Пластик и филамент для 3D-принтеров

Как выбрать и купить пластик для 3D-принтера

В FDM-печати пластиковый филамент используется в качестве материала для моделирования 3D-конструкций. По сути, филаменты для 3D-печати – это пластиковые нити в рулонах и на катушках. 3D-принтер плавит эти нити с помощью химических и физических процессов. Так это работает, потому что волокна термопластичны. Это означает, что они меняют свое состояние под воздействием тепла с твердой консистенции на вязкую жидкость. Затем жидкая пластиковая нить может быть нанесена слой за слоем с помощью нагретой печатающей головки и использована для построения физического объекта. В результате филамент намного больше похож на бетон с точки зрения обработки, чем на чернила.

Термопластичный материал выдавливается из сопла под действием давления и высокой температуры. Этот процесс называется экструзией. 

Уже сегодня существует множество различных видов филамента. Все известные производители предлагают широчайшее разнообразие вариантов. Нити различаются не только цветом и прочностью, но и тип пластика может быть выбран в соответствии с индивидуальными требованиями. Диапазон возможных нитей очень широк и поэтому часто сбивает с толку. Вот краткий обзор наиболее важных параметров:

Диаметр

Все популярные 3D-принтеры могут использовать филаменты диаметром 1,75 мм или 2,85 мм. Так что в принципе нет неправильного размера, нить просто должна поместиться в принтер. Филамент диаметром 1,75 мм более гибкий и меньше нагружает экструдер принтера. Но печать диаметром 2,85 мм более точна и обеспечивает больший захват.

Цвет

Вопрос о том, может ли принтер создавать цветные модели или нет, зависит от используемой технологии. FDM-принтер одновременно может печатать одной нитью, то есть одним цветом. Существуют различные апгрейды и экструдеры с двойным соплом, где пластик перемешивается или экструдер поочередно печатает двумя заправленными нитями, но это скорее экспериментальная технология, далекая от практического использования. Двойной же экструдер охотно печатает вторым материалом поддержки опорных конструкций, так после печати с материалом поддержки, при постобработке модель легче очищать от опорных конструкций.

Филамент

• Пластик из PLA
  PLA или полимер молочной кислоты представляет собой термопластичный полиэфир. Он довольно прочен, однако размягчается при сравнительно низких температурах (приблизительно 60 °C), что ограничивает возможности его применения. Так как отсутствует необходимость в подогреве платформы печати, то этот материал является оптимальным выбором для большинства 3D-принтеров. В промышленности PLA используется для производства ряда изделий, начиная от пакетиков для чая и заканчивая контейнерами для хранения пищи. PLA Min-Max (°C): Экструдер 190-240; Стол 0-70.
• Пластик из ABS
  является термопластом нефтяного происхождения. Он аморфен, так что у него нет истинной температуры плавления, вместо этого при повышении температуры материал становится всё более и более мягким. Он устойчив по отношению ко многим кислотам и алкоголю, но растворим в ацетоне. Он лёгок и плавится при более высоких температурах, а также он прочнее, чем на PLA. На нём труднее печатать, чем на PLA, и часто он не имеет такой же качественной поверхности как PLA. В промышленности он используется для производства шлемов, спортивные каноэ и конструкторов Lego. Печатать можно только в проветриваемых помещениях, и кроме этого необходимо ответственно подходить к утилизации. ABS Min-Max (°C): Экструдер 200-275; Стол 100-130. 
• Пластик PETG
  Полиэтилентерефталат, также известен как "полиэстер", является очень распространенным полимером. Имеет высокую степень прозрачности. Широко используется в производстве начиная от текстильных изделий и бутылок и заканчивая термостойкими космическими одеялами и парусами. ПЭТ обычно поставляется в чистом виде, однако некоторые бренды предлагают цветные глянцевые варианты. У него высокая механическая прочность, он более химически- термостоек. 
  PET-G Min-Max (°C): Экструдер 210-235; Стол 45-60
• Пластик  SBS Watson
  Прочность, пластичность и термостойкость делают из него материал, которому часто отдается предпочтение в инженерных и механических приложениях. Модуль упругости гораздо меньше, чем у ABS. То есть, напечатанные детали получаются более гибкими. Удлинение при разрыве >250%. Нить, в отличие от ABS, не ломается, не говоря о PLA, который наиболее хрупкий из рассматриваемых материалов. SBS имеет гибкую структуру. Он не обломится и не оборвется при печати. Даже если пруток в ваш экструдер подается под углом в 90 градусов! Материал прозрачен (93% светопропускания). Окрашивание материала дает очень красивый эффект. SBS Min-Max (°C): Экструдер 200-220; Стол 0-70. 
• Пластик PVA
  Водорастворимая нить. Он в основном используется для печати вспомогательных элементов поддержки. Для 3D-принтеров с двойным экструдером эта нить предлагает возможность печати сложных моделей с движущимися структурами без необходимости вручную удалять опорный материал впоследствии. PVA или поливиниловый спирт, представляет собой водорастворимый синтетический полимер. В промышленности он используется для различных химических целей, производства рыболовных приманок и текстильных изделий. Материал нетоксичен и поддаётся биологическому разложению. Так как он растворим в воде, то он идеально подходит для печати вспомогательных структур в объектах со сложной геометрией, которые затем можно легко удалить в ванне с тёплой водой. Комбинируется с PLA, так как их температурные режимы и условия печати схожи. PVA Min-Max (°C): Экструдер 160-200; Стол 0-70. !! При температурах более 210 °С, PVA превращается в смолу, способную полностью вывести из строя экструдер!
• Нить HIPS
  HIPS является нефтехимическим синтетическим полимером. Полистирол часто встречается в нашей повседневной жизни в виде пенополистироловых контейнеров, например - контейнеров для йогуртов. Изделия из материала HIPS более хрупкие на излом чем из ABS/PLA/SBS, но качество печати часто оказывается лучше. Однако, в связи с тем, что он очень легко растворяется в лимонене (одном из элементов бытовой химии), то он в основном используется для печати структурной поддержки объектов со сложной геометрией, таким образом, что бы после печати его можно было легко удалить. Для основного материала при этом хорошо подходит ABS. Печатать следует в хорошо вентилируемом помещении. Подробнее о материале HIPS. HIPS Min-Max (°C): Экструдер 200-275; Стол 100-130
• Термопластические эластомеры TPE, TPU, FLEX
  Очень интересное решение для 3D-принтеров. Они остаются гибкими даже при печати, что позволяет создавать очень гибкие и эластичные модели. FLEX, TPE или TPU - Полиуретаны или термопластичные эластомеры представляют собой комбинацию полимеров с термопластичными и резиновыми характеристиками, которые обеспечивают сшитую микроструктуру полимера. Как правило, FLEX является мягким и гибким материалом, иногда даже пружинистым. В промышленности используются для производства наушников, гусениц снегоходов. В 3D-печати следует использовать там, где гибкость и прочность являются главными требованиями. Печать с некоторыми марками мягких эластомеров может вызвать затруднения, так как им требуется много тепла, в то же время некоторые марки печатаются относительно легко.
  FLEX Min-Max (°C): Экструдер 210-230; Стол 0-100
• Пластик RUBBER, KAUCHUK
  Резиновый, гибкий и эластичный материал. Cинтетические эластомер, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины. Более гибкий и тянущися чем FLEX Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин. С помощью него вы сможете распечатать привычные модели с новыми свойствами: обувь, маски, чехлы для телефона, инженерно-технические изделия, декоративные элементы и предметы повседневного использования. 
  Температура RUBBER/KAUCHUK Min-Max (°C): Экструдер 220-240; Стол 100-120
• Пластик PA (NYLON, ПОЛИАМИД) 
  Нейлон является очень распространённым синтетическим термопластичным полимером, который в последнее время стали применять в 3D-печати. Он твёрдый, прочный и гибкий, но его трудно использовать, потому что ему часто требуется более высокая температура и, как правило, внешняя система вентиляции. Нейлон безопасен для использования в медицинских целях и может быть окрашен для придания отпечаткам дополнительной яркости. 
  PA Min-Max (°C): Экструдер 235-260; Стол 100-130
• Пластик PC или поликарбонат
  представляет собой очень прочный и прозрачный синтетический полимер. Он используется для изготовления ряда изделий: от стёкол кабин истребителей до кувшинов для охлаждения воды. Он также может быть изогнут и сформирован пока находится в холодном состоянии, подобно тонколистовому металлу. Его весьма интересно использовать для 3D-печати в связи с его очень жёсткими свойствами. Печатать следует в вентилируемом помещении. 
  PC Min-Max (°C): Экструдер 270-305; Стол 100-130   

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

• ДЕРЕВО Colorfabb WoodFill. Древесные материалы обычно имеют те же характеристики печати, что и PLA. Недавно целый ряд компаний экспериментировал для целей 3D-печати с различными сочетаниями древесных волокон (как правило, в виде порошка из продуктов переработанной древесины) и термопластов. И всё же этот метод традиционно использовался для изготовления таких вещей, как деревянные панели на автомобилях. Печать проходит в сочетании со сладким древесным запахом. Полученный в результате печати объект можно шлифовать и отделывать как настоящее изделие из дерева, именно это и делает данный материал столь популярным.
  WOOD Min-Max (°C): Экструдер 170-210; Стол 0-50
• БРОНЗА Colorfabb BronzeFill материал на основе PLA/PHA, с содержанием до 80% бронзового порошка. Материал в 4 раза тяжелее PLA. Относительная плотность 4 гр/см3, и на вид как настоящий металл. Шлифовка и полировка полученного изделия заставят бронзовые частички заблестеть. BRONZE Min-Max (°C): Экструдер 195-220; Стол 0-50

!!! При использовании композитных материалов (состоящих из двух или более компонентов) — Рекомендуемый диаметр сопла не менее 0.4 мм. Чем меньше сопло — тем выше шанс забитого сопла.