10. Drukarki 3D – Różne rodzaje filamentów
Jedną z kluczowych zalet drukarek FDM jest szeroka gama dostępnych materiałów. Mogą to być zarówno zwykłe tworzywa termoplastyczne (takie jak PLA i ABS), jak i materiały konstrukcyjne (takie jak PA, TPU i PETG) i wysokowydajne tworzywa termoplastyczne (takie jak PEEK i PEI).
Fot 10.1. Piramida materiałów termoplastycznych (filamentów) dostępna dla drukarek FDM. Im wyżej umieszczony jest materiał, tym lepsze jego właściwości mechaniczne [źródło]
Zastosowanie danego filamentu będzie miało wpływ na właściwości mechaniczne i dokładność drukowanej części, ale także na jej cenę.
Najpopularniejsze materiały FDM zostały przedstawione w poniższej tabeli.
| Filament | Charakterystyka |
|---|---|
| ABS | Dobra wytrzymałość Dobra odporność na temperaturę Podatność na wypaczenia |
| PLA | Doskonała jakość wizualna Łatwy w użyciu Niska odporność na uderzenia |
| Nylon (PA) | Wysoka wytrzymałość Doskonała odporność na zużycie i chemikalia Niska odporność na wilgoć |
| PETG | Bezpieczny dla żywności* Wytrzymały Łatwy w drukowaniu |
| TPU | Wysoka elastyczność Trudno jest nim precyzyjnie drukować |
| PEI | Doskonała wytrzymałość na nacisk Wysoki koszt druku |
* szczeliny na styku warstw są miejscami sprzyjającymi rozwojowi bakterii, dlatego konieczne jest dokładne czyszczenie naczynia po każdym użyciu.
Fot 10.2. Filamenty PLA [źródło]
Poniżej znajduje się bardziej szczegółowy opis najczęściej używanych filamentów:
10.1 ABS
ABS jest zwykle wybierany zamiast PLA, gdy konieczne jest użycie materiału o wyższej odporności na temperaturę i wyższej wytrzymałości.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Może być poddany dodatkowej obróbce oparami acetonu, w celu uzyskania błyszczącego wykończenia | Wrażliwy na promieniowanie UV |
| Może być poddany dodatkowej obróbce papierem ściernym i pomalowany akrylem | Śmierdzi w czasie drukowania |
| Aceton może być również stosowany tutaj jako mocny klej | Potencjalnie wysoka emisja spalin |
| Wysoka odporność na ścieranie |
10.2 PLA
PLA jest najłatwiejszym w użyciu polimerem i pozwala drukować modele, które ładnie się prezentują. Jest bardzo sztywny i właściwie dość silny, jednak bardzo kruchy.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Naturalny i biodegradowalny | Niska odporność na wilgoć |
| Bezzapachowy | Nie można go łatwo sklejać |
| Może być poddany dodatkowej obróbce papierem ściernym i pomalowany akrylem | |
| Wysoka odporność na promieniowanie UV |
10.3 Nylon
Nylon ma doskonałe właściwości mechaniczne, a w szczególności najlepszą odporność na uderzenia ze wszystkich nieelastycznych włókien. Problemem może być jednak przyczepność warstwy.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Dobra odporność chemiczna | Bardzo niska odporność na wilgoć |
| Potencjalnie wysoka emisja spalin |
10.4 PET
PET jest nieco bardziej elastycznym polimerem, który jest dobrze zaokrąglony i ma ciekawe dodatkowe właściwości przy braku poważnych wad.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Bezpieczny dla żywności (zatwierdzony przez amerykańską Agencję Żywności i Leków) | |
| Wysoka odporność na wilgoć | |
| Wysoka odporność chemiczna | |
| Możliwość recyklingu | |
| Dobra odporność na ścieranie | |
| Może być wyrównywany papierem ściernym i malowany akrylem | |
| Można go sklejać |
10.5 TPU
TPU jest najczęściej używany do drukowania przedmiotów elastycznych, ale dzięki bardzo wysokiej odporności na uderzenia jego zastosowań jest znacznie więcej.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Dobra odporność na ścieranie | Trudny w obróbce |
| Odporny na oleje i smary | Nie można go łatwo sklejać |
10.6 PC
PC jest najsilniejszym ze wszystkich wymienionych materiałów i może być interesującą alternatywą dla ABS ze względu na podobne właściwości.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Może być sterylizowany | Wrażliwy na promieniowanie UV |
| Łatwy w obróbce (szlifowanie) |
Wybór odpowiedniego polimeru ma kluczowe znaczenie dla uzyskania odpowiednich właściwości drukowanego w 3D modelu, szczególnie jeśli ma on pełnić konkretną funkcję.
Szczegółowy artykuł „Najlepsze filamenty 3D w 2017 roku” znajduje się pod tym linkiem: http://my3dmatter.com/what-are-the-best-3d-printing-filaments-in-2017/#more-1077
Inne źródła:
[1] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/introduction-fdm-3d-printing#materials
[2] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fdm-3d-printing-materials-compared