Потребительские 3D-принтеры больше не ограничиваются нитями ABS и PLA. Популярность технологии аддитивного производства привела к появлению многих инженерных пластиков. Хотя ABS и PLA остаются популярными, многие энтузиасты 3D-печати перешли на более новые материалы.
Итак, вот все, что вам нужно знать о различных нитях для 3D-печати и о том, как выбрать одну из них для ваших конкретных нужд.
Как выбрать нить для 3D-печати
3D-печать отличается от большинства заурядных увлечений. В нем задействованы сложные роботы, создающие сложные объекты из экзотических материалов. Как и все передовые инженерные разработки, 3D-печать зависит от способности пользователей читать технические спецификации и следовать им. Знание того, как понимать эти документы, является ключом к пониманию того, какую нить для 3D-печати использовать для конкретных приложений.
Нет необходимости беспокоиться об этом, если ваши потребности в 3D-печати ограничены косметическими отпечатками, потому что PLA — это все, что вам когда-либо понадобится. Однако для печати функциональных деталей требуется понимание различных параметров нити, таких как прочность на растяжение, ударная вязкость/гибкость, термостойкость, долговечность, ползучесть и деформация.
Итак, какие нити для 3D-печати лучше всего и когда лучше использовать один, а не другой?
1. PLA (полимолочная кислота)
Полимолочная кислота для 3D-печати — это то же самое, что тренировочные колеса для велосипедов. Печатать невероятно просто даже на самых дешевых 3D-принтерах. При температуре печати от 180°C вам не нужен цельнометаллический хотэнд для безопасной печати этой нити. PLA даже не требует обогреваемой кровати, если температура в помещении поддерживается выше 20°C.
Материал практически не деформируется и может очень хорошо перекрываться, если обеспечить достаточное охлаждение детали. Не знаете, что означают все эти термины? Проверьте наши Руководство по обновлению Эндер-3 чтобы узнать больше о цельнометаллических горячих концах и безопасности 3D-принтеров.
Вывод: испортить печать PLA невероятно сложно. Это позволяет новичкам постепенно изучать многие сложные аспекты 3D-печати, не сталкиваясь с повторяющимися ошибками печати. Если вы новичок, придерживаясь PLA, вы легко поймете основы адгезии к основанию, калибровки первого слоя, нависания и соединения. PLA — это оптимальный способ проверить пределы возможностей 3D-печати без необходимости пересматривать калибровку принтера и настройки слайсера.
Свойства нити PLA
- Возможность печати: Превосходно
- Выбор цвета: Превосходно
- Термостойкость: Бедный
- Предел прочности: Превосходно
- Прочность: Бедный
- УФ-стойкость: Превосходно
- Влагостойкость: Превосходно
- Сопротивление ползучести: Бедный
Когда следует использовать нить для 3D-печати PLA?
PLA отлично подходит для косметической 3D-печати, но не для чего-либо еще. Несмотря на высокую прочность на растяжение, ему не хватает прочности, потому что материал слишком жесткий для изгиба. Это делает его хрупким и восприимчивым к растрескиванию в приложениях, требующих ударопрочности и изгиба. Его пригодность для печати при низких температурах также приводит к плохой термостойкости. Отпечатки PLA деформируются под прямыми солнечными лучами или в условиях автомобиля из-за низкой температуры стеклования материала 57°C.
Склонность PLA к расползанию или необратимой деформации под нагрузкой при комнатной температуре делает его непригодным для любой функциональной печати, которая либо использует застежки, либо выполняет какую-либо несущую функцию. Следовательно, большинство энтузиастов 3D-печати переходят на другие материалы после того, как освоят настройки слайсера и настройку 3D-принтера с помощью PLA.
2. PETG (полиэтилентерефталатгликоль)
PETG в идеале должен стать вашим вторым испытанием накаливания после того, как вы освоите PLA. Он очень похож на пластик, используемый в бутылках с водой и пищевых контейнерах, за исключением добавления гликоля для улучшения пригодности для печати. PETG лучше PLA по большинству важных параметров. Он немного прочнее, значительно более термостойкий, обладает отличной устойчивостью к ползучести и поэтому подходит для функциональной 3D-печати.
Тем не менее, это также немного сложнее печатать. Это не так уж и плохо. Хотя для хорошо настроенного принтера практически невозможно испортить печать PLA, для правильной работы с PETG требуется лучшее понимание программного обеспечения для нарезки и калибровки первого слоя. Это делает нить безопасным способом изучения этих концепций, которые жизненно важны для освоения других технически сложных нитей для 3D-печати.
PETG также довольно гигроскопичен, поэтому его необходимо просушить перед печатью, если вы живете во влажном районе. Сами отпечатки не склонны к поглощению влаги, но влажная нить вызовет экструзию и проблемы с качеством печати. Материал может прочно связываться с большинством поверхности для 3D-печати если первый слой напечатан слишком близко к поверхности сборки.
Липкая, вязкая природа расплавленной нити также делает ее плохим выбором для мостов и крутых выступов. Однако это также приводит к лучшей адгезии слоев, несмотря на низкую температуру печати.
Свойства нити PETG
- Возможность печати: Хороший
- Выбор цвета: Хороший
- Термостойкость: Средний
- Предел прочности: Хороший
- Прочность: Хороший
- УФ-стойкость: Превосходно
- Влагостойкость: Бедный
- Сопротивление ползучести: Хороший
Когда следует использовать нить для 3D-печати PETG?
PETG — это идеальный компромисс между нитями PLA и гораздо более качественными нитями ABS. Несмотря на то, что ему не хватает более высокой термостойкости, чем у ABS, он все же достаточно хорош для отпечатков, которые можно использовать на открытом воздухе или в салонах автомобилей. Он также значительно прочнее, чем PLA, и идеально подходит для приложений, где требуется ударопрочность. Устойчивость PETG к ползучести также делает его идеальным как для функциональной печати, так и для компонентов 3D-принтеров.
3. TPE/TPU/TPC (термопластичный эластомер/полиуретан/сополиэфир)
TPE включает в себя ряд пластиков с резиноподобными свойствами. Такие нити используются в приложениях, где желательна гибкость. Обычные гибкие нити, продаваемые как TPE, доступны с различной твердостью по Шору, которая является мерой гибкости. На самом деле, TPE включает в себя широкую категорию нитей, в том числе TPU на основе уретана, который немного более жесткий для улучшения пригодности для печати. TPC представляет собой вариант на основе сополиэфира с повышенной устойчивостью к теплу, ультрафиолету и химическим веществам.
Печать с использованием TPE и его вариантов сложна из-за присущей нити гибкости. Эти нити особенно трудно печатать с помощью экструдеров Боудена, поскольку отсутствие жесткости затрудняет проталкивание нити через сопло. Следовательно, экструдеры с прямым приводом, с коротким путем нити между шестернями экструдера и соплом, рекомендуются для надежной печати.
Склонность нити к сжатию и удлинению также делает ретракции ненадежными. Это приводит к чрезмерной натяжке отпечатков, для устранения которой требуются специальные знания. Также рекомендуется печатать этими гибкими нитями на ненагретой платформе, предпочтительно с разделительным составом, таким как клей-карандаш или лак для волос. Невыполнение этого требования часто приводит к тому, что отпечатки навсегда прилипают к поверхности сборки.
Свойства нити TPE
- Возможность печати: Средний
- Выбор цвета: Средний
- Термостойкость: Средний
- Предел прочности: Средний
- Прочность: Превосходно
- УФ-стойкость: Хороший
- Влагостойкость: Бедный
- Сопротивление ползучести: Хороший
Когда следует использовать нить для 3D-печати TPE/TPU/TPC?
Эти гибкие нити отлично подходят для применений, где ударопрочность, гибкость, износостойкость и сцепление более желательны, чем жесткость. TPE и TPU регулярно используются для 3D-печати прокладок, чехлов для телефонов и браслетов для носимых устройств. TPC — более дорогая альтернатива, которая предлагает дополнительную термостойкость и химическую стойкость, подходящую для суровых условий.
4. ABS (акрилонитрилбутадиенстирол)
АБС-пластик в форме литья под давлением используется в большинстве потребительских товаров в виде автомобильных приборных панелей и распределительных устройств, игрушек, трубной арматуры, а также в качестве шасси для большинства потребительских товаров длительного пользования. Неудивительно, что его известность, цена и доступность сделали его предпочтительным материалом для коммерческой индустрии 3D-печати. Это потрясающий материал с непревзойденным соотношением цены и качества и хорошей термостойкостью.
Его термостойкость делает его несовместимым с дешевыми горячими концами с футеровкой из ПТФЭ. Большинству нитей ABS требуется температура сопла около 250°C. Это делает цельнометаллические горячие концы обязательными для безопасной печати. Нить также выделяет вредные ЛОС (летучие органические соединения), такие как стирол, которые, как известно, негативно влияют на здоровье. Узнайте, как ABS сравнивается с PLA в нашем АБС против. сравнение PLA.
Склонность нити ABS к деформации затрудняет печать, если только у вас нет принтера с нагреваемым корпусом, например, Серия 3D-принтеров «Сделай сам» Voron. Расслоение, прилипание к слою и деформация являются постоянными проблемами больших отпечатков из АБС-пластика на принтерах без корпуса. Сказав это, большинство современных смесей нитей ABS печатают нормально, если вы держите объем сборки закрытым и используете нагретый стол в качестве пассивного источника тепла. Композитные нити ABS, усиленные углеродным волокном и стекловолокном, в значительной степени смягчают эти проблемы.
Свойства нити ABS
- Возможность печати: Средний
- Выбор цвета: Средний
- Термостойкость: Хороший
- Предел прочности: Хороший
- Прочность: Хороший
- УФ-стойкость: Средний
- Влагостойкость: Хороший
- Сопротивление ползучести: Превосходно
Когда следует использовать нить для 3D-печати ABS?
ABS обладает хорошей прочностью на растяжение и ударной вязкостью, что делает его идеальным для функциональной печати и даже для некоторых инженерных приложений. Этот материал можно использовать в высокотемпературных приложениях, таких как компоненты горячего конца 3D-принтера и функциональные отпечатки для салонов автомобилей. Любой инженерный сценарий, требующий устойчивости к нагреву, ударам и износу, может быть дешево решен с помощью ABS.
5. ASA (акрилонитрилстиролакрилат)
ASA — это модифицированная форма ABS, которую легче печатать и которая обладает улучшенной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Большие отпечатки ASA легче из-за их склонности меньше деформироваться, чем у ABS. Большинство нитей ASA также имеют тенденцию выделять меньше летучих органических соединений во время печати.
И все это достигается при сохранении прочности, ударной вязкости и термостойкости, сравнимых с ABS. Мы не видим причин выбирать АБС, если вы можете позволить себе небольшую премию за нити ASA.
Свойства нити ASA
- Возможность печати: Хороший
- Выбор цвета: Средний
- Термостойкость: Хороший
- Предел прочности: Хороший
- Прочность: Хороший
- УФ-стойкость: Превосходно
- Влагостойкость: Хороший
- Сопротивление ползучести: Превосходно
Когда следует использовать нить для 3D-печати ASA?
ASA можно использовать для тех же целей, что и ABS, с дополнительной универсальностью, позволяющей сохранять долговечность и целостность цвета, несмотря на сильное воздействие солнечного света.
6. PA (полиамид или нейлон)
Полиамид, более известный как нейлон, используется в потребительских товарах длительного пользования в виде зубчатых колес, петель и скользящих деталей. компонентов - в основном в любом приложении, которое требует чрезвычайной износостойкости, низкого трения, превосходной ударной вязкости и некоторой степени толерантность к температуре. PA незаменим в процессах 3D-печати с порошковым спеканием, используемых в коммерческих 3D-принтерах SLS.
Нейлон также существует в области 3D-печати FDM в различных смесях, предлагая различные компромиссы между термостойкостью, ударной вязкостью, долговечностью и сопротивлением ползучести. Последнее важно, потому что в естественном состоянии материал проявляет склонность к ползучести при нагревании. Поэтому для большинства технических применений требуется полиамид, смешанный с углеродным или стеклянным волокном, чтобы улучшить прочность на растяжение, сопротивление ползучести и устойчивость к температуре.
Высокая температура стеклования материала и врожденная склонность к деформации затрудняют печать на дешевых принтерах без корпуса. Кроме того, хроническая склонность полиамида поглощать влагу требует сушилок накаливания, которые могут надежно поддерживать температуру в камере 80°C. На самом деле, успешная печать также требует, чтобы нить во время печати проходила через сухой бокс. Это отличная инженерная нить, для которой требуется хороший принтер и опытный оператор.
Свойства полиамидной нити
- Возможность печати: Бедный
- Выбор цвета: Бедный
- Термостойкость: Хороший
- Предел прочности: Хороший
- Прочность: Превосходно
- УФ-стойкость: Средний
- Влагостойкость: Бедный
- Сопротивление ползучести: Средний
Когда следует использовать полиамидную нить для 3D-печати?
Функциональные отпечатки PA хорошо подходят для механических деталей, таких как шестерни, шарниры и рычаги. Этот материал также достаточно прочен, чтобы его можно было использовать для изготовления нестандартных инструментов и прототипов, требующих прочного зацепления деталей, подверженных трению и ударам. Различные смеси стекловолокна и углеродного волокна также могут использоваться для изменения жесткости и гибкости материала в соответствии с различными техническими требованиями.
6. ПК (поликарбонат)
ПК — одна из самых прочных нитей для 3D-печати, доступных для бытовых 3D-принтеров. Насколько сильно, спросите вы? Ну, этот материал используется для производства всего, от пуленепробиваемого стекла до фонарей истребителей. PC может выдерживать температуры до 110°C, а некоторые смеси даже превосходят этот впечатляющий показатель.
ПК обладает уникальной особенностью высокой прочности на растяжение, а также чрезвычайной ударопрочностью. Это дает ему возможность превосходно работать там, где даже нейлон не справляется. Однако эти физические свойства затрудняют печать на ПК. Нередки случаи, когда для некоторых смесей поликарбоната требуется температура сопла 300 °C, а температура нагреваемого слоя поддерживается выше 100 °C.
Материал также склонен к чрезмерному короблению и хорошо прилипает только к поликарбонатным поверхностям сборки или полиимидной ленте. Однако, как и нейлон, поликарбонат доступен в различных смесях, что делает его более пригодным для печати.
Свойства нити ПК
- Возможность печати: Бедный
- Выбор цвета: Бедный
- Термостойкость: Превосходно
- Предел прочности: Превосходно
- Прочность: Превосходно
- УФ-стойкость: Превосходно
- Влагостойкость: Бедный
- Сопротивление ползучести: Превосходно
Когда следует использовать нить для 3D-печати ПК?
ПК используется в различных промышленных, автомобильных и электрических приложениях, особенно в тех, которые требуют высокой прочности и термостойкости. Присущая материалу оптическая прозрачность также делает его идеальным для прозрачных отпечатков, если толщина стенок остается минимальной.
Выбирайте нить для 3D-печати с умом
Теперь, когда у вас есть удобные средства для сравнения различных физических свойств и рабочих параметров потребительского класса нитей, выбор правильного заключается в оценке того, какие параметры лучше всего подходят для вашего конкретного Приложения.
Если вы новичок в 3D-печати, мы рекомендуем начать с PLA и перейти к PETG, прежде чем переходить к более сложным материалам, таким как ABS и нейлон.