Филамент — это особый материал, который активно используется в 3D-принтерах для создания самых разнообразных объектов. Он может различаться по химическому составу и физическим свойствам, а также быть окрашен в различные цвета. Продается он в виде катушек или небольших бухт, длина которых может варьироваться. Внешне он напоминает тонкую пластиковую нить и существует в нескольких разновидностях, каждая из которых идеально подходит для конкретных целей.
В настоящее время наиболее распространены филаменты двух диаметров: 1,75 мм, который используется в большинстве бытовых 3D-принтеров, и 2,85 мм, экструдеры для которого встречаются реже.
Качество пластика, используемого для печати, играет ключевую роль не только в характеристиках получаемых деталей, но и в долговечности самого 3D-принтера. Некачественный филамент может засорить сопло или даже привести к поломке экструдера, что повлечёт за собой дорогостоящий ремонт.
Кроме того, некачественная нить может в любой момент сломаться, испортив печатаемое изделие, или застрять в тракте принтера, требуя его разборки для извлечения оставшихся фрагментов.
Также важно учитывать совместимость пластика с используемым оборудованием. Некоторые 3D-принтеры могут работать только с определёнными сортами пластиковой нити, поэтому перед покупкой необходимо внимательно изучить характеристики устройства и проверить информацию о совместимости в инструкции к принтеру.
Давайте подробнее рассмотрим каждый вид филамента и постараемся объяснить их суть простыми словами.
1. PLA (полилактид, ПЛА)
Это самый популярный и простой в использовании филамент.
Что это такое?
PLA — это материал, который производится из натуральных ингредиентов, таких как кукурузный крахмал и сахарный тростник. Он считается экологически чистым и легко поддаётся переработке. PLA часто называют «материалом для новичков», так как для его использования не требуется сложной настройки принтера.
Одним из главных преимуществ PLA является то, что для работы с ним не требуется нагрев стола. Это позволяет использовать его даже на самых простых и недорогих 3D-принтерах.
Плюсы:
- Легко печатать (не нужно много настраивать принтер).
- Не пахнет во время печати.
- Большой выбор цветов, включая прозрачные и светящиеся варианты.
- Минимальная усадка при охлаждении (детали не деформируются).
- Для работы с пластиком не требуется нагреваемый стол. Это значительно ускоряет процесс печати, что может быть важным преимуществом, особенно при большом количестве заказов.
Минусы:
- Он более твёрдый и хрупкий по сравнению с ABS. Из-за своей твёрдости изделия из PLA сложнее обрабатывать.
- Не выдерживает высоких температур (начинает плавиться уже при 60°C).
- Не подходит для изделий, которые будут использоваться на улице, так как чувствителен к ультрафиолету и влаге.
- Для склеивания этого материала необходимо использовать специальный растворитель — дихлорэтан. Однако это вещество представляет серьёзную опасность для здоровья. Оно может вызывать серьёзные ожоги на коже и слизистых оболочках при контакте с ними.
Для чего использовать?
Декоративные предметы, игрушки, модели и прототипы — всё это можно создать из PLA. Например, если вы мечтаете о фигурке любимого персонажа, PLA — это то, что вам нужно.
Особенности работы с пластиком PLA:
Рабочая температура: 180-210 °С (в зависимости от производителя);
Высокая скорость печати — это возможность распечатывать материалы с максимальной скоростью, на которую способен принтер (зависит от принтера и качества пластика);
Подогреваемый стол не требуется, усадки минимальны.
2. ABS (акрилонитрилбутадиенстирол, АБС)
Этот материал прочнее, чем PLA, и часто используется в промышленности.
Что это такое?
ABS — это ударопрочный термопластик, который широко применяется в различных отраслях промышленности и 3D-печати. Его выдающиеся прочностные свойства делают ABS-пластик особенно привлекательным для изготовления автомобильных деталей, медицинских инструментов, спортивного инвентаря, бытовой техники, мебели, игрушек и многих других изделий.
Плюсы:
- Обладает устойчивостью к ударам и механическим нагрузкам.
- Выдерживает высокие температуры, вплоть до 100 °C.
- Можно подвергать различным видам обработки: шлифовать, красить, сверлить.
- Детали из ABS обладают более гладкой поверхностью и профессиональным внешним видом.
Минусы:
- Печать с использованием этого материала более сложная, чем с PLA, поскольку для её проведения необходим 3D-принтер с подогреваемым столом. Это важное условие для получения качественной печати и предотвращения деламинации, то есть отделения детали от рабочего стола.
- Неравномерное охлаждение изделия может привести к его растрескиванию, что, в свою очередь, может повлечь за собой брак. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать принтер с закрытым корпусом и стол с подогревом.
- Сквозняки во время печати почти всегда приводят к дефектам на поверхности изделия.
Для чего использовать?
Корпуса устройств, детали для машин и функциональные элементы. Например, если вам нужно создать защитный корпус для электроники, ABS — отличный выбор.
Особенности работы с АВS-пластиком :
Рабочая температура: 210-240 °С ( в зависимости от производителя);
Высокая скорость печати — принтер может печатать с максимальной скоростью (зависит от принтера и качества пластика);
Для достижения наилучших результатов требуется подогреваемый стол и желательно закрытый корпус, чтобы минимизировать влияние усадки.
3. PETG (полиэтилентерефталатгликоль)
PETG представляет собой универсальный материал, который сочетает в себе преимущества PLA и ABS.
Что это такое?
PETG — это пластик, похожий на тот, из которого делают бутылки для воды. Он отличается прочностью, гибкостью и безопасностью. Многие производители добавляют в него специальные компоненты, чтобы сделать его пригодным для контакта с пищевыми продуктами. Материал пластика прочный и достаточно износостойкий. Из этого материала можно создавать различные детали, которые будут работать под нагрузкой, например, шестерни.
Плюсы:
- Скорость печати выше, чем у нейлона.
- Усадка почти отсутствует. Печать осуществляется так же легко, как и с использованием PLA-пластика.
- Теплостойкость выше, чем у PLA.
- Вероятно, у пластиков самая высокая межслойная адгезия. Детали практически невозможно разделить вдоль слоёв.
- Нерастворим большинством растворителей.
- Из него можно создавать предметы, контактирующие с пищевыми продуктами, так как он не токсичен.
- Высокая твердость.
Минусы:
- Может немного "паутинить" при печати.
- Слои иногда плохо соединяются между собой.
- Требует точной настройки скорости печати.
- Теплостойкость ниже, чем у АВS.
- Сложно обрабатывать из-за твердости.
Для чего использовать?
Ёмкости для жидкостей, защитные экраны, детали для улицы. Например, если вы хотите напечатать контейнер для еды или водонепроницаемый корпус, PETG — это ваш выбор.
Особенности работы с пластиком PETG :
Рабочая температура: 215-254 °С (в зависимости от производителя);
Скорость этот пластик не любит, потому что могут возникнуть проблемы с адгезией к столу;
Первый слой следует печатать медленно. Высокая межслойная адгезия способствует тому, что слои лучше соединяются друг с другом, чем с поверхностью стола. Однако это не недостаток, а особенность данного материала.
4. TPU (термопластичный полиуретан)
TPU — это гибкий материал, который можно растягивать и сжимать.
Что это такое?
ТПУ (термопластичный полиуретан) напоминает резину, но состоит из пластика. Этот материал обладает высокой эластичностью и устойчив к истиранию.
Плюсы:
- Очень эластичный (можно согнуть или растянуть).
- Устойчив к истиранию.
- Подходит для изделий, которые должны быть мягкими.
- Можно использовать для создания герметичных деталей.
Минусы:
- Печать медленная.
- Иногда сложно настроить принтер для работы с этим материалом.
- Требует точной настройки экструдера, чтобы избежать засоров.
Для чего использовать?
Ремни, прокладки, чехлы для телефонов, обувь. Например, если вы хотите напечатать защитный чехол для телефона, который будет поглощать удары, TPU станет отличным выбором.
Особенности работы с TPU:
Используйте принтеры с прямым приводом, чтобы избежать засоров. Для Bowden-систем уменьшите трение.
Скорость печати — 20–40 мм/с . Быстрее — риск засора.
Рабочая температура: 220–250°C (в зависимости от производителя);
Требуется подогреваемый стол, температура нагрева стола 40–60°C (или без нагрева с клеем).
Установите ретракт на 1–3 мм , чтобы избежать "паутинки" и засоров.
Используйте клейкий мат, стекло или клей для лучшего сцепления.
Обеспечьте вентиляцию, даже если запах минимальный.
5. HIPS (высокопрочный полистирол)
HIPS — это материал, который обычно служит опорой для других деталей.
Что это такое?
Этот пластик называется ударопрочным полистиролом (High-Impact Polystyrene, HIPS). Он состоит не только из полистирола, но и включает полибутадиен, который добавляют в процессе полимеризации.
Данный материал активно используется в производстве различных пластиковых изделий. В частности, HIPS в определенной пропорции входит в состав ABS-пластика.
Плюсы:
- Легко удаляется.
- Подходит для больших деталей.
- Не оставляет следов после удаления.
Минусы:
- Нужен нагреваемый стол.
- Не очень прочный.
- Требует использования лимонена для растворения.
Для чего использовать?
HIPS часто применяется для изготовления поддержек, поскольку, в отличие от ABS, он хорошо растворяется в D-лимонене. Если вы напечатали поддержку из HIPS, а основную деталь — из ABS, то можете поместить изделие в ванночку с D-лимоненом. Поддерживающая конструкция растворится, что избавит вас от необходимости механически отделять её от детали, а затем дополнительно обрабатывать изделие, чтобы удалить остатки поддержки.
Особенности работы с пластиком HIPS :
Рабочая температура: 230-230 °С (в зависимости от производителя);
Высокая скорость печати - возможна печать на максимальной скорости принтера (зависит от принтера и качества пластика);
Требуется подогреваемый стол, температура нагрева стола 90 °С.
6. Поликарбонат (PC)
Поликарбонат — это очень прочный и термостойкий материал.
Что это такое?
Поликарбонат используют там, где нужна высокая прочность и устойчивость к температурам. Например, в защитных очках или окнах самолётов.
Плюсы:
- Очень прочный.
- Выдерживает высокие температуры.
- Прозрачный.
- Устойчив к механическим повреждениям.
Минусы:
- Требует высоких температур для печати (280–300°C).
- Может коробиться.
- Требует специального оборудования для печати.
Для чего использовать?
Защитные щитки, технические детали, прозрачные изделия. Например, если вам нужно создать защитный экран для шлема, поликарбонат станет лучшим выбором.
7. Nylon (нейлон)
Нейлон — это удивительный материал, отличающийся высокой прочностью и гибкостью, что делает его широко используемым в различных отраслях промышленности. В настоящее время он активно применяется для изготовления разнообразных изделий, требующих повышенной эластичности и надёжности. Одним из ярких примеров этого могут служить гитарные струны.
Что это такое?
Нейлон представляет собой полимерный материал, напоминающий ткань, но в форме пластика. Он широко известен благодаря своей лёгкости и прочности.
Плюсы:
- Очень прочный и устойчивый к износу.
- Гибкий и долговечный.
- Устойчив к химическим веществам.
Минусы:
- Впитывает влагу из воздуха (нужно хранить в сухом месте).
- Трудно печатать (требует высоких температур).
- Может быть дорогим.
Для чего использовать?
Запчасти для машин, шестерёнки и функциональные детали — всё это можно изготовить из нейлона. Например, если вам нужно напечатать шестерню, которая будет работать под нагрузкой, нейлон станет отличным выбором.
Особенности работы с нейлоном:
Рабочая температура: 240-260 °С (в зависимости от производителя);
Скорость печати: не более 20-30 мм/с;
Необходима ручная загрузка пластика в экструдер;
Ретракция должна быть отключена;
Подогреваемый стол не требуется, но рекомендуется;
Требуется очень хорошая адгезия, желательно использовать 3D-лак;
Усадка материала - сильная;
Материал гигроскопичен. Требуется обеспечить отсутствие влаги в пластике. Ее наличие значительно снижает качество печати.
10. Металлизированный филамент
Металлизированный филамент состоит из металлической пудры, например, алюминия, бронзы или меди.
Что это такое?
Он выглядит как металл, но на самом деле это пластик с добавками.
Плюсы:
- Красивый внешний вид.
- Можно обрабатывать (шлифовать, полировать).
Минусы:
- Тяжёлый.
- Трудно печатать.
Для чего использовать?
Из металлизированного филамента можно создавать разнообразные украшения, декоративные элементы и статуэтки. Например, если вы хотите создать украшение, которое будет выглядеть как настоящее серебро, металлизированный филамент станет идеальным выбором.
11. Флуоресцентный и светящийся филамент
Этот филамент излучает свет в темноте или под воздействием ультрафиолета.
Что это такое?
Он содержит особые ингредиенты, которые придают ему способность светиться в темноте.
Плюсы:
- Интересный эффект.
- Много вариантов цветов.
Минусы:
- Не очень прочный.
Для чего использовать?
Игрушки, декор, украшения — этот филамент идеально подходит для воплощения ваших творческих идей. Например, с его помощью вы можете создать ночник или светящуюся игрушку.
Как выбрать филамент?
- Для новичков: начните с PLA — он простой и доступный.
- Для прочных деталей: используйте ABS или PETG.
- Для гибких изделий: выбирайте TPU.
- Для красоты: попробуйте флуоресцентный или металлизированный филамент.
Важно тщательно продумать, что именно вы хотите напечатать, и подобрать подходящий материал.
Заключение
Филамент для 3D-принтеров — это целый мир материалов, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами и находит своё применение. От простого PLA до сложного поликарбоната — выбор зависит от ваших целей, бюджета и уровня подготовки.
Надеюсь, что эта статья помогла вам лучше понять, какой филамент лучше всего подходит для вашего проекта!