Materiály pre 3D tlač.

Materiály pre 3D Tlač. Stručný prehľad.

Určite ste si všimli, že je na trhu veľké množstvo druhov filamentov. Ale ako si vybrať ten správny? Možno práve to sa dozviete v nasledujúcom článku.

Ak si neviete poradiť so správnym výberom materiálu pre výrobu Vášho modelu alebo ak len chcete vedieť, aký je základný rozdiel v jednotlivých tlačových materiáloch, tento článok je práve pre Vás. V nasledujúcej časti nájdete základné druhy filamentov, s ktorými pracujeme. Ak sa aj po prečítaní jednotlivých popisov neviete rozhodnúť alebo potrebujete poradiť, neváhajte nás kontaktovať.

Čo sa dočítate v tomto článku:

• S akými materiálmi alebo aj filamentmi pracujeme.
• Aké sú základné vlastnosti jednotlivých materiálov pre 3D tlač.
• Na aké účely je možné použiť tieto materiály.
• Náročnosť FDM 3D tlače v závislosti od materiálu.
• Ovplyvňuje výmer filamentu cenu výtlačku?

S akými materiálmi pracujeme.

Keďže sa venujeme prevažne FDM 3D tlači, v našom portfóliu je veľké spektrum materiálov. Všetky materiály, s ktorými pracujeme, sú vyrábané a dodávané ako filamenty, čiže tlačové struny. Filament je spotrebný materiál pre 3D tlač. Väčšina filamentov sú termoplasty, teda plasty, ktoré sa pri zohriatí dajú formovať ale nestrácajú svoje vlastnosti. Ba v niektorých prípadoch sa pri samotnej tlači podporujú ich mechanické vlastnosti. Práve zohrievanie termoplastu a jeho postupné nanášanie je základným princípom FDM 3D tlače.

Aktuálne je na trhu dostupné veľké množstvo druhov filamentov ako aj farebných kombinácií. Medzi najzakladanejšie materiály radíme: PLA, ABS, ASA, PETG, PET, HIPS, PC, PVB, Flex, PP, TPE, Nylon, Kompozity, Voskové, Podporné. Všetky spomenuté materiály využívame v praxi a máme s nimi bohaté skúsenosti.

Základné vlastnosti materiálov pre 3D tlač.

Ako sme už spomínali, v oblasti 3D tlače sa aktuálne využíva široké spektrum materiálov s rozdielnymi vlastnosťami. Niektoré z nich majú široké využitie, iné sú určené striktne na výhradné účely. Zoznam materiálov každý deň rastie a preto nie je jednoduché sa vyznať vo všetkých druhoch. V nasledujúcich riadkoch Vám v krátkosti popíšeme najčastejšie používané materiály. V popise môžete nájsť aj na aké základné účely ich odporúčame.

ABS – Akrylonitrilbutadiénstyrén je veľmi pevný a všestranný materiál s výbornou tepelnou odolnosťou. V priemysle sa plast ABS už dlhodobo používa na výrobu automobilových dielov alebo napríklad na kryty rôznych zariadení. Je odolný voči vlhkosti, ale aj kyselinám či olejom. Požíva sa hlavne na výrobu mechanických dielov s požiadavkou na vysokú mechanickú pevnosť. Hlavnou nevýhodou ABS plastu je vysoký stupeň zmrštenia počas chladnutia, preto sa neodporúča pre tlač veľkých modelov.

ASA – Akrylonitril-styrén-akrylát je charakteristický vysokou mechanickou pevnosťou a odolnosťou. Medzi jeho základne výhody patrí odolnosť voči UV žiareniu, preto sa najčastejšie používa pre modely určené do exteriéru. Vo všeobecnosti je veľmi podobný materiálu ABS. Podobne ako ABS je rozpustný v acetóne, vďaka čomu sa ľahko spája a vyhladzuje.

PLA – Polylaktid je najčastejšie používaným materiálom pre 3D tlač. Je biologicky odbúrateľný, ľahko sa z neho tlačí a je veľmi tvrdý. Je vyrábaný z kukurice alebo cukrovej repy a trstiny. Vďaka nízkej teplotnej rozťažnosti je to perfektná voľba pre tlač veľkých objektov ale aj pre tlač malých a detailných objektov. Je však nevhodný pre tlač objektov pre vonkajšiu aplikáciu. Jediný materiál, ktorý je overený pre tlač 50 mikrometrových vrstiev.

PET/PETG sa vyznačuje vysokou mechanickou pevnosťou, preto ho odporúčame pre tlač väčších a zložitých mechanických častí. PETG je húževnatý, tak akurát pružný a vďaka tomu sa pri namáhaní často iba dočasne ohne čo zabráni prasknutiu.

FLEX je flexibilný filament. Ponúka úplne nové možnosti v oblasti 3D tlače. Na rozdiel od štandardných materiálov určených pre 3D tlač, disponuje vysokou ohybnosťou, výborným prepojením jednotlivých vrstiev ale aj elasticitou. Vytlačené modely sú preto nielen pružné ale aj veľmi odolné, v mnohých prípadoch je skoro nemožné ich roztrhnúť alebo poškriabať. V súčasnosti sú na trhu dostupné viaceré variácie tvrdosti FLEX materiálov, väčšinou označované číslami a písmenami od 60A (najohybnejší) až po 90A, ktorý je najtvrdší. Samozrejme mnohí výrobcovia majú ešte vlastné označenia, no vo všeobecnosti platí čím nižšie číslo, tým ohybnejší/mäkší materiál. 

Nylon je v oblasti 3D tlače používaný len vo výnimočných prípadoch a to hlavne na tlač mechanických dielov, na ktoré sú kladené tie najnáročnejšie požiadavky na mechanické vlastnosti a chemickú stálosť. Nylon je vhodný aj na prototypovanie a testovanie modelov pre projektantov a mechanických súčiastok. Nevýhodou je zložitá 3D tlač a vysoké požiadavky na skladovanie filamentov.

Kompozitné materiály (corkfill, copperfill, bronzefill, karbon a podobne) sú založené na hlavnej plastovej zložke a sekundárnom materiály vo forme jemného prachu. Tieto materiály sú počas tlače veľmi abrazívne, preto vyžadujú pri dlhodobej tlači špeciálne trysky. Tento faktor veľmi ovplyvňuje cenu tlače, ktorá v prípade napríklad karbónových materiálov narastá z dôvodu nutnosti použitia špeciálnych častí 3D tlačiarne. Hlavnou výhodou týchto filamentov je výzor, ktorý pripomína priamo výzor kovu, carbonu, alebo dreva. V mnohých prípadoch nielen pripomína daný materiál ale máj aj jeho vlastnosti.

Ovplyvňuje výmer filamentu cenu výtlačku?

Odpovieme nie celkom jednoznačne. Áno aj nie. Cena je vyrátaná z viacerých faktorov. Samozrejme druh a farba materiálu výslednú cenu môže taktiež ovplyvniť. Ak sa rozhodnete použiť základné materiály ako je PETG, ASA, ABS či PLA, vo výslednej cene rozdiel neuvidíte. Cenu nahor ovplyvňujú hlavne materiály ako je Flex, PC alebo Nylon. Tieto materiály sú dostupné na trhu za dva krát vyššiu cenu, čo má samozrejme vplyv na na cenu výtlačku. Zvýšenie ceny sa však dá eliminovať alebo ba úplne potlačiť napríklad vhodným návrhom modelu, čím zabezpečíte menšiu spotrebu pri tlači. Znížiť cenu je možné aj objednaním väčšieho počtu kusov, kde štandardne v závislosti od počtu vieme cenu znížiť až na polovicu.

Stále neviete, čo je vhodné pre Váš projekt?

Na trhu je dostupné široké spektrum materiálov, farieb, rozmerov a výrobcov filamentov. Štandardný zákazník sa len ťažko môže vyznať v širokom spektre. Preto, ak ešte nemáte predstavu o tom aký materiál chcete použiť alebo aký by bol pre Váš projekt najvhodnejší, obráťte sa na nás. Náš tím Vám určite dokáže poradiť.