Вступление.
Приветствую вас на канале NEXT 3D Print, Сегодня я хотел бы рассказать тебе мой дорогой читатель об видах пластика и какой для чего используется в 3D печати. Ведь ни для кого не секрет что итоговое изделие очень сильно зависит от того из чего оно сделано. И разговор пойдёт о 3D пластиках начального и среднего уровня для принтеров по технологии FDM.
Введение в курс о материалах для 3D принтера.
Для людей хоть немного знакомых с 3D печатью, данный раздел этой статьи будет не особо информативным (по этому можете переходить к следующему разделу). Ну а для всех остальных, я хотел бы ввести вас в курс. Что такое материал для 3D печати и как он выглядит. Так же рекомендую ознакомиться с моей статьёй "Что такое 3Д печать? Для чего она нужна?".
Сам исходный материал для FDM 3D принтера является пластиковый или композитный (состоящий из нескольких различных материалов)пруток с сечением 1.75 или 3 мм и в сообществе данный пруток называют просто Филамент (англ. filament «нить»).
Начальные пластики.
Я их называю начальными так как обычно с них начинают знакомство все люди которые заинтересовались 3D печатью. Ведь для новичков у них очень много плюсов:
- Простота печати (не надо как говориться бороться с настройками, и эти пластики терпят ошибки при подготовке моделей к печати);
- Довольно низкая стоимость;
- Обще доступность данные пластики можно купить без всяких проблем в более или менее крупных городах, да и даже в деревню и сёла нашей не объят ной, данные пластики приходят довольно быстро;
- Огромный выбор производителей как отечественных так и заграничных;
- И довольно огромный выбор разнообразных цветов.
И так что же это за чудо пластики которые стоят не дорого, а печатать ими просто? Расскажу далее.
Полилактид (ПЛА, PLA).
Это обычно тот самый пластик с которого начинают 99% 3D печатников. А именно это биоразлогаемый , биосовместимый, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. А производиться он из натуральных биоматериалов таких как кукуруза и сахарный тростник.
И что же нам говорит множество таких сложных слов? А то что этот пластик абсолютно безопасен для человека. И кроме 3D печати он много где применяется, а именно:
- Для производства экологически чистой биоразлогаймой упаковки;
- Одноразовой посуды;
- Средств личной гигиены;
- Пакеты из PLA используют в таких крупных торговых сетях как Wal-Mart Stores и Kmart;
- В медицине для производства хирургических нитей и штифтов;
- Систем доставки лекарств.
Как мы видим кроме 3D печати этот пластик много где используется. Но у этого пластика есть довольно ощутимый минус это низкая температура плавления, ведь уже при 50-60 C он становиться мягким. Из чего следует следующая проблема то что его очень сложно обрабатывать механическими способами пост обработки (шлифовка, сверление и т.д.).
По этому он обычно используется в 3D печати для создания:
- Макетов;
- Черновых изделий (например для примерки);
- Художественных моделей (фигурки для домашнего использования);
- В кулинарии для создания холодных формочек для выпечки и посуды для холодных продуктов.
Полиэтилентерефталат-гликоль (ПЭТГ) PETG.
Сам по себе PETG это модификация самого обычного PET пластика, который используется в изготовлении пластиковых бутылок. А буква G в названии PETG означает сам модификатор, а именно гликоль, который позволил снизить температуру плавления что позволило использовать данный пластик в 3D печати.
Так же этот пластик абсолютно химически нейтральный, это означает то что его можно использовать при производстве изделий которые будут контактировать с пищевыми продуктами, а так же данный пластик выдерживает воздействие многих растворителей (это как плюс так и минус данного пластика).
Так же PETG не очень хорошо поддаться физической (и химической) пост-обработке. И в отличие от PET, PETG используется в основном только в 3D печати.
А печатают из него большой спектр изделий разного назначения, но надо отметить что важные и ответственные инженерные узлы, лучше не изготавливать из данного пластика, ведь он пластичный имеет свойство растягиваться, а тонкие стенки могут быть мягкими.
Так что перед тем как изготавливать какое, либо инженерное решение из этого пластика надо точно узнать характеристики того PETG что у вас на руках, так как у каждого производителя характеристики пластика отличаются.
Стирол-бутадиен-стирольный полимер (СБС, SBS).
SBS пластик появился относительно не давно и так же как PETG это разновидность бутадиен-стирольного полимера в который добавляют стирол что бы снизить температуру плавления, что в свою очередь делает его пригодным для использования в 3D печати.
Этот пластик имеет очень похожие как внешние так и физические характеристики на PETG пластик, но он является более мягким и эластичным, а так же он дешевле чем PETG.
Вообще сам бутадиен-стирольный полимер нашёл свое применение в шинной, резинотехнической, обувной, пищевой (входит в состав жевательных резинок) и многих других отраслях.
В 3D Печати его так же используют для широкого спектра изготавливаемых изделий, но в подавляющем большинстве такие изделия не несут большие нагрузки, а несут исключительно декоративный смысл.
Пластики среднего уровня.
К данной группе я отношу те пластики для печати которыми надо понимать физику печати, и физику самих материалов. А так же для печати данными пластиками в отличие от пластиков начального уровня подойдут не все 3D принтеры. И здесь плюсы этой группы сложно объединить. По этому давайте начнём с такого пластика как ABS.
Акрилонитрил бутадиен стирол (ABS, АБС).
Акрилонитрил бутадиен стирол он же ABS это наверно самый распространённый пластик в мире, ведь если вы посмотрите по сторонам вы точно увидите изделие которое сделано из этого пластика, такие как: клавиатура, корпуса мониторов, колонок, кухонной техники, ручки, выключатели света, розетки, и т.д. Этот список можно продолжать очень долго.
Так как этот пластик получи такое высокое распространение в мире то и в 3D печати его очень часто используют как инженерный пластик так как он:
- Нетоксичность в нормальных условиях;
- Долговечность в отсутствии прямых солнечных лучей и ультрафиолета;
- Стойкость к щелочам и моющим средствам;
- Влагостойкость;
- Маслостойкость ;
- Кислотостойкость;
- Широкий диапазон эксплуатационных температур (от −40 C до +90 C);
- Растворяется в сложных эфирах, кетонах, 1,2-дихлорэтане, ацетоне, этилацетате;
- Плотность 1.02-1.06 г/см3.
Из чего мы можем сделать вывод что данный пластик подойдёт под 90% любой задачи. Но в чём же тогда может быть проблема?
А проблемы данного пластика в том что он имеет большой коэффициент термоусадки , по этому для печати данным пластиком нужно наличие термо-камеры (в идеале активной). Так же этот пластик "биться" сквозняка. По этим причинам получить бракованную печать легче лёгкого.
Так же высокие требования к качеству исходного материала, так как ABS он может быть повторно переработан. И некоторые производителе добавляют к чистому ABS переработанный. Это плохо тем что видов ABS-а очень много и при смешении физические характеристики снижаться и даже две катушки филамента от одного производителя могут иметь разные параметры, но за то это позволяет снизить стоимость производства.
И второй из основных минусов это деградация пластика от прямых солнечных лучей и ультрафиолета. Что требует производить защиту пластика например покраской.
А так же этот пластик довольно токсичен при печати. Почему печать этим пластиком не рекомендуется в квартирах.
TPU и Flex подобные пластики.
Здесь объедены все гибкие пластики. Суть этих пластиков в том что они похоже на резину, то есть могут сильно деформироваться без потери изначальной формы так же эти пластики имеют очень высокую прочность на разрыв.
Данными пластиками печатать намного сложнее чем всеми о которых я писал ранее. Надо очень хорошо подбирать параметры, и данный пластик в отличие от PLA и PETG не прощает ошибок. Так же из такого пластика очень тяжело получить сложные геометрические формы.
Но это не большой минус так как этот пластик используют при печати прокладок, демпферов, упоров, ударо-гасителей. А подобные вещи имеют простые формы. Так же чехлы, ремешки.
И это первый пластик из всех которые я описывал имеет самую узкую специализацию применения.
По техническим характеристикам идёт очень большой разброс от производителя к производителю.
Нейлон (англ. nylon).
Нейлон это семейство синтетических полиамидов, используемых преимущественно в производстве волокон.
В 3D печати в 90 % случаев используется для печати шестерен и других высоко нагруженных элементов механизмов. Так как данный пластик имеет высокую физическую стойкость и износостойкость.
И вот нейлоном печатать без термокамеры практически не возможно, если ABS-ом можно печатать и на открытом принтере не большие изделия, то вот нейлон не потерпит этого.
Послесловие.
На сегодня это всё. Я понял что данная тема довольно обширна по этому пришлось разбить её на 2 части (может и больше). Так как осталось ещё рассказать о композитных филаментах (деревянный, серебряный, и т.д.), спец филаментах (таких, как растворяемые пластики в воде). По этому подписывайтесь на канал, пишите комментарии, палец вверх.
Всем спасибо, удачи и до новых встреч.
Автор: Зиновьев С.А.
