Материал
Общий тип материала для 3D-печати и его ключевые особенности. Подробнее см. соответствующие пункты справки.
—
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene). Одна из самых популярных современных разновидностей пластика, причем не только в 3D-печати, но и в целом. Главными достоинствами ABS являются прочность, жесткость и долговечность — по этим критериям данный материал значительно превосходит PLA и большинство фотополимеров. При этом он недорого обходится. Поверхность ABS-пластика получается глянцевой, он обычно непрозрачен и может иметь любой цвет. Из недостатков материала отмечаются довольно высокая температура плавления (около 230 °С), что требует сильного нагрева, и неприятный запах, возникающий при работе. А при неравномерном нагреве готовое изделие может покорежиться или треснуть — для работы с ABS-пластиком часто требуются нагревательные платформы или другие специальные приспособления.
—
ABS+. Усовершенствованная разновидность ABS-пластика (см. выше), в которой удалось избавиться от некоторых недостатков оригинального материала. Конкретные особенности ABS+ зависят от бренда: к примеру, одни составы позиционируются как более упругие и менее склонные к деформациям по сравнению с обычным ABS, другие — более устойчивы к растворителям (однако легко деформируются) и т.п. Эти подробности в каждом случае стоит уточнять отдельно.
—
ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate).... Устойчивый к атмосферным воздействиям заменитель ABS-пластика (см. выше). Материал характеризуется своей долговечностью, стойкостью к погодным условиям и ультрафиолетовым лучам. Вместе с тем он обладает высокой ударной вязкостью — пластик ASA может выдерживать механические воздействия, не растрескиваясь и не ломаясь, что делает его отличным выбором для наружных работ. ASA менее подвержен деформациям по сравнению с некоторыми другими термопластиками, а в процессе работы с этим пластиком выделяется минимум неприятных запахов. Изделия из данного материала легко поддаются различным способам постобработки, включая шлифовку, токарные работы, покраску, поклейку и покрытие лаком.
— PLA (Polylactic Acid). Ключевой особенностью пластика PLA является «экологичность»: он производится из натурального растительного сырья, является биоразлагаемым и считается более безопасным для окружающей среды, чем ABS. Из прочих достоинств данного материала отмечаются более низкая температура плавления, отсутствие неприятного запаха (при нагреве возникает слабый карамельный аромат), а также то, что PLA может быть полупрозрачным и даже люминесцентным (см. FPLA). В то же время готовые изделия из него получаются более хрупкими и менее долговечными, чем из ABS.
— PLA+. Разновидность биоразлагаемого PLA-пластика с набором присадок, которые выходят за рамки привычного состава. Добавки придают материалу дополнительные свойства: гладкий глянцевый лоск, улучшенную межслойную адгезию, отменное спекание слоев, высокую прочность на разрыв и на изгиб, уменьшенную механическую хрупкость. Часто пластик PLA+ не имеет запаха. Конкретная формула присадок может варьироваться в зависимости от сорта пластика и производителя сырья для 3D-печати. Отметим, некоторые филаменты PLA+ могут вызывать засорение сопла, другие же добавки увеличивают требуемую температуру его нагрева. Как результат, настройки печати необходимо подбирать опытным путем под конкретный тип пластика PLA+.
— FPLA (Flexible Polylactic Acid). Модифицированная версия пластика PLA с добавление флуорена, благодаря чему изделия из этого материала светятся в темноте. Обладает всеми достоинствами вышеупомянутого PLA (см. соответствующий пункт), т.е. является биоразлагаемым, производится из натурального сырья, имеет относительно невысокую температуру плавления. Пластик FPLA применяется для изготовления всевозможных декоративных изделий с люминесценцией, игрушек и сувениров, оригинальной бижутерии и т.п.
— TPE (Thermoplastic Elastomer). Термопластичный эластомер, сочетающий свойства пластика и резины. TPE обладает высокой эластичностью и гибкостью, что позволяет использовать этот материал для создания гибких и упругих деталей, которые могут деформироваться под давлением и возвращаться к исходной форме. Его применяют для изготовления уплотнителей и прокладок, эластичных частей игрушек, обуви, чехлов для мобильных гаджетов, автомобильных деталей (в т.ч. элементов салона и покрышек). TPE характеризуется антиаллергенными свойствами, устойчивостью к царапинам, хорошими адгезионными качествами.
— TPU (Thermoplastic Polyurethane). Разновидность термопластичного полиуретана, применяемая в 3D-печати для изготовления широкого спектра различных изделий. Этот материал довольно прочен при высокой гибкости и эластичности, а при охлаждении он практически не дает усадки. По тактильным ощущениям изделия из TPU-пластика напоминают полиуретановую подошву на обуви. Из прочих особенностей материала важно отметить химическую стойкость к бензину, автомаслам, спирту и другим растворителям, однако у этого есть и обратная сторона медали — пластик TPU практически не поддается покраске. Также данный материал обладает повышенными гигроскопичными свойствами, поэтому его нужно беречь от внешней среды и соблюдать условия правильного хранения (желательно держать пластик в закрытом контейнере с сухим силикагелем).
— TPR (Thermoplastic Rubber). Филамент для 3D-печати, представляющий собой синтетический полимер со свойствами пластика и резины. Материал характеризуется высокой устойчивостью к износу и усиленной механической прочностью по сравнению с традиционными TPU и TPE (см. соответствующие пункты). TPR-пластик обладает температурой экструзии от 230 до 270 °C и подходит для изготовления широкого спектра изделий — от прототипирования и до готовых продуктов.
— PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol). Пластик PETG сочетает в себе прочностные характеристики ABS и универсальность применения PLA. При горячей печати такой пластик практически не дает усадки, слои хорошо слипаются и не деформируются. На его основе можно создавать высокоточные изделия практически любого размера. PETG — улучшенная разновидность классического пластика PET. Улучшение состоит в дополнительном насыщении материала гликолем, в результате чего пластик становится менее хрупким, существенно повышается его термостойкость. PETG является нетоксичным материалом, его допустимо использовать при производстве пищевой тары. Температура экструзии находится в пределах 200 – 230 °C. Данная разновидность пластика устойчива к действию многих щелочей, кислот и соляных растворов.
— PCTG (Polycyclohexylenedimethylene Terephthalate Glycol). Пластик из семьи модифицированных гликолем полиэстеров, как и рассмотренный выше PETG (см. соответствующий пункт). Однако по сравнению с ним PCTG может похвастать повышенной прочностью, ударной вязкостью и прозрачностью. Материал практически не дает усадки при остывании и способен выдерживать гораздо более сильные удары, чем изделия из аналогичных пластиков, при этом сохраняя такую же крепкость на разрыв и термостойкость. PCTG рекомендовано для 3D-печати корпусов измерительных приборов, светильников, элементов ручных инструментов и т.п.
— Flex. Разновидность термопластика на основе полиуретана. Отличительной особенностью материала является гибкость и эластичность готовых изделий — отсюда и название («flex» переводится с английского как «гибкий»). По своим свойствам Flex нередко сравнивают с твердым силиконом: он не боится ударов, нечувствителен к маслу, бензину и многим другим агрессивным жидкостям, износостоек и долговечен (разве что рабочая температура для готовых изделий из этого вида пластика ниже, чем у силикона, и составляет в среднем до 100 °С).
— PCL (Polycaprolactone). Биоразлагаемый пластик PCL (поликапролактон) является подходящим филаментом для 3D-ручек с низкой температурой экструзии. Он достигает пластичного состояния при температурах до 60 °С, благодаря чему является наиболее безопасным среди материалов для ручек с горячим принципом работы. Кроме того, допускается многоразовое применение такого пластика: для повторного использования достаточно размягчить готовое изделие в горячей воде. Поделки из PCL-пластика имеют глянцевую поверхность, застывший материал достаточно эластичен и гибок.
— PC (поликарбонат). Прочный, термостойкий и ударостойкий пластик, который используется для печати деталей, требующих высокой механической прочности и устойчивости к температурам. Материал хорошо подходит для изготовления технических изделий, корпусов электроники и автомобильных компонентов. Однако для успешной печати поликарбонатом требуется закрытая камера, подогреваемый стол (100–120°C) и высокая температура экструзии (250–300°C), а также хорошая адгезия, чтобы избежать деформации (ворпинга).
— HIPS (High Impact Polystyrene). Пластик HIPS — это смесь полибутадиена и полистирола. По свойствам он представляет собой нечто среднее между ABS и PLA. Материал сочетает в себе неплохую прочность, эластичность и легкость постобработки: HIPS можно шпатлевать и красить, он свободно поддается механической обработке. К тому же данная разновидность пластика является неразлагаемой, что делает распечатанные на 3D-принтере изделия надежными и долговечными. Материал не боится влаги и может долгое время находиться на открытом воздухе. Температура плавления находится в пределах 230 – 260 °C. Материал не проявляет токсических свойств, что позволяет использовать его при производстве пищевой посуды и упаковки.
— Nylon. В 3D-печати нейлон используется сравнительно недавно, из-за чего встречается реже других популярных термопластиков. По сравнению с традиционным ABS (см. соответствующий пункт) этот материал требует более высоких температур, выделяет больше вредных веществ, а в готовом виде склонен накапливать влагу и терять прочность, что выдвигает определенные ограничения по использованию. С другой стороны, нейлоновые изделия получаются не такими твердыми, что в некоторых случаях является преимуществом — в частности, при медицинском применении: из такого материала можно печатать шины и протезы с характерной сетчатой структурой, сочетающие в себе легкость и прочность.
— PPA (полифталамид). Термостойкий инженерный пластик из группы ароматических полиамидов, обладающий высокой прочностью, жёсткостью и устойчивостью к температурам до 200 °C. В отличие от классических нейлонов, он меньше впитывает влагу, лучше сохраняет размеры и работает в агрессивных химических средах. Часто армируется стекловолокном для повышения механических свойств. Благодаря этим качествам PPA широко применяется в автомобильной и электротехнической промышленности — в деталях, работающих при высоких нагрузках и температурах
— BVOH (Butanediol Vinyl Alcohol Copolymer). Водорастворимый пластик для создания поддержек в процессе 3D-печати. Растворимость материала в теплой воде позволяет использовать BVOH во многокомпонентных печатных проектах, в т.ч. со сложной геометрией (где необходимы опоры для нависающих деталей или внутренних полостей). Также этот филамент придется кстати при печати функциональных прототипов, в которых необходимо быстро и качественно удалять поддерживающие элементы конструкции без повреждения основной структуры изделия.
— Фотополимерная смола. Жидкие фотополимерные материалы, затвердевающие под воздействием ультрафиолетового излучения. Одним из ключевых преимуществ подобных материалов является то, что они не требуют нагрева для использования, а еще готовые изделия из фотополимерной смолы не будут иметь характерных полосок от экструдера 3D-принтера. Из фотополимеров легко изготавливаются сложные формы (например, для использования в медицине), при работе с ними не возникает неприятного запаха. С другой стороны, такие филаменты обходятся заметно дороже традиционных термопластиков вроде ABS, PLA и прочих.Температура экструдера
Рекомендуемая температура экструдера (сопла) 3D-принтера для работы с той или иной разновидностью термопластика. К примеру, для материала PLA нужны температуры порядка 180 – 230 °С, для ABS потребуется уже 220 – 250 °С, а для поликарбоната — не менее 270 °C.
Температура стола / платформы
Рекомендуемая температура подогрева стола 3D-принтера для использования определенного типа термопластика. Так, для печати PLA-пластиком она должна находиться в пределах до 100 °С, для работы с ABS-пластиком и нейлоном — в диапазоне от 100 °C до 120 °C, а поликарбонат и тугоплавкие разновидности пластика допускается применять на высокотемпературных платформах.
