Матеріал
Загальний тип матеріалу для 3D-друку та його ключові особливості. Детальніше див. відповідні пункти довідки.
—
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene). Один з найпопулярніших сучасних різновидів пластику, причому не тільки в 3D-друку, але й загалом. Головними перевагами ABS є міцність, жорсткість і довговічність — за цими критеріями цей матеріал значно перевершує PLA і більшість фотополімерів. При цьому він недорого обходиться. Поверхня ABS-пластику виходить глянцевою, він зазвичай непрозорий і може мати будь-який колір. З недоліків матеріалу відзначаються досить висока температура плавлення (близько 230 °С), що вимагає сильного нагріву, і неприємний запах, що виникає при роботі. А при нерівномірному нагріванні готовий виріб може покоробитися або тріснути — для роботи з ABS-пластиком часто потрібні нагрівальні платформи або інші спеціальні пристрої.
—
ABS+. Удосконалений різновид ABS-пластику (див. вище), в якому вдалося позбутися деяких недоліків оригінального матеріалу. Конкретні особливості ABS+ залежать від бренду: наприклад, одні склади позиціонуються як більш пружні і менш схильні до деформацій порівняно зі звичайним ABS, інші — більш стійкі до розчинників (проте легко деформуються) і т.п. Ці подробиці в кожному випадку варто уточнювати окремо.
—
ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate). Стійкий до атмосферних впливів замінник ABS-
...пластику (див. вище). Матеріал характеризується своєю довговічністю, стійкістю до погодних умов і ультрафіолетових променів. Разом з тим він має високу ударну в'язкість — пластик ASA може витримувати механічні впливи, не тріскаючись і не ламаючись, що робить його відмінним вибором для зовнішніх робіт. ASA менш схильний до деформацій порівняно з деякими іншими термопластиками, а в процесі роботи з цим пластиком виділяється мінімум неприємних запахів. Вироби з цього матеріалу легко піддаються різним способам постобробки, включаючи шліфування, токарні роботи, фарбування, склеювання і покриття лаком.
— PLA (Polylactic Acid). Ключовою особливістю пластику PLA є «екологічність»: він виробляється з натуральної рослинної сировини, є біорозкладним і вважається більш безпечним для навколишнього середовища, ніж ABS. З інших переваг цього матеріалу відзначаються нижча температура плавлення, відсутність неприємного запаху (при нагріванні виникає слабкий карамельний аромат), а також те, що PLA може бути напівпрозорим і навіть люмінесцентним (див. FPLA). Водночас готові вироби з нього виходять більш крихкими і менш довговічними, ніж з ABS.
— PLA+. Різновид біорозкладного PLA-пластику з набором добавок, які виходять за рамки звичного складу. Добавки надають матеріалу додаткові властивості: гладкий глянцевий блиск, поліпшену міжшарову адгезію, відмінне спікання шарів, високу міцність на розрив і на вигин, зменшену механічну крихкість. Часто пластик PLA+ не має запаху. Конкретна формула добавок може варіюватися залежно від сорту пластику і виробника сировини для 3D-друку. Зазначимо, деякі філаменти PLA+ можуть викликати засмічення сопла, інші ж добавки збільшують потрібну температуру його нагрівання. Як результат, налаштування друку необхідно підбирати дослідним шляхом під конкретний тип пластику PLA+.
— FPLA (Flexible Polylactic Acid). Модифікована версія пластику PLA з додаванням флуорену, завдяки чому вироби з цього матеріалу світяться в темряві. Має всі переваги вищезгаданого PLA (див. відповідний пункт), тобто є біорозкладним, виробляється з натуральної сировини, має відносно низьку температуру плавлення. Пластик FPLA застосовується для виготовлення різноманітних декоративних виробів з люмінесценцією, іграшок і сувенірів, оригінальної біжутерії і т.п.
— TPE (Thermoplastic Elastomer). Термопластичний еластомер, що поєднує властивості пластику і гуми. TPE має високу еластичність і гнучкість, що дозволяє використовувати цей матеріал для створення гнучких і пружних деталей, які можуть деформуватися під тиском і повертатися до початкової форми. Його застосовують для виготовлення ущільнювачів і прокладок, еластичних частин іграшок, взуття, чохлів для мобільних гаджетів, автомобільних деталей (в т.ч. елементів салону і покришок). TPE характеризується антиалергенними властивостями, стійкістю до подряпин, хорошими адгезійними якостями.
— TPU (Thermoplastic Polyurethane). Різновид термопластичного поліуретану, що застосовується в 3D-друку для виготовлення широкого спектра різних виробів. Цей матеріал досить міцний при високій гнучкості і еластичності, а при охолодженні він практично не дає усадки. За тактильними відчуттями вироби з TPU-пластику нагадують поліуретанову підошву на взутті. З інших особливостей матеріалу важливо відзначити хімічну стійкість до бензину, автомастил, спирту та інших розчинників, однак у цього є і зворотний бік медалі — пластик TPU практично не піддається фарбуванню. Також цей матеріал має підвищені гігроскопічні властивості, тому його потрібно берегти від зовнішнього середовища і дотримуватися умов правильного зберігання (бажано тримати пластик у закритому контейнері з сухим силікагелем).
— TPR (Thermoplastic Rubber). Філамент для 3D-друку, що являє собою синтетичний полімер з властивостями пластику і гуми. Матеріал характеризується високою стійкістю до зносу і посиленою механічною міцністю порівняно з традиційними TPU і TPE (див. відповідні пункти). TPR-пластик має температуру екструзії від 230 до 270 °C і підходить для виготовлення широкого спектра виробів — від прототипування і до готових продуктів.
— PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol). Пластик PETG поєднує в собі міцнісні характеристики ABS і універсальність застосування PLA. При гарячому друку такий пластик практично не дає усадки, шари добре злипаються і не деформуються. На його основі можна створювати високоточні вироби практично будь-якого розміру. PETG — поліпшений різновид класичного пластику PET. Поліпшення полягає в додатковому насиченні матеріалу гліколем, в результаті чого пластик стає менш крихким, суттєво підвищується його термостійкість. PETG є нетоксичним матеріалом, його допустимо використовувати при виробництві харчової тари. Температура екструзії знаходиться в межах 200 – 230 °C. Цей різновид пластику стійкий до дії багатьох лугів, кислот і сольових розчинів.
— PCTG (Polycyclohexylenedimethylene Terephthalate Glycol). Пластик з сімейства модифікованих гліколем поліестерів, як і розглянутий вище PETG (див. відповідний пункт). Однак порівняно з ним PCTG може похвалитися підвищеною міцністю, ударною в'язкістю і прозорістю. Матеріал практично не дає усадки при охолодженні і здатний витримувати набагато сильніші удари, ніж вироби з аналогічних пластиків, при цьому зберігаючи таку ж міцність на розрив і термостійкість. PCTG рекомендовано для 3D-друку корпусів вимірювальних приладів, світильників, елементів ручних інструментів і т.п.
— Flex. Різновид термопластику на основі поліуретану. Відмінною особливістю матеріалу є гнучкість і еластичність готових виробів — звідси і назва («flex» перекладається з англійської як «гнучкий»). За своїми властивостями Flex нерідко порівнюють з твердим силіконом: він не боїться ударів, нечутливий до масла, бензину і багатьох інших агресивних рідин, зносостійкий і довговічний (хіба що робоча температура для готових виробів з цього виду пластику нижча, ніж у силікону, і становить в середньому до 100 °С).
— PCL (Polycaprolactone). Біорозкладний пластик PCL (полікапролактон) є підходящим філаментом для 3D-ручок з низькою температурою екструзії. Він досягає пластичного стану при температурах до 60 °С, завдяки чому є найбільш безпечним серед матеріалів для ручок з гарячим принципом роботи. Крім того, допускається багаторазове застосування такого пластику: для повторного використання достатньо розм'якшити готовий виріб у гарячій воді. Вироби з PCL-пластику мають глянцеву поверхню, застиглий матеріал досить еластичний і гнучкий.
— HIPS (High Impact Polystyrene). Пластик HIPS — це суміш полібутадієну і полістиролу. За властивостями він являє собою щось середнє між ABS і PLA. Матеріал поєднує в собі непогану міцність, еластичність і легкість постобробки: HIPS можна шпаклювати і фарбувати, він вільно піддається механічній обробці. До того ж цей різновид пластику є нерозкладним, що робить надруковані на 3D-принтері вироби надійними і довговічними. Матеріал не боїться вологи і може довго перебувати на відкритому повітрі. Температура плавлення знаходиться в межах 230 – 260 °C. Матеріал не проявляє токсичних властивостей, що дозволяє використовувати його при виробництві харчового посуду і упаковки.
— Nylon. У 3D-друку нейлон використовується порівняно недавно, через що зустрічається рідше інших популярних термопластиків. Порівняно з традиційним ABS (див. відповідний пункт) цей матеріал вимагає вищих температур, виділяє більше шкідливих речовин, а в готовому вигляді схильний накопичувати вологу і втрачати міцність, що висуває певні обмеження щодо використання. З іншого боку, нейлонові вироби виходять не такими твердими, що в деяких випадках є перевагою — зокрема, при медичному застосуванні: з такого матеріалу можна друкувати шини і протези з характерною сітчастою структурою, що поєднують у собі легкість і міцність.
— BVOH (Butanediol Vinyl Alcohol Copolymer). Водорозчинний пластик для створення підтримок у процесі 3D-друку. Розчинність матеріалу в теплій воді дозволяє використовувати BVOH у багатокомпонентних друкованих проектах, в т.ч. зі складною геометрією (де необхідні опори для нависаючих деталей або внутрішніх порожнин). Також цей філамент стане в нагоді при друку функціональних прототипів, в яких необхідно швидко і якісно видаляти підтримуючі елементи конструкції без пошкодження основної структури виробу.
— Фотополімерна смола. Рідкі фотополімерні матеріали, що тверднуть під впливом ультрафіолетового випромінювання. Однією з ключових переваг таких матеріалів є те, що вони не вимагають нагріву для використання, а ще готові вироби з фотополімерної смоли не матимуть характерних смужок від екструдера 3D-принтера. З фотополімерів легко виготовляються складні форми (наприклад, для використання в медицині), при роботі з ними не виникає неприємного запаху. З іншого боку, такі філаменти обходяться помітно дорожче традиційних термопластиків на кшталт ABS, PLA та інших.Температура екструдера
Рекомендована температура екструдера (сопла) 3D-принтера для роботи з тим чи іншим різновидом термопластика. Наприклад, для матеріалу PLA потрібні температури близько 180 - 230 ° С, для ABS потрібно вже 220 - 250 ° С, а для полікарбонату - не менше 270 ° C.
Температура стола / платформи
Рекомендована температура підігріву 3D-принтера для використання певного типу термопластика. Так, для друку PLA-пластиком вона повинна перебувати в межах до 100 ° С, для роботи з ABS-пластиком і нейлоном - в діапазоні від 100 ° C до 120 ° C, а полікарбонат та тугоплавкі різновиди пластику допускається застосовувати на високотемпературних платформах.
