Материалы для 3D – печати

1.

Материалы для 3D – печати

2.

ABS – Филамент (пластик)
ABS занимает вторую строчку по популярности,
после PLA. По своим свойствам ABS является
своеобразным улучшением PLA, хотя печатать им
гораздо сложнее. При этом, благодаря своим
физическим свойствам, ABS пластики активно
используются в производстве. Из этого материала
изготавливают, например, кирпичики LEGO и
шлемы для мотоциклов!
Изделия из ABS пластика обладают высоким
сроком службы, выдерживают высокие
температуры, но при этом для 3D печати надо
поддерживать высокую температуру, пластик
имеет свойство ужиматься при охлаждении,
испарения при печати ABS пластиком вредны для
организма. Печатать ABS пластиком надо с
использованием подогретого стола, в хорошо
проветриваемом помещении.

3.

Основные характеристики ABS пластика для 3D печати
• Прочность: высокая | гибкость: средняя | долговечность: высокая;
• Сложность использования: средняя;
• Температура печати: 210°C – 250°C;
• Температура стола для печати: 80°C – 110°C;
• Усадка/деформации при охлаждении: терпимая;
• Растворитель: Ацетон и его аналоги;
• Экологически безопасный: нет.
Когда стоит использовать ABS пластик для 3D печати?
Как уже упоминалось выше, ABS устойчив к ударам и высоким температурам.
Он достаточно гибкий. Вместе эти характеристики делают ABS универсальным
материалом, но основные его достоинства проявляются в изделиях, которые
часто монтируются/демонтируются, могут роняться или разогреваются.
Например, ABS пластики отлично подойдут для печати чехлов для телефонов,
корпусов для электроприборов, можно печатать подшипники скольжения.

4.

PLA - Филамент (пластик)
PLA пластик - безусловный король в условиях
домашней печати. Его чато сравнивают с ABS второй по популярности - но все равно PLA
значительно обгоняет ABS. И на, то есть причины.
Первая и самая важная PLA пластиком легко
печатать. Температура для печати PLA пластиком
ниже чем ABS, и он не так легко отрывается от
основания, то есть использовать стол с
подогревом не обязательно (хотя это однозначно
поможет). Второе преимущество PLA он не
воняет во время печати. В принципе, считается,
что он без запаха, но на самом деле испарения
присутствуют. Ну и последнее - это дружелюбный
к окружающей среде материал,
изготавливаемый из возобновляемых ресурсов,
например, кукурузы.
Как и ABS, PLA является основой для многих
экзотических материалов, например,
проводящих электричество, светящихся в
темноте или с содержанием дерева и металла.
Если вам интересно детальное сравнение PLA и
ABS пластиком, можете посмотреть статью, где
сравниваются PLA и ABS пластики для 3D печати.

5.

Основные характеристики PLA пластика для 3D печати
• Прочность: высокая | гибкость: низкая | долговечность: средняя;
• Сложность использования: Низкая;
• Температура печати: 180°C – 230°C;
• Температура стола для печати: 20°C – 60°C (не обязательно);
• Усадка/деформации при охлаждении: минимальная;
• Растворим: Нет;
• Экологически безопасный: Зависит от производителя.
Когда стоит использовать PLA для 3D печати?
В этом случае лучше поставить вопрос: Когда не стоит использовать PLA? В
отличие от других материалов, PLA хрупкий, так что не стоит его
использовать, если изделие будет изгибаться, сжиматься, часто падать.
Например, не стоит делать чехлы для телефона или холдеры для
инструментов. Также не стоит использовать для моделей, которые будут
подвергаться воздействию высоких температур, так как модели из PLA
начинает терять форму при 60°C и больше. Для всех остальных случаев PLA отличный выбор. Например, модели, прототипы деталей и механизмов,
контейнеры и т.п.

6.

PETG, PET, PETT –
Филамент (пластик)
Polyethylene terephthalate (PET) - самый распространенный вид
пластика в мире. Вам он может быть знаком как полимер,
используемый для бутылок из-под воды, контейнеров для еды.
"Чистый" PET редко используется для 3D печати, но его
разновидность - PETG - достаточно распространенный материал. "G"
означает “glycol-modified”, что делает материал чище, менее
хрупким и, что самое важное, его проще использовать для 3D печати
чем стандартный PET. PETG часто позиционируют как нечто среднее
между ABS и PLA, два самых распространенных материала для 3D
печати. PETG более пластичный и чем PLA и им легче печатать чем
ABS пластиком.
Три пункта, которые следует помнить при использовании PETG:
PETG абсорбирует влагу из воздуха. Так как это негативно
сказывается на последующем процессе 3D печати, убедитесь, что вы
храните пластик в прохладном, сухом месте.
PETG усаживается во время печати, так что будьте особенно
внимательны при печати первых слоев.
Хоть PETG и не хрупкий, он царапается сильнее ABS.
Polyethylene coTrimethylene Terephthalate (PETT) - вторая
разновидность PET. Этот материал более жесткий чем PETG, обрел
популярность из-за того, что прозрачный.

7.

Основные характеристики PETG (PET, PETT):
• Прочность: высокая | гибкость: средняя | долговечность: высокая;
• Сложность использования: низкая;
• Температура печати: 220°C – 250°C;
• Температура стола для печати: 50°C – 75°C;
• Усадка/деформация: минимальная;
• Растворимый: нет;
• Экологически безопасный: Зависит от производителя.
Когда стоит использовать PETG пластик для 3D печати?
PETG достаточно универсальный материал с хорошей жесткостью и
сопротивлением высоким температурам. Благодаря этому PETG отлично
проявит себя для изготовления отдельных деталей для механизмов, машин,
того же 3D принтера. Отлично подойдет для защитных изделий и корпусов.

8.

Nylon - Филамент (пластик)
Нейлон - популярное семейство синтетических
полимеров, которое используется в производстве.
Это своеобразный тяжеловес в мире 3D печати. По
сравнению с большинством других материалов,
нейлон обладает самыми сбалансированными
характеристиками жесткости, гибкости и сроком
службы.
Еще одна уникальная характеристика этого
материала - вы можете покрасить до или после
печати. Один из основных недостатков - так же, как
и PETG, нейлон впитывает влагу, так что надо
хранить его в прохладном, сухом месте.
Существует большое количество разновидностей
нейлона, но чаще всего вовремя 3D печати
используются марки 618 и 645.

9.

Основные характеристики: нейлон
• Прочность: высокая | гибкость: высокая | долговечность: высокая;
• Сложность использования: средняя;
• Температура печати: 240°C – 260°C;
• Температура стола для печати: 70°C – 100°C;
• Усадка/деформация: терпимая;
• Растворимый: Нет;
• Экологически безопасный: Зависит от производителя.
Когда стоит использовать нейлон для 3D печати?
Приняв во внимание жесткость, гибкость и срок службы, нейлон стоит
использовать для 3D печати инструментов, функционирующих прототипов,
механических узлов (например, зубчатые колеса).

10.

TPE, TPU, TPC - Филамент
(пластик).
Kак следует из названия, thermoplastic elastomers (TPE) - это
гибкий, износостойкий материал. В связи с этим, TPE часто
используют для изготовления медицинских приспособлений,
частей автомобиля, бытовых принадлежностей.
На самом деле, TPE - это подкласс сополимеров, но его часто
используют для коммерческого названия материалов для 3D
печати. Мягкие, с хорошей растяжистью, эти материалы могут
выдерживать нагрузки больше чем ABS и PLA. С другой
стороны, 3D печать может вызвать трудности, так как TPE
тяжело подавать через экструдер.
Thermoplastic polyurethane (TPU) - разновидность TPE.
Материал, заслуживший отдельную популярность в 3D печати.
По сравнению с TPE, TPU более жесткий. Следовательно, им
легче печатать. Кроме того, он более износостойкий и более
эластичный при низких температурах.
Thermoplastic copolyester (TPC) - еще одна разновидность TPE.
Используется не так широко, как TPU. Большинство
характеристик схожи с TPE. Основные преимущества - лучшее
сопротивление химическим и световым излучениям, большая
термостойкость (до 150°C).

11.

Основные характеристики: TPE, TPU, TPC (гибкий)
• Прочность: средняя | гибкость: очень высокая | долговечность: очень высокая;
• Сложность использования: средняя (TPE, TPC); низкая (TPU);
• Температура печати: 210°C – 230°C;
• Температура стола для печати: 30°C – 60°C (не обязательно использовать стол с
подогревом);
• Усадка/деформация: минимальная;
• Растворимый: Нет;
• Экологически безопасный: Нет;
Когда стоит использовать TPE, TPU или TPC для 3D печати?
Используйте TPE или TPU для изделий, которые будут часто одеваться/сниматься.
Если будущая модель должна растягиваться, сгибаться, - это идеальный вариант для
TPE или TPU. Например, стоит печатать игрушки, чехлы для телефонов, части
одежды или даже обувь как это показано на рисунке. TPC отлично подойдет для
этих же целей, но особенно хорошо себя проявит в агрессивной среде, на улице.

12.

PC - Филамент (пластик)
Поликарбонат (PC), помимо того, что является самым
прочным из всех рассмотренных в статье материалов
для 3D печати, обладает высокой износостойкостью,
высоким сопротивлением физическим воздействиям и
термостойкостью. Выдерживает температуры до 110°C.
Он прозрачный и благодаря этому свойству, его часто
используют в пуленепробиваемых стеклах, защитных
очках, электронных дисплеях.
Несмотря на схожие сферы применения, PC не стоит
путать с акрилом или plexi-glass, которые трескаются и
лопаются под нагрузкой. В отличие от этих двух
материалов, PC относительно гибкий (хоть и не
настолько гибкий как нейлон). Соответственно, он
лучше реагирует на изгиб и не деформируется.
PC впитывает влагу из воздуха, так что хранить его надо
в прохладном сухом месте.

13.

Основные характеристики: PC (поликарбонат)
• Прочность: очень высокая | гибкость: средняя | долговечность: очень
высокая;
• Сложность использования: средняя;
• Температура печати: 270°C – 310°C;
• Температура стола для печати: 90°C – 110°C;
• Усадка/деформация: терпимая;
• Растворимый: Нет;
• Экологически безопасный: Нет;
• Когда стоит использовать PC для 3D печати?
Благодаря своим характеристикам PC - идеальный материал для деталей,
которые должны сохранять форму и жесткость в средах с повышенной
температурой, например, компоненты для электроприборов, механические
узлы. Учитывая их прозрачность, их можно использовать для экранов, в
проектах, связанных с освещением.

14.

Wood - Филамент (пластик)
Вам интересно печатать модели, которые выглядят и на ощупь как дерево?
Что ж, вы можете! Конечно, это не натуральное дерево, а PLA пластик с
примесями деревянной стружки. Тем не менее, выглядит очень похоже.
Сегодня на рынке существует широкий ассортимент материалов wood-PLA
для 3D печати. Среди них есть со "стандартными" примесями вроде сосны,
березы, кедра, черного древа и ивы, а есть и не обычные с примесями
бамбука, черешни, кокосового, пробкового и оливкового деревьев.
Как и с другими материалами для 3D печати, есть причины, по которым
печать деревом активно вышла ранок. Основные причины - эстетические и
тактильные. Но это выливается в плохие показатели жесткости и гибкости.
Будьте аккуратны с температурой печати, так как перегрев может привести к
выгоранию добавок дерева. Качественная пост обработка тоже важна, так
как в подобных моделях мы ориентируемся именно на эстетический
внешний вид.
Когда стоит использовать дерево для 3D печати?
Дерево стоит использовать, когда вам не важны функциональные свойства,
а нужен внешний вид. Если в дальнейшем напечатанное изделие просто
будет стоять на столе или полке и радовать глаз - дерево подойдет.
Например, статуэтки, награды и т.п. Одно из действительно интересных
применений - создание масштабируемых моделей реальных архитектурных
объектов.

15.

Metal - Филамент (пластик)
Как и дерево, металл не является стопроцентным металлом.
Это смесь металлического порошка и PLA или ABS. Но при этом
напечатанные изделия на ощупь и на вид совсем как
металлические! Даже по весу детали напоминают металлические
изделия.
Бронза, латунь, медь, алюминий и нержавеющая сталь - это лишь
одни из немногих разновидностей доступных на рынке
материалов. Если вы хотите добиться максимального
правдоподобия, стоит потратить время на пост обработку и
отполировать напечатанные изделия.
Есть и большой недостаток. Гранулы металла являются
своеобразным абразивом и в результате сопло экструдера
изнашивается гораздо быстрее.
Большинство материалов для 3D печати на основании металла
содержат около 50% металлического порошка и 50% PLA или ABS.
Но есть и материалы, содержащие до 85% металла.
Когда стоит использовать металл для 3D печати?
Металл можно использовать и для практических и для
эстетических целей. Статуэтки, модели и игрушки будут
смотреться отлично. Можно изготавливать и инструменты, но не
стоит их использовать с высокими нагрузками.

16.

Biodegradable, bioFila Филамент (пластик)
Биоразлагаемый вынесен в категорию экзотических так
как его особенность не в стандартных характеристиках
типа жесткости и т.п. Наверняка вы подтвердите, что
после печати вы выкидываете кучу пластика по тем или
иным причинам. Если вы используете, например, ABS,
вы должны понимать, что этот материал не разлагается
и загрязняет окружающую среду. Что ж, если вас это
тревожит, то biodegradable материал - это то, что вам
нужно.
Выше мы упоминали, что PLA тоже экологически чистый,
но есть и другие материалы вроде twoBEars линейки
bioFila и Biome3D от Biome Bioplastics.
Когда стоит использовать biodegradable материал для
3D печати?
Несмотря на основную цель своего существования, вы
можете печатать детали отличного качества с
использованием biodegradable материалов. Отличный
вариант их применения - изделия, в которых нет особых
требования по жесткости, гибкости, ударным нагрузкам.
То есть, это отличный вариант для прототипов.

17.

Conductive - Филамент
(пластик)
С учетом того, как много жестких, гибких, термостойких
материалов для 3D печати, неудивительно, что
механические проекты повсюду. Но настало время и для
электриков/компьютерщиков найти что-то для себя.
Именно для этой категории людей производят
токопроводящие материалы для 3D печати.
Добавление токопроводящего карбона в PLA и ABS дает
возможность печатать низковольтные электрические цепи.
Для этого достаточно совместить обычный PLA или ABS с
токопроводящим материалом в 3D принтерах с двумя
экструдерами.
Когда стоит использовать токопроводящий материал для
3D печати?
Хотя используется этот материал только для цепей с
низким напряжением, горизонты его применения очень
широки. Если вы хотите поэкспериментировать,
попробуйте напечатать плату со светодиодами, сенсорами
или даже Raspberry Pi! Если вы ищете что-то более
специфическое, то можете изготовить джойстик,
цифровую клавиатуру или трекпад.

18.

Glow-in-the-Dark - Филамент
(пластик)
Название говорит само за себя. Оставьте напечатанное изделие
на свету и в темноте вы узрите зеленое свечение!
Естественно, оно не обязательно будет зеленым. Может быть
голубым, красным, розовым, желтым или оранжевым. Но
зеленый крутой...
Итак, как это работает? Все благодаря фосфоресцирующим
материалам, смешанным с PLA или ABS. Благодаря этому
материал может абсорбировать или излучать фотоны, которыя
являются своеобразными маленькими световыми частичками.
Именно поэтому ваши изделия будут светиться после только
после облучения светом - они должны запастись энергией
перед тем как ее излучать.
Для лучших результатов печатайте с тонкими стенками и
небольшим наполнением.
Когда стоит использовать светящийся в темноте материал для
3D печати?
Светящиеся в темноте модели отличной подойдут в качестве
элементов декора. Можно использовать для печати
украшений, игрушек, статуэток.

19.

Magnetic - Филамент
(пластик)
Если вам недостаточно металла и токпроводящих материалов,
можете поискать материалы со свойствами магнита. Эти
материалы тоже изготавливаются на базе PLA или ABS
пластиков, в которые добавляется обработанный
металлический порошок. В результате он притягивается к
магнитам.
Стоит обратить внимание, что, несмотря на название,
фактически этот материал является ферромагнетиком. То есть,
на него влияет магнитное поле, но собственного он не имеет.
Другими словами, напечатанные модели будут притягиваться к
магнитам, но сами они магнитами не будут.
Когда стоит использовать магнитные материалы для 3D
печати?
Используйте магнитные материалы, когда вы хотите
взаимодействовать с магнитами. Самый очевидный и простой
пример - орнаменты для холодильника, но можно включить
фантазию и использовать их для игрушек или инструментов.

20.

Color-Changing - Филамент
(пластик)
Помните футболки из 80-х, которые меняли цвет в зависимости
от температуры тела? Или кольца, которые реагируют на
настроение? В материал для 3D печати, который меняет цвет,
заложена та же идея - смена цвета в зависимости от
температуры.
Эти материалы меняют цвета между двумя. Например, от
фиолетового к розовому, от синего к зеленому, от желтого к
зеленому.
Как и другие экзотические материалы, материал со сменой
цветов создается на базе PLA или ABS пластиков.
Когда стоит использовать материалы со сменой цвета для 3D
печати?
Особых тактильных, физических или функциональных
характеристик у этих материалов нет. Можно использовать в
проектах, где подойдет PLA или ABS, но нужны дополнительные
визуальные эффекты. Неплохими кандидатами для 3D печати
могут стать чехля для телефонов, игрушки, контейнеры.

21.

PC ABS - Филамент
(пластик)
Рolycarbonate ABS alloy (PC-ABS) - это термопластик,
сочетающий в себе жесткость и термостойкость
поликарбоната и гибкость ABS. Эти материалы часто
используются в автомобильной промышленности,
электронике, телекоммуникациях. Это один из самых
широко используемых термопластиков в мире.
Вовремя 3D печати модель будет обладать теми же
преимуществами. Один большой недостаток
поликарбонатов - сложность печати. Во-первых, PC-ABS
является гигроскопичным, рекомендуется его выпекать
перед началом печати. Во-вторых, для печати требуются
высоки температуры (минимум - 260°C). В третьих,
материалы на базе поликарбонатов имеют свойство
деформироваться при охлаждении, так что температура
стола тоже должна быть высокой (минимум 100°C).

22.

PVA - Филамент
(пластик)
Рolyvinyl alcohol (PVA) растворяется в воде. Именно
это свойство и ценится при его коммерческом
использовании.
Это же свойства используется во время 3D печати.
PVA - отличный материал для суппорт структур
если у вас принтер с двумя экструдерами.
Основное преимущество PVA относительно HIPS возможность печатать в паре не только с ABS.
Обычно его используют с PLA или нейлоном.
Основной недостаток - сложность печати. Кроме
того, его надо аккуратно хранить, так как даже
атмосферная влага может повредить материал еще
до начала печати.

23.

HIPS - Филамент
(пластик)
В коммерческом мире high impact polystyrene (HIPS) – это copolymer,
который совмещает твердость полиэстра и эластичность rubber
материала. Этот материал часто используется для упаковок и
контейнеров. Например, для изготовления CD боксов.
В мире 3D печати HIPS выполняет другую роль. Вовремя 3D печати
материал не может ложится в воздухе. Порой необходимы суппорт
структуры и именно тут HIPS проявит себя как нельзя лучше. Если у вас
два экструдера на принтере, вы можете использовать HIPS в паре с
ABS. Просто заполняйте отверстия HIPS, а после завершения печати
удалите его с помощью лимонной кислоты или бесцветным жидким
углеводородом.
Старайтесь не использовать HIPS с другими материалами для 3D
печати, кроме ABS, так как они могут быть повреждены лимонной
кислотой. HIPS и ABS хорошо подходят так как у них похожая твердость,
жесткость и примерно одинаковые требуемые температуры печати.
На самом деле, несмотря на частое применение в качестве суппорта,
HITS - удобный материал для 3D печати сам по себе. От тверже ABS и
PLA, усаживается меньше чем ABS. Он легко поддается обработке,
хорошо клеится, отлично впитывает краску.

24.

FPE - Филамент (пластик)
Flexible polyester (FPE) - это общее название
материала для 3D печати, который совмещает
в себе жесткие и мягкие. Эти материалы
сравнимы с PLA, но более мягкие и гибкие.
Две важные особенности FPE - хорошая
адгезия слоев и относительно высокое
сопротивление нагреву и химическим
воздействиям. На рынке огромное
количество FPE материалов разных сортов.
Для того, чтобы как то их дифференцировать,
можно ориентироваться на Shore value
(например, 85A или 60D), в котором большее
значение означает меньшую гибкость

25.

Cleaning - Филамент
(пластик)
В отличие от других материалов, cleaning
используется не для печати объектов, а для
очистки экструдеров. Его задача - удалить
любой материал, оставшийся на экструдере
после предыдущих 3D печатей. Очистка сопла хорошая практика в целом. Но это особенно
актуально, когда вы используете материалы с,
разними температурами печати или цветами.
В общем процедура заключается в ручной
подаче и возврате cleaning материала в
разогретое сопло, чтобы выдавить остатки
предыдущего материала. Для более детальной
инструкции по применению ознакомьтесь с
инструкцией от производителя.

26.

Несколько пунктов стоит выделить:
• "Температура печати" зависит от материала, который вы использовали
до этого и от материала, который будете использовать в дальнейшем
(cleaning материал стабилен в диапазоне от 150 and 280°C).
• Как правило, достаточно использовать до 10 см cleaning материала за
раз.
• Существуют и другие методы очистки, включая популярную “cold pull”
технологию, которая похожа на приведенную выше, но не требует
специальный материал для очистки.

27.

PP - Филамент
(пластик)
Polypropylene (PP) гибкий, легкий, устойчив к
химическим воздействиям и экологически
безопасный, что объясняет его широкое
использование в различных сферах - промышленные
пластики, пищевые контейнеры, текстиль и даже
банкноты.
К сожалению, как материал для 3D печати, PP не очень
распространен, потому что им сложно печатать. У него
сильная усадка и плохие показатели адгезии слоев.
Если бы не это, PP наверняка составил бы серьезную
конкуренцию PLA пластику.
Кстати, так как многие бытовые предметы
изготовлены именно из PP, их можно переработать и
превратить в новый материал для 3D печати. Но это
скорее лирическое отступление, так как в домашних
условиях сделать это непросто.