Кой е най-здравият материал за 3D принтиране?

Няма да е пресилено, ако кажем, че повечето от нас са се питали “кой материал за 3D принтиране е най-здрав”? Това със сигурност е интригуващ въпрос. Такъв, на който всеки иска да знае отговора. Независимо дали сте любител или експерт, повечето от вашите проекти се нуждаят от материали, които са здрави и издръжливи. С тази статия целим да сравним най-здравите материали за 3D принтиране и да ви дадем отговор.

Но това поражда и въпроса какво означава здравина на материалите за 3D принтиране?

Какво означава “здрав”, когато става въпрос за 3D принтиране?

Здравината на материалите за 3D принтиране може да се определи по няколко начина. Някои от тях включват твърдост, устойчивост на удар, якост на натиск и т.н. Въпреки това два от най-разбираемите видове якост, от които се интересуват повечето хора, са якостта на опън и якостта на огъване. Това означава колко може да бъде разтегнат и огънат даден материал. По-нататък ще изброим мегапаскалите (MPa) на натиск, които всеки материал може да издържи. Колкото по-високи са тези числа, толкова “по-здрав” е материалът, когато е подложен на тези конкретни натоварвания. Числата, които използваме, се основават на техническите бази данни за материалите на Ultimaker. Материалите от други марки могат да се различават.

Най-добрите FFF/FDM материали за принтиране на здрави части

В нашето сравнение на най-силните материали за 3D печат ще разгледаме седем различни материала, а именно: PLA, заздравен PLA, акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), поликарбонат (PC), модифициран с гликол полиетилен терефталат (PET-G ), найлон и полипропилен (PP). Кой от тях е най-подходящ за вас, зависи от вашите нужди, бюджет и редица други фактори. По-нататък в тази статия ще обсъдим конкретни приложения и кой материал може да е най-подходящ за тях.

PLA филамент

PLA е изключително универсален и популярен материал за FDM 3D принтиране. Популярността му се дължи на факта, че е лесен за отпечатване, лесно достъпен на ниски цени и се предлага в различни цветове. Поради тази причина той вероятно е първият материал, с който повечето хора ще принтират.

PLA обикновено не се избира заради якостните му свойства, поради това, че материалът е крехък. Ако принтирате с ограничен бюджет, PLA може да бъде подходящ в някои случаи, но ако вашият детайл трябва да се огъва, преди да се счупи, обикновено е по-добре да използвате друг материал.

Свойства на PLA филамента:

Якост на опън: 53-59 MPa

Якост на огъване: 97-101 MPa

 

Заздравен PLA (Tough PLA)

Tough PLA е по-здравата версия на обикновения PLA или полимлечна киселина. Той съчетава лекотата на печат, която може да се очаква от PLA, и премахва основния недостатък на PLA: неговата крехкост. Поради тази причина той е идеален за функционални прототипи, които се нуждаят от малко гъвкавост.

 

Tough PLA не е толкова крехък, колкото обикновения PLA, проявява по-висока якост на опън от ABS, отпечатва се по-лесно от ABS и е съвместим с водоразтворимия поддържащ материал PVA.

 

Свойства на Tough PLA филамента:

Якост на опън: 45-48 MPa

Якост на огъване: 83-96 MPa

 

ABS филамент

 

ABS, известен също като акрилонитрил-бутадиен-стирол, е популярен термопластичен полимер. Той е известен със своята устойчивост на удар, химикали, вода и топлина. Освен това има изключителни характеристики при високи и ниски температури, което го прави идеален за автомобилни компоненти. ABS има и добри електроизолационни свойства, което го прави добър избор за корпуси и обвивки на електрически части.

 

Освен това ABS е сравнително по-евтин от повечето материали и е сравнително лесен за последваща обработка. В резултат на това той е отличен материал за масово производство и се използва в широк спектър от широко разпространени продукти. Фактът, че ABS е лесен за последваща обработка, означава също, че може да се лепи и боядисва.

 

Свойства на ABS филамента:

Якост на опън: 34-36 MPa

Якост на огъване: 60-61 MPa

 

Поликарбонат (PC) 

 

Поликарбонатната нишка (PC) е твърд термопластичен полимер, който е устойчив на топлина и химикали. Той е високоякостен материал, предназначен за използване в тежки условия и технически приложения. Той има добрo термично разширение поради високата си температура на стъклен преход и обикновено се предлага и във версия с подобрена устойчивост на удар.

 

Поликарбонатните нишки имат многобройни приложения в ежедневието. Поликарбонатът, за разлика от плексигласа, не се чупи. Той се огъва и деформира подобно на твърда гума, докато накрая се счупи. Освен това има отлична оптична чистота.

 

Поликарбонатът може да бъде труден за работа поради високата си температурна устойчивост, което означава, че деформацията може да бъде проблем. Изборът на правилно лепило и избягването на остри ъгли в частите ви може да ви помогне да принтирате успешно с този материал.

 

Свойства на поликарбоната:

Якост на опън: 43-65 MPa

Якост на огъване: 89-114 MPa

 

PETG филамент

 

PETG, или полиетилен терефталат с гликол, е термопластичен полиестер, който е химически модифициран с добавяне на гликол за ограничаване на кристализацията и подобряване на здравината. Включването на гликол подобрява издръжливостта на PET и възможността за формоване при производство. Той има силна устойчивост на удар и износване и може да издържа на по-високи температури в сравнение с PLA.

 

Поради отличните си свойства и сравнително ниската си цена PETG се използва често в 3D принтирането. Той е добър материал от инженерно естество, който може да се използва вместо ABS. Освен това има по-малка склонност към изкривяване, което означава, че е по-лесно да се отпечатват точни части.

 

Свойства на PETG филамента

Якост на опън: 38-44 MPa

Якост на огъване: 75-79 MPa

 

Найлон

Найлонът за 3D принтиране се среща в няколко форми: PA6 и PA6/66, които са по-твърди версии на найлона, и PA 12, който е гъвкав вид найлон. Найлонът има полезни качества, които го правят привлекателен материал за 3D принтиране. Найлонът е едновременно здрав и издръжлив, както и гъвкав. Тази характеристика е от полза при отпечатването на детайли с тънки стени. Освен това найлонът има висока температура на топене с много нисък коефициент на триене, което позволява да се използва при отпечатването на функционални взаимосвързани елементи, като например зъбни колела.

Един от основните недостатъци на найлона като материал за 3D принтиране е, че той е силно хигроскопичен, което означава, че абсорбира влага. Това може да затрудни постигането на очакваните характеристики при печат.

Свойства на найлона:

Якост на опън: 63-65 MPa

Якост на огъване: 63-83 MPa

 

Полипропилен (PP)

 

Полипропиленът (PP) е широко използвана пластмаса, която може да се намери в почти всяко домакинство. Той е предпочитан материал за съхранение и опаковане, както и за много традиционни форми на производство, като например традиционното шприцоване в матрица. Популярността на PP се дължи на неговата висока химическа устойчивост, топлоустойчивост, устойчивост на удар и гъвкавост.

 

Качествата му го правят идеален за приложения за опаковане на храни, излагане на открито, резервоари за съхранение на химикали и дори за медицински приложения като протезиране и др.

 

Свойства на полипропилена:

Якост на опън: 10-12 MPa

Якост на огъване: 13-15 MPa