Krok 10 – ABS, PLA, nylon i inne, czyli przegląd filamentów do drukarek 3D

Mimo, że na niskobudżetowych drukarkach 3D typu FDM mamy od pewnego czasu możliwość drukowania z naprawdę szerokiej gamy materiałów, to jednak w czołówce rankingu najpopularniejszych filamentów wciąż znajdujemy te same nazwy.

Po jakie tworzywa najczęściej sięgają użytkowcy niskobudżetowych drukarek 3D i co należy o nich wiedzieć?

PLA

Jeden z dwóch najpopularniejszych materiałów do druku 3D w technologii FDM. W odróżnieniu od ABS, PLA jest biodegradowalny i wywodzi się z naturalnych składników takich jak skrobia kukurydziana czy trzcina cukrowa (dzięki czemu zasłużył sobie na miano zielonego plastiku). Należy jednak pamiętać, że biodegradowalność PLA oznacza, że zbiodegraduje się ono „kiedyś w ogóle„, a nie że „zniknie po wyrzuceniu„. Niestety często wykorzystuje się tą właściwość materiału jako slogan reklamowy, nie mający zbyt wielkiego związku z rzeczywistością.

Materiał nie wydziela tak szkodliwych oparów podczas procesu drukowania jak inne tworzywa sztuczne, dlatego może być stosowany w pomieszczeniach w których przebywają ludzie np. podczas zajęć edukacyjnych w szkołach. Niemniej jednak pomieszczenie w którym odbywa się drukowanie, wciąż musi być wentylowane.

Jego cechy charakterystyczne to:

• idealny do wydruków o charakterze pokazowym, prototypów – również w dużych rozmiarach,
• nieduży skurcz materiału – podgrzewany stół nie jest koniecznością,
• dobra wytrzymałość (jednak mniejsza niż w przypadku ABS),
• możliwość odkształceń pod wpływem wysokich temperatur,
• ograniczona elastyczność,
• stosunkowo niska temperatura druku (180-220°C),
• jest nierozpuszczalny.

ABS

Kopolimer termoplastyczny, cieszący się dużą popularnością jako filament ze względu na jego trwałość przy stosunkowo niskim koszcie.

ABS może nastręczać problemów podczas procesu druku 3D ze względu na duży skurcz materiału. Aby temu zapobiec stosuje się dość wysoką temperaturę wytwarzania (240-260°C) oraz podgrzewany stół roboczy (80-110°C). Dobrym rozwiązaniem zapewniającą wysoką jakość wydruków z ABS są drukarki 3D z zabudowaną komorą roboczą, gdzie utrzymuje się względnie stała, wysoka temperatura, co pozytywnie wpływa na zachowanie się materiału.

Materiał jest sztucznym polimerem – podczas procesu druku 3D uwalniane są intensywne opary, które mogą być szkodliwe w dla ludzi i zwierząt. Jeśli decydujesz się na wykonywanie wydruków z ABS musisz zapewnić dobra wentylację pomieszczenia, w której odbywa się drukowanie.

Jego cechy charakterystyczne to:

• wysoka wytrzymałość,
• świetnie sprawdza się w przygotowywaniu części ruchomych,
• lepsza odporność temperaturowa niż w przypadku PLA,
• elastyczniejszy niż PLA,
• rozpuszczalny w acetonie,
• problematyczny podczas procesu druku – wysoki skurcz materiału.

PETG

Materiał poliestrowy (wytwarzany z PET i Glicerolu) o szerokim wachlarzu zastosowań – po otrzymaniu stosownych certyfikacji może mieć np. kontakt z żywnością. PETG, w przeciwieństwie do powyższych materiałów, został opracowany na potrzeby druku 3D poprzez modyfikację tworzywa, z którego powstają plastikowe opakowania (PET).

Główną zaletą PETG jest połączenie elastyczności z wysoką wytrzymałością materiału. Podczas procesu drukowania materiał wykazuje bardzo dobrą przyczepność kolejnych warstw, nie uwalniając przy tym szkodliwych oparów.

Jego cechy charakterystyczne to:

• dobre własności wytrzymałościowe – odporny na uderzenia,
• niewielki skurcz materiału podczas druku (wymaga jednak podgrzewanego stołu),
• elastyczny,
• nierozpuszczalny,
• umiarkowanie trudny w użyciu – wymaga dobrania odpowiednich parametrów.

Nylon

Znany również jako poliamid, jest popularnym polimerem syntetycznym o wielu zastosowaniach (m.in. żyłki wędkarskie).

Jego cechy charakterystyczne to:

• lekki i wytrzymały,
• dobra jakość wykończenia powierzchni,
• elastyczny i odporny na ścieranie,
• odpowiedni do wytwarzania detali dobrze znoszących obciążenia mechaniczne (np. koła zębate, łożyska),
• zakres temperatur pracy 240-260°C,
• nierozpuszczalny,
• wydziela szkodliwe opary w procesie druku,
• umiarkowanie trudny w użyciu – wymaga dobrania odpowiednich parametrów.

HIPS

Biodegradowalne tworzywo używane powszechnie do produkcji opakowań przystosowanych do kontaktu z żywnością. Jako materiał do druku 3D nie wykazuje negatywnych reakcji ludzi lub zwierząt. Materiał stosowany często przy wydrukach dwugłowicowych do wytwarzania podpór, gdyż rozpuszcza się pod wpływem limonenu.

Ze względu na komplikacje występujące podczas procesu wytwarzania detalu (podwijanie się materiału czy słaba przyczepność) praca z materiałem bywa trudna – koniecznością jest podgrzewany stół w drukarce 3D.

Jego cechy charakterystyczne to:

• trwałość
• niska elastyczność,
• możliwość kontaktu z żywnością,
• rozpuszczalny w wybranych roztworach chemicznych,
• najczęściej stosowany jako materiał podporowy dla ABS,
• może sprawiać problemy w trakcie druku 3D – wymaga podgrzewanego stołu oraz zamkniętej komory,
• znaczący skurcz materiału podczas procesu druku 3D.

Informacje na temat filamentów dostępnych na rynku polskim znajdziesz w naszej BAZIE MATERIAŁÓW DO DRUKU 3D.