1. Сравнение распространенных типов филамента для 3D-печати

Пластик Температура плавления, °C Прочность Гибкость Термоустойчивость, °C Легкость использования
ABS 220 – 250 высокая средняя 90 – 100 средне
ABS+ 230 – 260 высокая средняя 90 – 110 средне
PLA 180 – 220 средняя низкая 55 – 60 очень легко
PLA+ 200 – 230 средняя низкая 60 – 65 легко
HIPS 230 – 260 высокая низкая 90 – 100 средне
ASA 230 – 260 высокая средняя 100 – 110 средне
PETG 230 – 250 высокая средняя 70 – 80 легко
PCTG 230 – 260 высокая средняя 75 – 85 легко
TPU 210 – 250 средняя высокая 60 – 80 сложно
TPE 220 – 260 низкая очень высокая 50 – 70 сложно
TPR 230 – 270 средняя очень высокая 50 – 70 сложно
Nylon 250 – 300 высокая средняя 100 – 120 сложно
Flex 190 – 260 средняя высокая 80 – 100 сложно
BVOH 210 – 220 низкая низкая 40 – 50 очень легко
Фотополимеры UV-отверждение высокая низкая 60 – 80 средне

Детальнее обо всех распространенных разновидностях пластиков для 3D-печати рассказывается ниже.

2. Гид по ключевым типам 3D-пластиков

2.1. ABS/ABS+

Пластик ABS окружает нас повсеместно — из него изготавливаются самые разнообразные товары: канцелярские принадлежности, чехлы для мобильных телефонов, детские игрушки, конструкторыи многое другое. В разрезе 3D-печати ABS-филамент тоже получил широчайшее распространение. Материал акрилонитрил-бутадиен-стирол характеризуется высокой прочностью и ударостойкостью, не боится воздействия влаги и отличается хорошей долговечностью. Поверхность ABS-пластика получается глянцевой, он непрозрачен и может иметь любой цвет. Температурный диапазон эксплуатации изделий из данного пластика составляет от -40 °C до +90 °C, а то и больше.

Температура плавления ABS-пластика находится в пределах 220 – 250 °C. А поскольку материал склонен деформироваться и давать усадку при остывании, во время печати желательно использовать подогреваемую платформу. Во избежание влияния температурных перепадов с таким пластиком нередко работают на принтерах с закрытыми камерами. Из прочих нюансов филамента ABS отмечаются чувствительность к прямому солнечному свету, а также неприятный и едкий запах в процессе 3D-печати. Впрочем, последняя проблема решается надлежащим проветриванием помещения. А вот использовать обдув при печати данным пластиком не рекомендуется — помним, что материал может деформироваться и растрескиваться при охлаждении.

ABS-пластик является одной из наиболее универсальных разновидностей филамента для 3D-печати.

Некоторые недостатки оригинальной технологии ABS устранены в усовершенствованной формуле пластика ABS+. Конкретные особенности таких филаментов зависят от производителя — одни составы позиционируются как более упругие и менее склонные к деформациям по сравнению с обычным ABS, другие — более устойчивы к воздействию прямых солнечных лучей. Эти подробности в каждом случае стоит уточнять отдельно.


2.2. PLA/PLA+

Полилактид PLA принадлежит к разряду «натуральных» материалов из экологически чистого сырья. Данный 3D-пластик изготавливается из кукурузного крахмала или сахарного тростника, является биоразлагаемым, не выделяет едких запахов и вредных веществ при нагреве. Для печати PLA-пластиком понадобится температура экструдера порядка 180 – 220 °C, к тому же материал практически не прилипает к поверхности печатного стола. Это как преимущество, так и недостаток в одночасье — в процессе печати может потребоваться добавление каймы и клея на поверхность стола либо же понадобится использовать текстурированную пластину PEI.

Филамент PLA подходит для печати декоративных изделий, прототипов и моделей, не требующих высокой прочности или термостойкости. При этом материал довольно хрупок — его не рекомендуется использовать для создания деталей, которые потенциально будут подвергаться механическим нагрузкам. Еще один заметный недостаток PLA-пластика — вышеупомянутая биоразлагаемость, что уменьшает долговечность изделий из него.


Улучшенные модификации пластика PLA+ содержат в своем составе специальные присадки, которые придают печатному материалу дополнительные свойства: улучшенную межслойную адгезию, отменное спекание слоев, высокую прочность на разрыв и на изгиб, уменьшенную механическую хрупкость. Конкретная формула добавок может варьироваться в зависимости от сорта пластика и производителя сырья. В зависимости от заложенных свойств, варьируется и температура плавления пластика PLA+ — как правило, она находится в диапазоне от 200 °C до 230 °C.


2.3. HIPS

Ударопрочный полистирол High Impact Polystyrene может применяться как основной материал для 3D-печати, так и в качестве поддержек при создании сложных моделейHIPS-пластик легко растворяется в лимонелле. По свойствам филамент представляет собой нечто среднее между пластиками ABS и PLA. Он сочетает высокую прочность и гибкость, выдерживает высокие ударные нагрузки, свободно поддается постобработке.

Температура плавления материала находится в пределах 230 – 260 °C. HIPS-пластик не проявляет токсических свойств, изделия из него не боятся влаги, являются надежными и долговечными. При печати HIPS может продуцировать токсичные испарения.

2.4. ASA

Термопластик Acrylonitrile Styrene Acrylate позиционируется в роли улучшенного заменителя ABS-филаментов со стойкостью к атмосферным воздействиям. Прежде всего, данная разновидность пластика проявляет отменную устойчивость к ультрафиолетовому излучению — изделия из филамента ASA можно долго использовать на открытом воздухе под палящими солнечными лучами. Вместе с тем материал обладает высокой ударной вязкостью, легко выдерживает механические воздействия, поддается различным способам постобработки.

Готовые изделия из пластика ASA не боятся попадания прямых солнечных лучей.

Пластик плавится при температурах от 230 °C до 260 °C. За его улучшенные характеристики полагается соответствующая плата — ASA-филамент обходится на порядок дороже традиционного ABS-термопластика.


2.5. TPU/TPE/TPR

Группа эластичных термопластиков для 3D-печати гибких и упругих деталей. Термопластичный полиуретан TPU обладает температурой экструзии до 250 °C. По тактильным ощущениям готовые изделия из данного пластика напоминают обувную подошву. Собственно, из него и могут изготавливаться подошвы для обуви, а также чехлы для мобильных устройств, различные уплотнители, прокладки и т.п. К тому же термополиуретан характеризуется химической стойкостью к бензину, автомаслам, спирту и другим растворителям.


Филамент TPE (термопластичный эластомер) совмещает свойства пластика и резины. Материал служит для создания гибких и упругих деталей, которые могут деформироваться под давлением и возвращаться к исходной форме. Максимальная температура его плавления достигает 260 °C. TPE-пластик достаточно сложен в обращении и требует медленной скорости печати, а его высокая адгезия вызывает налипание к соплу.

Наконец, термопластичная резина TPR отличается высокой устойчивостью к износу и усиленной механической прочностью по сравнению с вышеупомянутыми TPU и TPE. Пластик имеет температуру экструзии от 230 до 270 °C.


2.6. PETG/PCTG

PETG — это улучшенная разновидность полиэтиленового филамента PET. Символом «G» в его аббревиатуре обозначаются гликолевые добавки для снижения хрупкости и упрощения 3D-печати. Материал совмещает прочностные характеристики ABS-пластика и универсальность применения PLA-филамента. Температура печати PETG составляет 230 – 250 °C.

Филамент PETG пригоден для 3D-печати разнообразной пищевой тары.

Пластик имеет хорошую межслойную адгезию, примечателен устойчивостью к механическим воздействиям и химическим веществам, дает низкую усадку и деформацию. Филамент подходит для изготовления пищевых контейнеров. По цене PETG зачастую обходится дешевле других термопластиков. Главный недостаток материала — его гигроскопичность, т.е. способность впитывать и накапливать влагу. Поэтому важно соблюдать сухие условия для правильного хранения данного термопластика.


2.7. Nylon

PA-пластик или нейлон применяется в сфере 3D-печати относительно недавно, из-за чего встречается реже других филаментов. Nylon используют для создания деталей, которые испытывают постоянные механические нагрузки: шестеренок, подвижных соединений и механизмов. Из ключевых особенностей пластика выделяются устойчивость к истиранию, долговечность и износостойкость. Также материал выдерживает высокие температуры эксплуатации и обладает отменной прочностью на разрыв.


Камнем преткновения на пути к широкому использованию нейлона является сложность в обращении. Термопластик требует высоких температур плавления (до 300 °C), выделяет немало вредных веществ и склонен поглощать влагу из воздуха. Для работы с нейлоном необходим должный опыт и закрытая камера печати, однако полученные результаты превосходят ожидания благодаря механической прочности и долговечности готовых изделий.


2.8. Flex

Flex в переводе с английского означает «гибкий». Соответственно, этот пластик и служит для печати гибких или эластичных изделий. По свойствам он максимально близок к твердому силиконуFlex-филамент не боится ударов и воздействия агрессивных жидкостей (по типу масел и бензина), проявляет износостойкость и долговечность.

Flex — значит гибкий. Из такого термопластика принято изготавливать эластичные детали.

Готовые поделки из Flex-пластика выдерживают рабочую температуру примерно до 100 °C. Сам же филамент имеет температуру экструзии 190 – 260 °C — в зависимости от конкретного сорта. Пластик применяется для изготовления разнообразных уплотнителей, прокладок, демпферов, ремешков, антискользящих накладок и элементов.

2.9. BVOH

Одна из популярных разновидностей вспомогательного пластика для 3D-печати. BVOH — аббревиатура от Butenediol Vinyl Alcohol Copolymer (сополимер бутендиола и поливинилового спирта). Филамент легко растворяется в обыкновенной теплой воде, а использовать его предполагается в качестве поддержек при создании сложных многокомпонентных моделей. Опорные элементы из BVOH-пластика помогают сохранить геометрию «распечатываемой» конструкции без повреждения основной структуры изделия.


Материал сочетается с популярными термопластиками ABS, PLA, PETG и Nylon. Оптимальной температурой экструзии для данного филамента является диапазон от 210 до 220 °C.

2.10. Фотополимеры

Полимерные материалы в жидкой форме, затвердевающие под воздействием ультрафиолета. Ключевая особенность фотополимеров — они не требуют нагрева для использования. Однако и применяются данные филаменты в специфических разновидностях 3D-принтеров с печатью по технологиям SLA, DLP, MJM. Существует большое разнообразие таких материалов, которые различаются по характеристикам вязкости, скорости застывания, чувствительности к свету и практическим особенностям (застывшая смола может иметь свойства разных материалов).

Фотополимеры для 3D-печати затвердевают под воздействием ультрафиолета.

Фотополимеры позволяют добиться высокой скорости печати, однако обходятся они существенно дороже традиционных термопластиков.

3. Ответы на часто задаваемые вопросы

3.1. Какой пластик лучше всего подходит для новичков?

Наиболее удобным и предсказуемым филаментом для постижения азов 3D-печати послужит пластик типа PLA. Также довольно простые в обращении термопластики PETG, обеспечивающие изготовление более прочных изделий.

3.2. Какой пластик использовать для гибких деталей?

Для создания гибких деталей сгодятся филаменты группы TPU, TPE и TPR — фактически они обладают свойствами пластика и резины. Сюда же относятся термопластики типа Flex, априори заточенные под изготовление эластичных деталей.

3.3. Как хранить 3D-пластик?

Разные пластики требуют различных условий хранения. Если же говорить обобщенно, лучше всего для хранения подходят пластиковые или стеклянные контейнеры с герметично закрывающейся крышкой. Размещать их предполагается при комнатной температуре вне зоны доступа прямых солнечных лучей, дабы предотвратить разрушение структуры пластика и выгорание цвета. Гигроскопичные филаменты (PETG, Nylon) необходимо беречь от влаги — их желательно упаковывать в вакуумные пакеты или использовать для отвода лишней влаги силикагель. И разумеется, держите термопластик в чистоте.

3.4. Можно ли комбинировать разные пластики в одном изделии?

Комбинирование термопластиков — распространенная практика в области 3D-печати. Ярким тому примером является использование вспомогательного водорастворимого филамента типа BVOH, который априори рассчитан на создание временных поддержек для компонентов основной конструкции изделия. Совмещаться могут и другие типы пластиков для создания различных фактур объекта (например, комбинация прозрачных и непрозрачных филаментов, жестких и гибких элементов).

Водорастворимый BVOH-филамент часто применяется в 3D-печати для создания временных поддержек.

Отметим, что термопластики различаются по температуре плавления и скорости подачи из сопла — это требует соответствующей настройки печатного оборудования. Также разные материалы могут плохо сцепляться друг с другом. Так, условный PLA-филамент плохо держится вкупе с пластиками ABS или Nylon.

Полезно знать. Термопластики одного и того же производителя из различных партий или разных цветов иногда могут печататься по-разному, что требует дополнительных настроек оборудования. А среди продукции от производителей второго-третьего эшелона нередко встречается разная толщина нити в одной катушке филамента.

3.5. Какой пластик выдерживает высокие температуры?

По температуре плавления наибольшего разогрева требует Nylon — примерно до 300 °C. Он же обладает высокой термоустойчивостью — готовые изделия из данного пластика рассчитаны на эксплуатацию при температурах до 120 °C. Температуры до 100° преспокойно выдерживает филамент Flex, а до 110 °C — пластик ASA.

3.6. Почему пластик трескается или деформируется при печати?

Причины этого могут быть разными. Наиболее распространенная из таковых — большая разница температур между слоями экструдированного пластика, что формирует напряжение в модели. Проблема отчасти решаема использованием подогреваемого стола. Трещины также возникают из-за недостаточной температуры экструдера и чрезмерного охлаждения изделия.

К деформациям приводят слишком низкая или чересчур высокая скорость подачи филамента, нестабильность подачи материала из-за неравномерного диаметра нити, высокий процент содержания влаги в 3D-пластике.

3.7. Можно ли печатать пластиковыми отходами?

Вполне допустимо, но с определенными оговорками. Дело в том, что 3D-пластики подвержены термической деградации — нагревание потенциально ухудшает их свойства. Физическая деградация усугубляется при повторных циклах нагрева и закалки филамента. Для смягчения проблемы в формулу переработанных нитей для 3D-принтеров добавляется определенный процент первичного пластика. Тем самым удается добиться свойств, сопоставимых с новым материалом.

3D-пластик из вторсырья — распространенное явление в области трехмерной печати.

На рынке представлены 3D-пластики из вторсырья от производителей Reflow, ReFuel и Filamentive. Впрочем, филамент можно перерабатывать самостоятельно — для этого понадобится обзавестись системами измельчения пластика и экструдера нити. Качество 3D-печати из вторсырья во многом зависит от настроек, условий печати и оборудования, на котором был изготовлен пластик.

3.8. Какой пластик подходит для печати шестеренок или механических деталей?

Для данных целей лучше всего подходят разновидности термопластика Nylon и PETG / PCTG. Однако два последних варианта сгодятся для изготовления шестеренок или механических деталей, испытывающих относительно небольшие нагрузки.

3.9. Как узнать, какая температура нужна для моего пластика?

Оптимальная температура плавления обычно указывается на упаковке с филаментом. А в целом температурные рамки экструзии для популярных разновидностей 3D-пластика наглядно представлены в таблице выше (в самом начале статьи).

3.10. Почему мои изделия выглядят неаккуратно (провисания, нити, шероховатости)?

Провисания нитей обуславливаются слишком горячей температурой экструдера, чересчур высокой скоростью печати и неиспользованием поддержек.

Нитями филамент тянется тоже из-за высокой температуры сопла либо же вследствие медленной скорости печати.

Шероховатости и неровности поверхностей возникают ввиду плохого спекания слоев и неправильных настроек подачи печатного материала.