Виды пластика для 3D-принтера
В основу разделения пластиков на виды мы можем положить такие критерии как: функциональность напечатанных моделей, материал, лежащий в основе 3d-нити и толщина нити. В зависимости от функциональности 3D-пластика его можно разделить на: бытовой или базовый, инженерный, дизайнерский и ювелирный.
Базовые пластики
В основе пластика – молочная кислота, получаемая из тростника или кукурузы.
Преимущества:
- Отсутствие усадки позволяет печатать точные модели.
- Не требователен к печати, так как не боится сквозняков и может использоваться без подогрева стола.
- Нетоксичен, во время печати имеет несильный запах, что позволяет его использовать без специальной вытяжки.
- Прочный, твердый, гладкий.
- Экологичный и биоразлагаемый, может использоваться для печати пищевых продуктов. Не наносит вреда окружающей среде при утилизации.
Недостатки:
Купить PLA пластик для 3D-печати
- Со временем становится более хрупким под воздействием воздуха и ультрафиолета. Для защиты требует нанесения защитного покрытия.
- Низкая температура размягчения (50 градусов Цельсия).
- Высокая твердость пластика затрудняет его механическую обработку.
- Узкий температурный диапазон использования от минус 20 до плюс 40 градусов Цельсия.
Ударопрочный пластик. В настоящее время является наиболее популярным для изготовления прочных и функциональных моделей.
Преимущества:
- В меру прочный и упругий 3D-пластик. Хорошо подходит для изготовления механических изделий, рассчитанных на долгий срок эксплуатации.
- Широкий температурный диапазон.
- Простота механической обработки.
- Поверхность модели из ABS легко сглаживается недорогими растворителями, например, ацетоном.
Недостатки:
- Желтеет от ультрафиолетового излучения, требует защитного покрытия при использовании на улице.
- Плохо переносит сквозняки при печати, что ограничивает применение дешевых принтеров с открытым корпусом.
- Имеет относительно высокую усадку, как следствие возможно расслоение.
- Требует подогреваемого стола, без которого первый слой может не прилипнуть.
- При печати может выделяться неприятный запах, что требует организации специальной вытяжки с выводом запаха на улицу.
Достаточно мягкий пластик, широко используемый как пластик поддержки для ABS, из-за свойства растворяться в D-Limonene.
Преимущества:
- Небольшая усадка дает возможность печати более точных изделий.
- Небольшая плотность позволяет печатать изделия там, где нужна более легкая конструкция.
- Мягкая поверхность модели гарантирует легкую механическую обработку.
- Температура размягчения позволяет использовать изделия в уличных условиях.
Недостатки:
- Для печати требуется подогреваемый стол.
- Подвержен расслоению, но в меньшей степени, чем ABS.
- Хрупкость на изгиб больше, чем у ABS пластика.
- Ограниченное использование из-за низкой устойчивости к солнечному свету (ультрафиолетовому излучению).
- Высокая твердость пластика затрудняет его механическую обработку.
- Узкий температурный диапазон использования от минус 20 до плюс 40 градусов Цельсия.
Достаточно прочный, с высокой спекаемостью слоев. Имеет низкую усадку и почти не имеет запаха.
Преимущества:
- Запах при печати практически отсутствует.
- Не имеет усадки, что обеспечивает высокую точность печати.
- Слои спекаются между собой очень сильно, это позволяет печатать прочные тонкостенные изделия.
- Материал достаточно устойчив к ультрафиолету.
- Модели из PETG имеют широкий температурный диапазон эксплуатации.
- Не требует закрытой камеры при печати.
- Подходит для печати шестерен, втулок и других функциональных моделей благодаря хорошему скольжению и ударопрочности материала.
- Отсутствие токсичности позволяет печатать изделия, контактирующие с пищей.
Недостатки:
- При печати материал имеет высокую текучесть, что требует внимательной настройки 3D-принтера.
- Высокая температура печати негативно влияет на экструдер печатающего устройства. Спасает переход на цельнометаллические термобарьеры.
- Температура размягчения и показатели прочности не высокие, ниже, чем у ABS.
Инженерные пластики
К инженерным пластикам мы относим филаменты, которые, во-первых, требуют более профессиональных навыков и техник для 3д-печати, а, во-вторых, имеют более высокие технико-физические показатели.
Резиноподобный, мягкий пластик, применяемый там, где нужна эластичность и гибкость. Производится разной степени эластичности. Подходит для печати прокладок и ремней для механизмов.
Преимущества:
- Гибкость материала, которая и обуславливает сферу применения.
- Химическая стойкость материала к маслам и бензинам.
- Стойкость к высокой температуре.
Недостатки:
- Для работы с материалом нужен опыт настройки экструдера, чтобы печатать соответствующими эластичными пластиками.
Nylon
Нейлон – синтетически полимер, содержащий в основе цепи амидные группы. Получаемые модели очень стойки к истиранию, поэтому рекомендуемое применение – печать конструктивных деталей, находящихся под нагрузкой (шестерни, втулки и т.д.)
Преимущества:
- Высокая прочность и упругость.
- Высокое скольжение.
- Терпимость к высоким температурам.
- Стойкость к химическим материалам.
Недостатки:
- Процесс печати требует навыков работы с мягким 3D-пластиком.
- Материал при печати имеет большую усадку, при создании проекта модели необходимо вводить поправочный коэффициент и корректировать размеры модели.
Очень крепкий прозрачный полимер, устойчивый к тепловому и физическому воздействию. Может выдерживать температуру до 110 градусов цельсия
Преимущества:
- Высокая ударопрочность материала.
- Огнестойкость материала.
- Гибкость материала.
Недостатки:
- Низкая стойкость к абразивному воздействию
- Разрушение при ультрафиолетовом воздействии.
- Расширение и сужение моделей при нагреве или охлаждении, что может влиять на функциональность при использовании крупных моделей.
Магнитный (Magnetic) — также как и пластик указанный выше создается на основе ABS или PLA, но с добавлением присадки (ферромагнетик), за счет чего пластик обретает некоторые свойства магнита.
Преимущества и недостатки зависят как от применяемого основного материала, добавок, процесса производства, и разнятся у разных производителей.
Керамосодержащий (Ceramo, ceramic)
Пластиковая нить, к основе которой добавлен керамический элемент. С одной стороны, это придает моделям фактуру керамики и повышает термостойкость моделей. С другой стороны, повышает хрупкость как 3D-пластика, так и напечатанных изделий.
Преимущества:
- Тактильно и внешне напоминает керамическое изделие.
- Как правило, имеет хорошую стойкость к повышенной температуре, с учетом того, что в основе все же используется пластик.
- Легко поддается механической обработке наждачной бумагой.
Недостатки:
- При печати необходимо учесть, что керамо 3d-нить достаточно хрупкая и подавать ее нужно по плавной линии без сгибов.
- Изделия становятся более хрупкими, чем базовый материал.
3D-пластик с добавлением углеродных волокон (Carbon Fiber) — прочный пластик, относится к категории инженерных пластиков, предназначен для печати функциональных деталей находящихся под нагрузкой. В основе как правило нейлон, но могут быть и другие, например, ABS или PETG.
Преимущества:
- Высокие показатели прочности и упругости материала.
- Изделия получаются достаточно легкие и прочные.
Недостатки:
- Высокая цена композиты по равнению с базовыми полимерами.
- Высокая абразивность предъявляет повышенные требования к твердости сопла.
- В зависимости от основы сложность печати повышается.
PC / ABS (поликарбонат + акрилонитрилбутадиенстирол) — композит поликарбоната с добавкой ABS, призванный сочетать в себе прочностные характеристики PC с легкостью печати ABS.
Преимущества:
- Высокая прочность.
- Термостойкость.
- Жесткость.
- Легкая обработка моделей после печати.
Недостатки:
- Достаточно сложный процесс печати, нужно обладать определёнными навыками.
Электропроводный (Conductive) — филамент, который из-за добавления электропроводящих элементов позволяет печатать токопроводящие модели, которые можно использовать в электрических схемах.
Преимущества:
- Электропроводность.
Недостатки:
- Материал хоть и обладает электропроводностью, но даже для пропускания небольшого тока необходимо печатать проводник большого сечения.
ASA (Акрилонитрил-стирол-акрилат) — полимер стойкий к ультрафиолетовому излучению (не желтеет на открытом воздухе), по другим своим свойствам материал аналогичен ABS.
Преимущества:
- Оптимальное сочетание прочности и упругости делает его хорошим решением для печати механических деталей длительного срока эксплуатации.
- Широкий диапазон температур, при котором можно использовать модели.
- Стойкость к ультрафиолету, что расширяет возможности использования
Недостатки:
- Высокая усадка приводит к расслоению основания, для решения проблемы требуется подогреваемой стол, без которого возникают проблемы с прилипанием первого слоя.
- Требует применения закрытого корпуса 3D-принтера, так как не любит сквозняки при печати.
- Как и ABS пластик может издавать неприятный запах по время печати, поэтому рекомендуется применять хорошую вытяжку для удаления запахов из помещения.
PP (полипропилен) — малотоксичный, обладающий высокой химической стойкостью, износостойкостью, полимер, широко применяемый в промышленности для производства упаковки, труб, одноразовых шприцов.
Преимущества:
- Устойчивость к химическому воздействию и минимальная токсичность делают его пригодным для изготовления изделий, используемых в медицине и для печати моделей, контактирующих с пищей.
- Высокие прочностные характеристики полимера делают его пригодным для применения в механических изделиях, испытывающих конструкционные нагрузки.
Недостатки:
- Для печати требуются термокамеры и навыки их использования.
- Материал обладает высокой усадкой.
- При минусовых температурах функциональность сильно снижается.
Полиацеталь (POM) — полимер превосходящий Flex и Neylon по своим физико-механическим характеристикам. Входит в категорию инженерных пластиков. Используется для печати шестерен и втулок, работающих под нагрузками.
Преимущества:
- Один из самых высоких показателей прочности и скольжения, что требуется для печати функциональных деталей, работающих под физической и механической нагрузкой, например, в кинематических передачах.
- Стойкость к низким температурам позволяет использовать модели даже в условиях суровой зимы.
Недостатки:
- Сложность печати, серьезная усадка, минимальная адгезия делает работу с материалом очень трудной и затратной, требуется доп. оборудование (термокамеры), специальные сопло, клеи, и навыки работать с ними.
Полиметилметакрилат, или оргстекло (PMMA) — прочный, прозрачный, влагоустойчивый материал, стойкий к ультрафиолетовому излучению.
Преимущества:
- Легкая обработка после печати.
- Стойкий к солнечному свету.
- Прозрачность.
- Простая склейка.
Недостатки:
- Трудности хранения материала в катушках, быстро разрушается.
- Недоступен для большинства бытовых 3D-принтеров, так как, с одной стороны, требуется высокое разрешение печати, чтобы избежать образования пузырьков. С другой стороны, из-за быстрого застывания необходима высокая скорость печати и наличие термокамеры.
Полиэфирэфиркетон (PEEK) – полукристаллический композит для профессиональных 3D-принтеров с уникальным сочетанием химической, механической и тепловой стойкости.
Преимущества:
- Очень высокая прочность для 3D-нити позволяет изготовлять из нее сильно нагруженные механические изделия.
- Высокая термостойкость по сравнению с другими пластиками.
- Стойкость к химическому воздействию.
- Стойкий к истиранию, что позволяет использовать для изготовления моделей, работающих под нагрузкой и в условиях трения.
Недостатки:
- Высокая стоимость материала.
- Высокая температура печати.
- Не подходит для печати на большинстве бытовых 3D-принтеров.
- Обязательное наличие термокамеры в принтере.
Дизайнерские пластики
Следующая категория – это дизайнерские пластики. Эти филаменты могут быть интересны людям творческих профессий, в том числе дизайнерам, ювелирам и художникам. Представленные полимеры отличаются уникальным внешним видом или фактурой, которые могут быть использованы для художественной работы над декоративными моделями. К ним можно отнести такие 3d-пластики как:
Wood — это полимер в основе которого PLA с добавлением древесины в виде опилок. Напечатанные из данного материала модели имитируют фактуру дерева.
Преимущества:
- Легкий процесс печати.
- Максимальная имитация дерева.
- Модели приятные на ощупь.
- Экологичность.
Недостатки:
- Необходимость использования широких сопл, узкие быстро забиваются.
- Прочность моделей меньше чем у обычного PLA, а абразивность наоборот больше.
Имитирующие пластики
SBS (стиролбутадиен–стирол) – прозрачная нить для 3D-печати с низкой токсичностью, усадкой и высокой прочностью. После обработки сольвентом модели приобретают вид окрашенного стекла.
Преимущества:
- Небольшая усадка, что делает возможность использовать открытую камеру при печати.
- Низкая токсичность дает возможным контактировать с продуктами питания.
- Материал ударопрочный
- Большой выбор уникальных «прозрачных» цветов.
- Морозоустойчивость.
- Легкая обработка механическими и химическими методами.
Недостатки:
- Слабая межслойная адгезия и высокая температура печати требует опыта в работе и умения работать с настройками 3D-принтера.
Metal (bronze, steel и т.д.) — материал на основе PLA или ABS в который добавлено от 50 до 85% порошка того или иного металла. Обычно латуни, бронзы, меди или алюминия.
Преимущества:
- Модели имитируют поверхность металла.
- После обработке изделию можно придать фактуру литья.
Недостатки:
- Из-за высокой абразивности приходится переходить на сопла из нержавеющей стали.
Фосфоресцирующий пластик — 3d-пластик, в основе которого может находиться ABS, PETG или PLA пластик, к которому добавлен пигмент, накапливающий свет и излучающий его в темноте.
Преимущества:
- Эффект свечения в темноте.
Остальные преимущества и недостатки зависят от того, какой полимер в основе.
Изменяющий цвет (Color-Changing) — еще один полимер на основе ABS или PLA, c добавкой, способной изменять цвет в зависимости от температуры окружающей среды.
Преимущества и недостатки данных пластиков зависят от того, какой полимер лежит в основе материала, а также от производителя.
Ниже представлен пластик для ювелиров, который может быть использован для изготовления форм для литья.
Выжигаемый литьевой воск (Wax) — данный материал используется для печати выжигаемых моделей, необходимых для изготовления литьевых форм. Преимущества отдается материалу с низкой температурой плавления и низкой зольностью. Материал находит спрос в ювелирной промышленности, а также в машиностроении при изготовлении металлических прототипов.
Преимущества:
- Простота и высокая точность печати.
- Легкая постобработка моделей.
- Минимальная зольность.
Недостатки:
- Узкая сфера применения.
Обслуживающий 3D-пластик
Ниже представлен обслуживающий пластик, который создан специально для обслуживания печатающих устройств.
Чистящий филамент (Cleaning) — специальный филамент для очистки головки 3D-принтера. Используется с целью удаления любого материала в печатающем конце принтера, которые там могли остаться от прошлой печати.
Преимущества:
- Легко и просто почистить печатающее устройство.
Недостаток:
- Узкая сфера использования.
Заключение
Мы рассмотрели большинство известных нам материалов, но этот список далеко не исчерпывающий. Все время в мире разрабатывают новые полимеры и композиты в том числе и для 3D-печати. Вы можете выбрать 3D-пластики, указанные в данной статье, в интернет магазине Мультисмол в разделе пластики для 3D-печати.