Кратко пробежимся по основным видам пластика для печати на 3D принтерах методом наплавления (FDM) — это один из методов 3D-печати, при котором модель создаётся путём нанесения расплавленного материала через экструзионные сопла по слоям.
PLA
Характеристики:
- Плотность: 1.2–1.4г/см³;
- Температура плавления: 170–180 °C;
- Температура размягчения: 50–60 °C;
- Температура эксплуатации: -20–40 °C.
Достоинства:
Минимальная усадка. PLA при остывании деформируется меньше других пластиков. Из этого материала можно делать крупные детали без страха, что те покосятся.Легкость в использовании. Поскольку усадка минимальна, для получения результата нужно учитывать меньше параметров. Требований к принтеру также меньше: не нужны термокамеры и столы с подогревом. Также не требуются сложные настройки экструдера. PLA лучше прочих подходит новичкам.
Экологичность. Нет опасных испарений и неприятного запаха. Основное сырье для изготовления — кукуруза. Материал биоразлагаемый, чем не могут похвастаться конкуренты.
Недостатки:
Низкая температура размягчения. При температуре выше 50 °C материал теряет жесткость.Недолговечность. Материал под воздействием воздуха и ультрафиолета со временем теряет прочность. Прямой солнечный свет и открытый воздух сильно уменьшают срок службы.
Гигроскопичность. Материал впитывает влагу из воздуха. Это ухудшает характеристики PLA и делает его более хрупким.
Сложность в обработке. Материал довольно твердый, поэтому его немного сложнее полировать наждачкой. Нужно учитывать, что изделие при обработке может нагреваться. А, значит, деформироваться из-за невысокой температуры размягчения. Обработку автоматическим инструментом следует вовсе исключить.
PLA (полилактид) – это самый популярный, простой и доступный пластик для 3D принтера. PLA-пластик изготавливают из сахарного тростника, кукурузы или другого натурального сырья. Поэтому он считается нетоксичным, биоразлагаемым материалом.
Температура экструдера - 160-220 градусов. Подогрев стола не нужен, но если стол у принтера с "грелкой" для лучшего прилипания, можно разогреть его до 50-60 градусов. С PLA очень просто работать. Единственное требование - это обдув модели. Усадка у этого материала практически отсутствует. При печати он практически не имеет запаха, а если и пахнет, то запах напоминает жженую карамель.
Плюсы:
- Не дает усадки. Благодаря этому можно легко изготавливать сборные или огромные модели без изменения размеров.
- Нет специфических требований к 3D принтеру. Подойдет любой исправный 3D принтер. PLA не нужен подогреваемый стол или закрытый корпус.
- Нетоксичен. Благодаря этому во время печати не пахнет или имеет еле уловимый аромат жженой карамели.
- Допуск к контакту с пищевыми продуктами.
- Разнообразная палитра цветов.
- PLA плохо шлифуется и механически обрабатывается ("скатывается" даже при ручной обработке).
- Для печати необходим обув детали (некоторые принтеры бывает не обладают такой возможностью и надо её кустарить самому). Мелкие модели или узкие части модели которые печатаются слишком быстро подвержены деформации, размыванию из-за следующего минуса.
- Низкая температура размягчения. У PLA она составляет в районе 55 гр. С. Из-за этого модели и необходим обдув, если модель не успеет достаточно остыть то при печати предыдущий слой будет вилять и оставлять характерные неровности и другие следы при печати. Такая температура размягчения, так же, не позволяет делать из этого пластика какие-либо вещи для установки в автомобиль, поскольку летом на солнце могут запросто нагреться выше этой температуры. Разогреть, размягчить и деформировать пластик можно даже если сильно шкурить его в одном месте. Отчасти эти косяки немного избегаются за счет более толстых стенок, большего заполнения внутри модели, что делают модель крепче.
- Дорогая и вреднющая химия для хим. обработки - Дихлорметан, Дихлорэтан. Урвать достаточно сложно, т.к. почтой такую химию не доставят или доставят разве что в железной бочке. Чащей всего можно купить мелкий пузырёк дихлорэтана в радиотоварах и использовать для склеивания деталей.
- Хрупкость. По сравнению с другими материалами, PLA очень хрупкий и легко ломается.
- Разрушается под воздействием ультрафиолета. В труху он конечно не развалится, но может стать более хрупким и выцвести.
- Уязвим перед влагой (Катушки с PLA пластиком стоит просушивать, если они долго находятся вне герметичного пакета с силикогелем). При длительном впитывании влаги пластик становится более хрупким.
ABS
Характеристики:
- Плотность: 1.02–1.06г/см³;
- Температура плавления: 210–240 °C;
- Температура размягчения: 100–110 °C;
- Температура эксплуатации: -40–90 °C.
Достоинства:
Ударопрочность. Изделия из этого пластика не страшно уронить, они не требуют лишней осторожности в эксплуатации.Термостойкость. ABS-пластик легко держит температуру до 100 градусов и не теряет в жесткости. Другие доступные материалы таким похвастаться не могут. Если изделие нужно использовать при повышенных температурах, ABS — лучший выбор.
Легкая обработка. После печати и затвердевания хорошо полируется наждачкой. С материалом можно работать автоматическими инструментами, не боясь перегрева материала. Пластик можно обрабатывать ацетоном для высокой гладкости и глянцевости.
Недостатки:
Сильная усадка. Все материалы изменяют объем при остывании. Это приводит к расслаиванию и деформации формы. У ABS-пластика усадка неравномерная, и потому уровень брака будет высоким. Материал очень чувствителен к резким перепадам температуры во время печати. Поэтому для работы с ним подойдет не каждый принтер. Он должен иметь закрытую камеру или стол с активным нагревом. Они сделают колебания температуры во время процесса печати минимальными. Также из ABS-пластика сложно печатать изделия большого размера. Чем больше слоев, тем ощутимей усадка скажется на всем изделии в конце.Сложность в работе. Новичкам сложно спрогнозировать поведение материала. Нужна тщательная подготовка перед печатью и учет многих параметров. Нужен банальный опыт печати.
Токсичность. В результате нагрева ABS-пластика образуются пары акрилонитрила, смертельно опасного для человека. Дозы паров во время печати небольших деталей невелики, но вот головную боль и тошноту заработать можно.
При комнатной температуре материал не представляет вреда. Но контакта с пищей лучше избегать. С осторожностью его нужно использовать под прямыми солнечными лучами и с сильными растворителями (спирт, ацетон).
ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) – это второй по популярности пластик для 3D печати, благодаря своим свойствам, доступности и небольшой цене. Один из самых востребованных для печати пластиков. Причина на то одна. Универсальность. Детали по всем параметрам хороши. Высокая температура размягчения. Адекватная цена за материал. Высокая сложность печати.
Температура экструдера - 220-240 градусов. Температура стола 80-100 градусов. Для печати необходим подогреваемый стол у принтера. Желательно наличие закрытой камеры, потому что ABS «не любит» сквозняки. Из-за резкого перепада температур он может «отклеиться» от стола или треснуть по слоям. ABS при печати может неприятно пахнуть поэтому рекомендуется использовать принтер с закрытой камерой и фильтрами или печатать в хорошо проветриваемом помещении.
Плюсы:
- Хорошие прочностные характеристики позволяют изготавливать из ABS функциональные прототипы.
- Высокая температура размягчения (105-110 гр. С). Позволяет строить элементы которые работают даже с кипятком.
- Простая механическая и химическая обработка. ABS легко шкурится и сверлится. Замечательно обрабатывается ацетоном. Можно создавать ABS пасту растворяя обрезки. Чтобы в последующем использовать её как клей. Быстрые Ацетоновые бани.
- На сегодняшний момент это самый недорогой вид пластика для 3D печати.
- Большой выбор цветов и оттенков.
- Высокая усадка около 0.4% - 0.6%. Из-за этого может быть проблематично изготовление габаритных изделий.
- Для печати требуется подогреваемый стол и закрытая камера. Без этого ABS может отклеиваться от стола или трескаться по слоям.
- Проблемы адгезии к столу, проблемы межслойной адгезии. Нужно правильно подбирать температуры и скорости печати. Без температурной камеры нецелесообразно печатать модели выше 50 мм.
- Сложность печати и настроек обдува. В мелких и тонких местах необходим обдув, в других не особо. Бывают ситуации что долгий и сильный обдув с большим потоком пластика может привести к тому, что температура сопла уйдет так низко, что пластик перестанет давиться из сопла.
- Уязвимость к УФ лучам. Через 2-3 месяца пребывания на улице под солнцем может начать крошиться. Лучше покрывать лаком, или краской.
- В процессе печати ABS может неприятно пахнуть. Поэтому рекомендуется печатать в проветриваемых помещениях или использовать принтер с закрытой камерой и фильтром.
PETG
Характеристики:
- Плотность: 1.2–1.3г/см³;
- Температура плавления: 240–260 °C;
- Температура размягчения: 80–90 °C;
- Температура эксплуатации: -40–70 °C;
Достоинства:
Безопасность. При печати не имеет запаха, поэтому печатать можно без закрытой камеры. PETG-пластик вполне подходит для печати изделий, которые могут контактировать с едой.Высокая ударопрочность. Выше, чем у ABS, хотя материал легче царапается.
Высокая адгезия. Сцепление между слоями после печати из PETG — превосходное. Это гарантирует высокую прочность и долговечность изделий. Из такого материала можно без проблем печатать тонкостенные изделия.
Минимальная усадка. Как следствие — высокая точность печати и возможность печатать крупные изделия.
Недостатки:
Прилипает к столу. Высокая адгезия материала иногда может быть и недостатком. Известны случаи, когда напечатанное изделие отрывается вместе с куском стола. Чтобы этого избежать, следует использовать прослойку между столом и изделием.Гигроскопичность. Материал впитывает влагу из воздуха. При большом отсыревании пластика качество падает многократно, при печати заметны пузырьки, неровности и пропуски. И, конечно, падает прочность.
Если материал отсырел, перед печатью его желательно подсушить. Это можно сделать в духовке, электрической сушилке, закрытой камере принтера.
PETG (полиэтилентерефталат) собрал в себе лучшие свойства PLA и ABS. С ним легко работать, у него маленький процент усадки и отличная спекаемость слоев. Модификация всем знакомого ПЭТ — самого распространенного пластика в мире (бутылки, пищевые контейнеры). PETG считается компромиссом между ABS и PLA. С ним проще работать, чем с ABS. При этом он более пластичный, долговечный и термостойкий, чем PLA.
Отсутствие запаха и высокая прочность делают такой пластик простым в использовании. Из него часто делают посуду и пищевые контейнеры, крупные макеты и прототипы, интерьерные декоративные элементы.
Температура экструдера - 220-240 градусов. Температура стола - 80-100 градусов. В процессе печати модель необходимо хорошо обдувать.
Плюсы:
- Несложно печатать. Липнет почти как PLA практически ко всему, и даже можно печатать на холодный стол, но если есть подогреваемый стол использовать его надо всегда. В отличие от PLA уже не требует обязательного и хорошего обдува. Без обдува и так невероятно сильная межслойная адгезия становится еще лучше.
- Высокие показатели твердости, ударопрочности, и прочих вещей так необходимых для сопротивления механическим нагрузкам.
- Отсутствие запаха при печати
- Высокая температура размягчения (80-85 гр. С.)
- Нужен подогреваемый стол на принтере, модель нужно хорошо обдувать.
- PETG очень текучий материал. Может потребоваться дополнительная настройка ретрактов.
SBS
SBS (стирол-бутадиен-стирол) — это термопластичный полимер, который часто используют в 3D-печати для создания прозрачных и гибких деталей. Он сочетает прочность, упругость и хорошую светопропускную способность, что делает его отличным выбором для плафонов, декоративных элементов, прототипов посуды и других светопрозрачных изделий.| Состав | Сополимер стирола и бутадиена |
| Плотность | Около 1,01–1,02 г/см³ |
| Температура размягчения | Около 76–80 °C |
| Температура эксплуатации | От -80 °C до +65 °C |
| Прочность на разрыв | Около 24 МПа |
| Прочность на изгиб | Около 36 МПа |
| Относительное удлинение при разрыве | Около 250% |
| Твёрдость по Шору (шка D) | Около 68 |
| Твёрдость по Роквеллу (HRB) | Около 118 |
| Влагопоглощение | Около 0,07% |
| Усадка при изготовлении | 0,2–1,2% |
| Светопропускание | До 40–93% (зависит от настроек печати) |
| Химическая стойкость | Устойчив к разбавленным кислотам, щелочам, спиртам, воде |
| Токсичность | Низкая, материал сертифицирован для контакта с пищевыми продуктами (но не с горячими) |
Плюсы:
- Простота в печати. Материал относительно неприхотлив: не требует строгого соблюдения параметров и часто не нуждается в подогреваемом столе.
- Прозрачность. При правильной настройке печати (тонкие слои, определённое заполнение) и постобработке (шлифовке, полировке, химической обработке) изделия приобретают вид окрашенного стекла.
- Безопасность. Не выделяет запаха при печати, подходит для детских игрушек и медицинских изделий.
- Низкая адгезия между слоями. Это может приводить к расслоению, особенно в тонких стенках.
- Уязвимость к УФ-излучению. Под воздействием солнечного света материал быстро теряет прочность, поэтому его не рекомендуется использовать на открытом воздухе без защитного покрытия.
- Ограниченная термостойкость. При температурах выше +65 °C полимер начинает размягчаться.
Рекомендации по печати:
- Температура экструдера: 220–240 °C (рекомендуемая — около 230–240 °C).
- Температура стола: 70–90 °C (можно печатать и без подогрева, но с адгезивами для лучшей адгезии первых слоёв).
- Скорость печати: 30–50 мм/с.
- Обдув: лучше отключать, чтобы слои лучше схватывались. Слабый обдув можно включить только при печати мостов и нависающих элементов.
- Минимальный диаметр сопла: 0,3 мм.
- Толщина слоя: для максимальной прозрачности рекомендуется 0,1–0,2 мм.
- Для сглаживания поверхности и улучшения прозрачности используют сольвент, D-лимонен, дихлорметан.
- Изделия можно шлифовать и полировать до оптической прозрачности.
Это материал с высокой прозрачностью. При этом он прочный и упругий. SBS это пластик с низкой токсичностью. Его можно использовать для печати моделей контактирующих с пищей.
Температура экструдера – 230 -260 градусов. Температура стола - 60-100 градусов. Печатать можно без закрытого корпуса на принтере.
Плюсы:
- Небольшая усадка
- Прозрачность. После обработки сольвентом, лимонелом или дихлорметаном может получится красивые прозрачные изделия с практически гладкой поверхностью.
- Легко обрабатывается механически или химически.
- Разрешен контакт с продуктами питания.
- Плохая спекаемость слоев. Модели лучше печать в 1 слой толстым соплом или со 100% заполнением.
- Нужен принтер с подогреваемым столом.
TPU
TPU - термополуретан, также известный у некоторых производителей как FLEX (TPU, TPE, TPC), мягкий пластик, похожий на силикон или резину. Он гибкий и эластичный, но в то же время прочный на разрыв. Например TPE - это резиноподобный пластик, а TPU - более жесткий. Применяется для изготовления гибких изделий: колес, демпферов, прокладок, ремней, подставок, игрушек и даже обуви. Исключительно прочный на разрыв и удар, жаростойкий, температура размягчения порядка 110 ℃. Легкостью в печати похвастаться не может, к столу липнет плохо даже при температуре 80-90 ℃, слои сплавляются не очень охотно, что ограничивает скорость печати. Гигроскопичен, перед печатью крайне рекомендуется сушка прутка, в противном случае обеспечены пустоты и “прыщи”. Плохо справляется с ретрактами, особенно в боуденах, длинный гибкий пруток очень интертен.Плюсы:
- мягок и гибок, жесткость отличается у разных версий и производителей,
- ударопрочен,
- прочен на разрыв,
- устойчив к истиранию,
- водостоек,
- маслостоек,
- безразличен к бензину, может применяться для емкостей, крышек и прокладок,
- термостоек, работает при высоких температурах.
- непростая печать, требуется повозиться с настройками и, возможно, придется дорабатывать принтер, например механизм подачи прутка,
- невысокая скорость печати,
- плохая прилипаемость к столу,
- небольшой выбор цветов, чаще всего: белый, серый, черный.
- Незаменим для изготовления гибких “резиновых” деталей и элементов декора.