Руководство покупателя пластиковой нити для 3D-принтера

Использование 3D-принтера открывает дверь в целую вселенную возможностей. Нет принципиальной разницы, что Вы решите напечатать на этот раз.

Это могут быть функциональные детали — запасные части для рабочего механизма, или же предметы для развлечения, например, фигурки для настольной игры. При воплощении всех этих замыслов вам обязательно потребуется исходный материал — нить для 3D-принтера — или, как ее уже принято называть, «филамент».

Сейчас пользователю доступен богатый выбор нитей — материалов для 3D печати. Здесь мы рассмотрим их широкий диапазон: от распространенных нитей PLA и PETG «для повседневной печати» до причудливых типов, называемых «экзотикой», которые позволяют создавать действительно креативные вещи.

В дополнение к термопластам, из которых сделаны распространенные типы нитей для 3D-печати, вроде вышеупомянутых PLA и PETG, для создания филаментов используются нейлон, поликарбонат, углеродное волокно, полипропилен и пр. Есть даже специальные составные материалы, которые позволяют напечатанному изделию проводить электричество или светиться в темноте.

Благодаря такому широкому выбору стало проще чем когда-либо создавать функциональные, визуально выразительные и высокоэффективные модели-отпечатки из многообразия интереснейших пластиков. Учитывая всё это, мы представляем настоящее руководство по выбору нити для 3D-печати. В представленных четырех разделах вы найдете 24 вида филаментов для применения в самых различных областях.

Эта первая категория представляет шесть типов филамента, наиболее часто используемых в настольных 3D-принтерах и популярных за их физические свойства и простоту использования.

ЧТО ТАКОЕ PLA?

В царстве потребительской 3D-печати полилактид (PLA) - настоящий властитель. Хотя его часто сравнивают с ABS — возможно, следующим в очереди на трон, — PLA безусловно является самым популярным типом нити для 3D-печати, и на это есть веские причины.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ НА ЗАМЕТКУ

Прежде всего, PLA легко печатать. Он имеет более низкую температуру печати, чем ABS, и не так легко деформируется, а это означает, что для него не обязателен нагреваемый стол (хотя это определенно помогает). Также преимущество PLA в том, что, в отличие от ABS, он не выделяет неприятный запах во время печати. Обычно его считают нитью без запаха, но многие отмечают сладковатый запах при печати в зависимости от сорта и производителя PLA.

Еще одним привлекательным аспектом PLA является то, что он доступен в почти бесконечном изобилии цветов и стилей. Как вы увидите в разделах с экзотикой, существует множество уникальных нитей на основе PLA, например, токопроводящие, светящиеся в темноте и даже наполненные древесным волокном или металлическим порошком.

Наконец, как биоразлагаемый термопластик, PLA экологичнее большинства типов нитей для 3D-принтеров и производится из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал или сахарный тростник.

СВОЙСТВА НИТИ ДЛЯ 3D ПРИНТЕРА: PLA

• Прочность: высокая | Гибкость: низкая | Долговечность: средняя

• Сложность использования: Низкая

• Температура печати: 180 °C — 230 °C

• Температура стола: 20 °C — 60 °C (не обязательно)

• Усадка / деформация: минимальная

• Растворим: в хлористом метилене (дихлорметане)

• Пищевая безопасность: обратитесь к инструкции производителя

КОГДА СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФИЛАМЕНТ PLA?

В этом случае правильнее спросить, когда не следует использовать PLA? По сравнению с другими типами нитей для 3D-принтера PLA является хрупким, поэтому избегайте его использования при изготовлении предметов, которые могут изгибаться, скручиваться или падать, таких как чехлы для телефонов, износостойкие игрушки или ручки для инструментов.

Также следует избегать его использования с предметами, которые должны выдерживать более высокие температуры, так как PLA имеет тенденцию деформироваться при температуре 60 °C или выше. Для всех других применений PLA — это оптимальный выбор нити для 3D-печати.

И всё же самое распространённое применение PLA — это прототипы, мастер-модели, игрушки и системы хранения.

РЕЗЮМЕ

• Плюсы: простота печати, разнообразие цветов и стилей, низкая термоусадка

• Минусы: хрупкость, слабые механические свойства, разлагаемость со временем

Для исправления основных недостатков PLA — хрупкости и слабых механических свойств — был создан новый материал PLA+, улучшенный и модифицированный.

ОСОБЕННОСТИ PLA+:

• Произведен из очищенного зерна кукурузы;

• Высокая жесткость, хороший глянец и прозрачность;

• Подходит для печати больших моделей;

• Прочность в 10 раз больше, чем у среднего PLA на рынке.

• Поверхность напечатанных моделей будет более гладкой.

• Нет проблем с растрескиванием/ломкой, менее подвержен воздействию растворителей.

ЧТО ТАКОЕ ABS?

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) обычно занимает второе место после PLA по популярности среди нитей для 3D-принтеров. Однако, второй по популярности в случае с ABS не означает второй по потребительским качествам. Что касается свойств материала, ABS на самом деле умеренно превосходит PLA, несмотря на то, что печатать им несколько сложнее. Именно по этой причине ABS встречается во многих промышленных бытовых и потребительских товарах, включая кубики LEGO и велосипедные шлемы.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ НА ЗАМЕТКУ

Изделия из ABS обладают высокой прочностью и способностью противостоять более высоким температурам (относительно PLA), но энтузиасты 3D-печати должны помнить о более высокой температуре печати этой нити, склонности к деформации при охлаждении и сильных потенциально опасных испарениях. Обязательно печатайте на столе с подогревом и в хорошо проветриваемом помещении (или в вытяжном шкафу).

СВОЙСТВА НИТИ ДЛЯ 3D ПРИНТЕРА: ABS

• Прочность: высокая | Гибкость: Средняя | Долговечность: высокая

• Сложность использования: средняя

• Температура печати: 210 °C — 250 °C

• Температура стола: 80 °C — 110 °C

• Усадка / коробление: Значительные

• Растворим: в эфирах, кетонах и ацетоне

• Пищевая безопасность: не безопасно

КОГДА СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФИЛАМЕНТ ABS?

ABS прочный, способен выдерживать высокие нагрузки и температуру, в меру гибок. Это ценные качества для широкого использования. В совокупности эти свойства делают ABS хорошим универсальным филаментом общего назначения, но на деле он лучше всего подходит для печати предметов, которые подвергаются механической обработке, роняются или нагреваются. Примеры: чехлы для телефонов, износостойкие игрушки, ручки для инструментов, компоненты автомобильной отделки и электрические корпуса.

РЕЗЮМЕ

• Плюсы: высокая прочность, долговечность, устойчивость к высоким температурам

• Минусы: высокая термоусадка, опасные испарения, требует повышенной температуры сопла, разлагается на прямом солнечном свете под воздействием ультрафиолета

Дальнейшим развитием этого замечательного термопласта стали разработанные на его основе новые ABS+ и ABS Odorless — модифицированные и улучшенные материалы.

ОСОБЕННОСТИ ABS+ И ABS ODORLESS:

ABS+

С хорошей текучестью расплава и гладкой печатью; Высокая прочность, твердость и жесткость; термостойкий и маслостойкий. Подходит для печати габаритных моделей и/или с большим уклоном.

ABS Odorless (Непахнущий)

Низкое содержание летучих органических соединений, непахнущий, более яркий цвет. Улучшенное межслойное соединение, более ударопрочные модели.

ЧТО ТАКОЕ PETG?

Полиэтилентерефталат (PET) — самый распространенный пластик в мире. Его самое часто встречающееся применение — бутылки для воды и пищевые контейнеры. А еще вы его носите на себе, потому что он содержится также в волокнах одежды. Хотя «исходный» PET редко используется в 3D-печати, его вариант PETG становится все более популярной нитью для 3D-принтеров.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ НА ЗАМЕТКУ

«G» в аббревиатуре PETG означает «модифицированный гликолем», и в результате получается нить, которая чище, менее хрупкая и, что наиболее важно, более легкая для печати, чем ее исходная форма. По этой причине PETG часто считается хорошим промежуточным звеном между ABS и PLA, двумя наиболее часто используемыми типами филаментов, поскольку он более гибкий и долговечный, чем PLA, и им легче печатать, чем ABS.

При использовании PETG любителям 3D-принтеров следует учитывать три особенности:

• PETG гигроскопичен, то есть поглощает влагу из воздуха. Поскольку это отрицательно сказывается на материале, храните нить для 3D-принтера в сухом прохладном месте.

• PETG очень вязкий и липкий во время печати, что обеспечивает хорошую адгезию слоев. Однако эта нить для 3D-печати — не самый лучший выбор для поддержек. Просто будьте осторожны с печатным столом.

• PETG царапается легче, чем ABS.

Полиэтилентриметилентерефталат (PETT) является еще одним вариантом PET. Немного более жесткий, чем PETG, этот филамент популярен благодаря своей прозрачности.

СВОЙСТВА НИТИ ДЛЯ 3D ПРИНТЕРА: PETG (PET, PETT)

• Прочность: высокая | Гибкость: Средняя | Долговечность: высокая

• Сложность использования: низкая

• Температура печати: 220 °C — 250 °C

• Температура стола: 50 °C — 75 °C

• Усадка / деформация: минимальная

• Растворимый: нет

• Пищевая безопасность: обратитесь к инструкции производителя

КОГДА СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФИЛАМЕНТ PETG (PET, PETT)?

PETG — это универсальный материал, но он отличается от многих других типов нитей для 3D-принтеров своей гибкостью, прочностью и устойчивостью к ударам. Это делает его идеальным филаментом для печати функциональных предметов, которые могут испытывать постоянные или внезапные нагрузки. Например, корпуса, направляющие, детали принтера и защитные компоненты.

РЕЗЮМЕ

• Плюсы: гибкость, долговечность, простота печати

• Минусы: восприимчив к влаге, поверхность легко царапается

ЧТО ТАКОЕ TPE?

Как следует из названия, термопластичные эластомеры (TPE) — это, в основном, пластмассы с свойствами резины, что делает их чрезвычайно гибкими и долговечными. Таким образом, TPE обычно используется для производства автомобильных деталей, бытовых приборов и предметов медицинского назначения.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ НА ЗАМЕТКУ

В действительности, TPE — это широкий класс сополимеров (и полимерных смесей), но тем не менее он используется для маркировки многих коммерчески доступных типов нитей для 3D-принтеров. Мягкие и растяжимые, эти нити могут выдерживать физические нагрузки, которое не могут выдержать ни ABS, ни PLA. С другой стороны, печать TPE не всегда проста, так как могут возникать затруднения при экструзии.

Термопластичный полиуретан (TPU) представляет собой особую разновидность TPE и сам по себе является популярной нитью для 3D-принтеров. По сравнению с обычным TPE, TPU немного более жесткий, что облегчает печать. Он также чуть более долговечен и может лучше сохранять свою эластичность на морозе.

Термопластичный сополиэфир (TPC) — это еще одна разновидность TPE, хотя и не так широко используемая, как TPU. Он очень похож по свойствам на TPE, основным преимуществом TPC является его более высокая стойкость к химическому и ультрафиолетовому воздействию, а также к нагреву (до 150 °C).

СВОЙСТВА НИТЕЙ ДЛЯ 3D ПРИНТЕРА: TPE, TPU, TPC (ГИБКИЕ, ЭЛАСТИЧНЫЕ)

• Прочность: Средняя | Гибкость: очень высокая | Долговечность: очень высокая

• Сложность использования: средняя (TPE, TPC); низкая (TPU)

• Температура печати: 210 °C — 230 °C

• Температура стола: 30 °C — 60 °C (но не обязательно)

• Усадка / деформация: минимальная

• Растворимый: нет

• Пищевая безопасность: не безопасен

КОГДА СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФИЛАМЕНТЫ TPE, TPU или TPC?

Используйте TPE или TPU при создании объектов, которые будут служить долго. Если ваша 3D-печатная деталь будет сгибаться, растягиваться или сжиматься, этот материал для 3D-печати готов к выполнению такой задачи. Примеры: гибкие детали и уплотнители, игрушки, чехлы для телефонов или носимые аксессуары (например, браслеты). TPC может использоваться для аналогичных применений, но особенно хорошо работает в более жестких условиях, например, на открытом воздухе.

РЕЗЮМЕ

• Плюсы: чрезвычайно гибкие, идеально подходят для деталей, которые гнутся или сминаются

• Минусы: трудно печатать, требует узких дорожек и медленной скорости печати

Мы выделили следующие типы нитей для 3D-принтеров как «профессиональные» по двум причинам.

Во-первых, по сравнению с уже описанными выше, эти филаменты реже встречаются в настольной 3D-печати, более популярны среди узкоспециализированных специалистов и чаще появляются в промышленных и коммерческих производственных процессах.

Во-вторых, многие из следующих нитей обеспечивают функцию, отличную от простого печатного материала, такую как поддержка основного материала или очистка экструдера.

Нельзя сказать, что они исключены для любительского использования. Большинство печатаются во многом так же, как и нити, упомянутые в предыдущем разделе, хотя при этом больше внимания уделяется настройкам печати или особым требованиям, которых непросто добиться на стандартном настольном 3D-принтере (например, более высокой температуры экструдера).

ЧТО ТАКОЕ PC?

Поликарбонат (PC), помимо того, что он является одним из самых прочных филаментов, представленных в этом списке, обладает исключительной прочностью и устойчивостью как к физическим воздействиям, так и к воздействию тепла — способен выдерживать температуры до 110 °C. Также он — прозрачный, что объясняет его использование в коммерческих предметах, таких как пуленепробиваемое стекло, маски для подводного плавания и электронные дисплеи.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ НА ЗАМЕТКУ

Несмотря на то, что PC так же широко применяется, его не следует путать с акрилом или оргстеклом, которые имеют тенденцию к разрушению или растрескиванию под нагрузкой. В отличие от этих двух материалов, PC является умеренно гибким (хотя и не таким, как нейлон), что позволяет ему изгибаться вплоть до деформации, не лопаясь.

Нить для 3D-принтера PC гигроскопична, способна впитывать воду из воздуха, поэтому не забывайте хранить ее в сухом прохладном месте, чтобы обеспечить лучшее качество отпечатков.

СВОЙСТВА НИТИ ДЛЯ 3D ПРИНТЕРА: PC (ПОЛИКАРБОНАТ)

• Прочность: очень высокая | Гибкость: Средняя | Долговечность: очень высокая

• Сложность использования: высокая

• Температура печати: 270 °C — 310 °C

• Температура стола: 90 °C — 110 °C

• Усадка / деформация: значительная

• Растворимый: нет

• Пищевая безопасность: не безопасен

КОГДА СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФИЛАМЕНТ PC (ПОЛИКАРБОНАТ)?

Благодаря своим физическим свойствам, PC является идеальным филаментом для печати деталей, которые должны сохранять свою прочность, ударную вязкость и форму в условиях высокой температуры, таких как электрические, механические или автомобильные компоненты. Вы также можете использовать его оптическую чистоту для проектов освещения, экранов и других изделий, которые требуют прозрачности.

РЕЗЮМЕ

• Плюсы: чрезвычайно прочный, устойчивый к нагреву и физическим воздействиям, негорючий

• Минусы: восприимчив к влаге, требует повышенной температуры печати и герметичной камеры