) to hermetycznie zamknięty żarnik termoplastyczny. Filamenty różnią się składem chemicznym, co pozwala na stworzenie produktu końcowego o bardzo różnej funkcjonalności.

Rodzaje tworzyw sztucznych do drukarki 3D

Konwencjonalnie materiały dzieli się na trzy grupy:

1. Standard;
2. Elastyczny;
3. Złożony.

Standardowe tworzywo sztuczne jest łatwe w użyciu i posiada uniwersalne właściwości fizyczne. W tej kategorii znajduje się 6 rodzajów, które cieszą się największą popularnością wśród użytkowników: PLA, ABS, Nylon, PET, ColorFabb nGen, ASA. Wykorzystuje się je do tworzenia wyrobów o różnej wytrzymałości i żywotności w wielu gałęziach przemysłu. Na przykład jednorazowe zastawy stołowe dla przemysłu spożywczego i nici chirurgiczne dla przemysłu medycznego są wykonane z tworzywa PLA.

Elastyczny plastik ma właściwości podobne do gumy. Stosowany do drukowania produktów o dużej elastyczności. Najbardziej znane w tej grupie to TPE/RUBBER, TPU, FLEX.

Tworzywa kompozytowe pozwalają na tworzenie niezwykłych produktów o właściwościach tworzywa sztucznego. Oparte są na standardowych włóknach PLA, ABS i innych. Popularny w tej grupie LAYBRICK służy do wykonywania wyrobów imitujących kamień naturalny. Szeroko stosowany w projektowaniu krajobrazu. Zmieniając reżim temperaturowy, można uzyskać dwa rodzaje powierzchni: gładką i szorstką.

Odrębną grupę kompozytów stanowią tworzywa egzotyczne, które imitują drewno i metal, przewodzą prąd, świecą w ciemności i zmieniają kolor w zależności od temperatury.

Odniesienie! Filamenty do druku 3D prezentowane są w postaci włókien o średnicy 1,75 mm i 3 mm w szerokiej gamie kolorystycznej.

Jaki plastik wybrać do drukarki 3D

Tworzywo dobiera się według jego właściwości, które zapewniają właściwości produktu końcowego:

1. Wytrzymałość. Może się różnić w zależności od gatunku. Oceniane w 4-punktowej skali. Na przykład poliwęglan PC ma maksymalną wytrzymałość (4). Minimum (1) - elastyczny TPU, bardzo elastyczny FPE.
2. Elastyczność. Według tego samego 4-punktowego systemu, elastyczne tworzywa sztuczne mają (4), najtrwalsze typy – węglowe, ceramiczne i średniej wytrzymałości – PLA mogą mieć minimalną elastyczność (1).
3. Trwałość. Większość materiałów ma dobrą trwałość w przedziale (3-4). Wyjątkiem jest Ceramika do nadruku na ceramice ze wskaźnikiem (1).
4. Temperatura druku. Ilość, przy której materiał staje się wystarczająco elastyczny do wytłaczania. Zależy od składu chemicznego surowca. Waha się w granicach 180-260°C. Każdy model drukarki obsługuje określony reżim temperaturowy, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze plastiku.
5. Temperatura stołu drukarskiego. Prawie wszystkie typy ulegają deformacji (skurczeniu) pod wpływem szybkiego schłodzenia, dlatego stół drukarski należy nagrzać do temperatury 20-110°C, w zależności od rodzaju włókna.
6. Trudne do użycia. Może być niski, średni i wysoki. Zależy od kombinacji czynników. PLA charakteryzuje się niską złożonością druku (nie wydziela zapachu, nie odkształca się i można drukować bez podgrzewania platformy).
7. Bezpieczeństwo środowiska. Zależy od składu chemicznego. Za bezpieczne uważa się materiały bazujące na odnawialnych zasobach biologicznych (odpady kukurydzy, trzcina cukrowa), które wymagają mniejszego zużycia energii do wytłaczania. Przetwarzanie tworzyw sztucznych na bazie produktów petrochemicznych jest bardziej energochłonne i towarzyszą mu niebezpieczne opary.

Odniesienie! Przy wyborze tworzywa do druku 3D można dodatkowo wziąć pod uwagę: stopień skurczu (odkształcenia) po schłodzeniu, rozpuszczalność, przyczepność, przezroczystość i odporność na warunki atmosferyczne.

Wyboru tworzywa sztucznego dokonuje się na podstawie analizy wymienionych właściwości. Przykładowo PLA o małej elastyczności nie nadaje się do produkcji etui na telefony, natomiast za doskonały wybór uważa się żarnik z tej samej grupy ABS o średniej elastyczności i dużej wytrzymałości.

Najlepsze modele plastikowe

PLA (kwas polimlekowy) to obecnie najpopularniejszy Filament, którego druk nie wymaga specjalnych warunków. Do pracy zalecana jest temperatura 180-230°C, chociaż za optymalną uważa się 210°C. Może pracować bez podgrzewania stołu, po podgrzaniu do temperatury 20-60°C poprawia się przyczepność do platformy. Najlepsze materiały eksploatacyjne do druku 3D w domu.

Odniesienie! PLA jest uważany za idealny surowiec do wytwarzania produktów o minimalnej żywotności.

Główne zalety:

• wysokiej jakości wydruki;
• duża prędkość drukowania;
• brak skurczu (maksymalnie do 1%);
• nierozpuszczalny w alkoholu i wodzie.

Wady:

• niska wytrzymałość (w porównaniu do ABS);
• odkształcenie przy minimalnym wysiłku;
• higroskopijność, prowadząca do gromadzenia się wilgoci, skracając trwałość produktów.

ABS (akrylonitryl-butadien-styren) - przed pojawieniem się PLA był liderem popytu. Utracone z powodu trudniejszych warunków druku - temperatura pracy - 210-250°C, ogrzewanie platformy - 80-110°C.Ponadto wymagane jest powolne chłodzenie ze względu na możliwe odkształcenia.

Zalety:

• długa żywotność produktów;
• odporność na wstrząsy i wysokie temperatury;
• dobra elastyczność.

Odniesienie! ABS uznawany jest za uniwersalny materiał do produkcji wyrobów narażonych na częsty montaż/demontaż, nagrzewanie i upadki (etui na telefony, obudowy urządzeń elektrycznych, klocki Lego, łożyska ślizgowe, kaski motocyklowe).

Wady:

• bardziej złożone drukowanie;
• kompresja podczas chłodzenia;
• Opary drukarskie szkodliwe dla człowieka, wymagające wentylacji pomieszczeń.

ColorFabb nGen to dobra opcja dla nieprofesjonalnych drukarek 3D. Drukuje z różną prędkością, nie wydziela dymu nawet w temperaturze 260°C i posiada wysoką stabilność termiczną. Produkty charakteryzują się pięknym wyglądem.

PET (tereftalan polietylenu) jest najczęściej używanym tworzywem sztucznym na świecie. Pod względem wytrzymałości należy do klasy profesjonalnej. Ma niską trudność użytkowania. Nie kurczy się, nie wydziela szkodliwych oparów. Stosowany do produkcji pojemników na żywność, skrzynek narzędziowych, pojedynczych części i obudów.