Обзор материалов для 3D печати

 

Обзор материалов для 3D печати

Чем печатать: материалы для 3D-печати

17 основных материалов используемых для объёмной печати

FDM 3D-принтеры сейчас можно встретить повсюду – в мастерских, квартирах, офисах, школьных классах и институтских аудиториях.

Термопластики PLA и ABS фактически стали самыми используемыми материалами для 3D-пеати. Но, знаете ли вы, что существует множество необычных материалов для 3D-печати? Сейчас вы можете печатать деревом, металлом, углеродным волокном и многими другими веществами.

Как следует из названия, экзотические филаменты содержат особые или композитные (смесь общепринятых и особых) вещества для объёмной печати, и считаются самыми продвинутыми. В них пластик вроде PLA или ABS сочетается с такими веществами, как металлы, углеродные волокна, древесина или фосфоресцентный краситель, для получения материала с уникальными свойствами.

При таком богатом ассортименте можно с легкостью создать функциональную, красивую, необычную и качественную вещь с необходимыми свойствами. Читайте наш гайд, чтобы выбрать именно тот филамент – обычный или нет – который требуется именно вам.

1. ABS

Раньше акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) был самым популярным материалом для 3D. Этот дешевый, прочный, слегка гибкий, легкий и легко выдавливаемый материал идеален для 3D печати. Это тот же пластик, из которого делают LEGO и велосипедные шлемы.

Но, к сожалению, ABS имеет несколько существенных недостатков, поэтому он потерял популярность. Во-первых, он требует более высокой температуры, достигая точки плавления при температуре от 210 ° С до 250 ° С.

Кроме того, его использование требует обязательного наличия у 3D-принтера подогреваемой платформы, чтобы предотвратить деформацию пластика при остывании.

Другим недостатком этого материала являются интенсивные испарения, которые возникают во время печати и могут быть опасны для людей и животных испытывающих трудности с дыханием. 3D-принтер должен находиться в хорошо вентилируемой зоне, вдыхать ABS вредно.

Высокая прочность, долговечность, стойкость к ударным нагрузкам
Идеально подходит для движущихся частей, автомобильных деталей, корпусов электроники и игрушек
Гибкость низкая, прочность на изгиб небольшая
Растворим в ацетоне
Не должен контактировать с пищей
Общий температурный диапазон печати составляет 210 ° C – 250 ° C
Заметно деформируется при частичном охлаждении, рекомендуется контролировать скорость остывания
Рекомендуется платформа с подогревом 50 ° С – 100 ° С
Средняя сложность печати, требует тонкой настройки температуры сопла и платформы

2. PLA

Полимер полимолочной кислоты (PLA) обогнал ABS в популярности и стал выбором многих 3D-энтузиастов. Это биоразлагаемый термопластик из возобновляемых ресурсов. PLA-материалы являются гораздо более экологически чистыми, чем другие пластмассы.

Другая интересная особенность PLA – то, что он не выделяет резкий токсичный запах при печати и намного безопаснее для применения в помещении. Плюс, пластик не сокращается так резко при остывании, так что подогреваемая платформа необязательна (хотя это всегда приветствуется).

PLA твёрже ABS, что делает напечатанные объекты немного более хрупкими, материал плавится в диапазоне 180 ° С – 230 ° С.

Прочный, удобный для пользователей, долговечный
Идеален для печати маленьких игрушек
Более высокая скорость печати, более плавный переход между слоями
Более хрупкий, чем ABS
Не растворим
О допустимости использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
Общий температурный диапазон печати составляет 180 ° C – 230 ° C
Малая усадка при охлаждении, меньшая деформация по сравнению с ABS
Платформа с подогревом не обязательна
Сложность печати – простая

3. PET

Полиэтилен терефталат (PET) представляет собой фантастическую альтернативу ABS или PLA, благодаря своим характеристикам прочности и гибкости, которые превосходят даже ABS. Кроме того, настройка печати проста как для PLA, в мастерской не пахнет, а отходы полиэтилена подлежат вторичной переработке.

Хорошее применение для ПЭТ – чехлы для телефонов и другие изделия, которые требуют гибкости и ударной прочности или вязкости. Полиэтилен используется в производстве некоторых бронежилетов, кстати.

Основные преимущества: высокая прочность, жесткий, легкий и ударопрочный
Идеально подходит для механических частей: ударопрочность, гибкость, долговечность
Износостойкость
Хорошая гибкость: более гибкий, чем PLA или ABS
Не растворим
О допустимости использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
Общий температурный диапазон печати составляет 220 ° C – 250 ° C
Малая усадка при охлаждении
Обогреваемая платформа не обязательна
Умеренная сложность печати, требует тонкой настройки температуры сопла

4. PETT

Полиэтилен ко-триметилен терефталат (PETT), является двоюродным братом сополимера ПЭТ, иногда встречается под названием T-Glase. Это прочный и жесткий материал, чьи основные характеристики: невероятная твёрдость, прозрачность и биосовместимость. Он также был одобрен комитетом по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в пищевых контейнерах.

Основные преимущества: прозрачный, жесткий, легкий и ударопрочный
Идеально подходит для механических частей: ударопрочность, гибкость, долговечность
Высокая износостойкость
Хорошая гибкость, более гибкий, чем PLA или ABS
Не растворим
О возможности использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
Общий температурный диапазон печати составляет 210 ° C – 230 ° C
Малая усадка при охлаждении
Платформа с подогревом не требуется
Сложность печати умеренная

5. HIPS

Ударопрочный полистирол (HIPS): материал широко используется в пищевой промышленности для упаковки. Филамент HIPS биоразлагаем и имеет яркий белый цвет, никакого вредного воздействия при тесном контакте с людьми или домашними животными.

Обычное применение HIPS в 3D-печати – не для изготовления самого объекта; материал имеет керлинг и адгезионные проблемы, особенно, если у вас нет платформы с подогревом.

Вместо этого, он очень популярен для использования в качестве вторичного материала при двойной экструзии, обеспечивая структурную поддержку сложного объекта, основа которого печатается с использованием другого материала.

После того, как печать завершена, HIPS можно растворить с использованием бесцветного жидкого углеводорода. Ацетона, например. Он исчезает, как по волшебству!

Основное применение: структуры поддержки, например в паре с ABS
Высокая прочность
Низкая гибкость, незначительная прочность на изгиб
Растворимы в различных растворителях
Не считается безопасным при контакте с пищей
Общий температурный диапазон печати: 210 ° C – 250 ° C
Усадка при охлаждении, рекомендуется контролировать скорость остывания
Нагрев платформы 50 ° С – 100 ° С
Умеренная сложность, требует тонкой настройки

6. PVA

Поливиниловый спирт (PVA), как правило, используется в качестве поддержки при печати сложных объектов, которые иначе невозможно напечатать. Как HIPS, PVA является отличным материалом для печати двумя филаментами.

Созданный на основе поливинилового спирта, этот материал является нетоксичным и биологически разлагаемым, и может быть растворен в воде.

Он может быть использован на всех обычных настольных FDM 3D принтерах, но требует платформы с подогревом. Важно отметить, что вы не должны превышать температуру печати.

Основное применение: структуры поддержки, например в паре с PLA
Хорошая прочность
Низкая гибкость
Растворим в воде
О возможности применения с пищевыми продуктами узнайте у производителя
Общий температурный диапазон печати составляет 180 ° C – 230 ° C
Некоторая усадка во время охлаждения
Обогреваемая платформа не требуется
Сложность печати низкая

7. Nylon – Нейлон

Полиамид, также известный как нейлон, является популярным синтетическим полимером, используемым во многих промышленных целях. Это экономически эффективный пластик, прочный, легкий, гибкий и устойчивый к износу. Значительно менее хрупкий, чем PLA или ABS.

Нейлон может быть использован для изготовления различных изделий: частей механизмов, контейнеров, инструментов, потребительских товаров и игрушек. Кстати: его можно окрашивать красителем для ткани.

Основные преимущества: высокая прочность, долговечность и гибкость
Идеально подходит для механических компонентов, конструктивных деталей, зубчатых колес и подшипников, выдерживает динамические нагрузки
Высокая прочность
Высокая гибкость
Не растворим
О возможности применения с пищевыми продуктами узнайте у производителя
Общий температурный диапазон печати составляет 220 ° C – 260 ° C
Некоторая усадка во время охлаждения
Нагрев платформы до 50 ° С – 100 ° С рекомендуется
Сложность печати умеренная

8. Дерево

Привлекательность древесных филаментов в их способности создавать объекты с тактильным ощущением дерева. Сейчас на рынке много древесных филаментов, каждый – со своей смесью пластика и древесных волокон. Но имейте в виду, у них есть недостатки с точки зрения гибкости и прочности.

Основные преимущества: внешний вид и тактильные ощущения
Идеально подходит для домашнего декора
Прочность изделия зависит от геометрии печати
Хорошая гибкость
Не растворим
Не должен контактировать с пищей
Общий температурный диапазон печати 195 ° C – 220 ° C
Некоторая усадка во время охлаждения
Подогрев не требуется
Умеренная сложность печати

9. Песчаник

Если вы работаете над архитектурой или ландшафтным дизайном, это хороший вариант. Филамент Песчаник содержит в себе порошок мела с PLA, для воспроизводства цвета и текстуры камня. При изменении температуры экструзии в ходе 3D-печати, способен создавать гладкую или шероховатую поверхность.

Основные преимущества: внешний вид
Идеально подходит для макетов зданий и элементов ландшафта
Низкая прочность, никакая гибкость, крошится
Не растворим
Не должен контактировать с пищей
Общий температурный диапазон печати: 165 ° C – 210 ° C
Нет усадки во время охлаждения
Подогрев платформы не нужен
Сложность печати умеренная

10. Металл+PLA

По сути, это PLA смешанный с металлическим порошком. Объекты 3D, напечатанные с использованием металла+PLA, будут выглядеть и ощущаться, как если бы они были сделаны из бронзы, латуни или меди, и могут быть отполированы и искусственно состарены как эти металлы. Этот материал в несколько раз плотнее стандартного PLA, поэтому он ощущается больше как металл, чем как пластик.

Уникальный внешний вид
Идеально подходит для ювелирных изделий, статуй, домашнего оборудования, реплик артефактов
Высокая прочность
Низкая гибкость, зависит от конструкции
Не растворим
Не использовать с пищевыми продуктами
Температурный диапазон печати: 195 ° C – 220 ° C
Мало сжимается при остывании
Подогрев платформы не требуется
Сложность печати высокая, требуется точная настройка температуры сопла экструдера

11. Магнитный PLA

3D-печать металлом слишком скучна для вас? Хорошо, тогда как насчет магнитного металла? PLA с порошкообразным железом для зернистой отделки и получения магнитных свойств металла. Бонус в том, что вы можете заставить этот PLA прилипать к магнитам – механическое свойство, которое может пригодиться для вашего следующего проекта.

Основные преимущества: магнитные свойства
Идеально подходит для украшения холодильника и создания движущихся частей
Высокая прочность
Низкая гибкость, зависит от конструкции
Не растворим
Не должен контактировать с пищей
Температурный диапазон печати составляет 195 ° C – 220 ° C
Слабо сокращается при охлаждении
Подогрев платформы не нужен
Высокая сложность печати, требуется точная температура выхода из экструдера

 

12. Проводящий PLA

Филамент-проводник открывает новую область инженерных возможностей для вашего следующего проекта 3D-печати. Из материала с добавлением проводящих ток угольных частиц вы можете печать трёхмерные электронные схемы для простых элементов, таких как светодиоды и датчики.

Используйте этот филамент в паре со стандартным PLA, и вы можете изготовить печатную плату прямо на платформе вашего 3D-принтера.

Печать электроники низкого напряжения
Идеально подходит для светодиодов, датчиков, цепей и низковольтных проектов Arduino
Низкая прочность
Может сломаться от многократных изгибов
Не растворим
Не должен контактировать с пищей
Температурный диапазон печати составляет 215 ° C – 230 ° C
Малая усадка
Подогрев платформы не требуется
Сложность печати низкая, очень похож на стандартный PLA

13. Термочувствительный PLA

Помните те футболки из восьмидесятых годов, которые меняют цвет в зависимости от температуры тела? Это та же концепция. Термочувствительный филамент будет менять цвет в зависимости от изменения температуры. Есть несколько доступных цветовых комбинаций, от разных производителей, каждая из которых имеет несколько различных свойств. Некоторые из них также реагируют на свет!

Меняет цвет при определенных температурах
Идеально подходит для игрушек, сувениров, произведений искусства
Хорошая прочность
Средняя гибкость
Не растворим
Не использовать с пищевыми продуктами
Общая температура печати составляет 215 ° C
Низкая усадка при охлаждении
Обогреваемая платформа не требуется
Сложность печати: легко, очень похож на стандартный PLA

14. Карбон PLA

PLA с небольшим количеством углеволокна даёт невероятную жесткость, структуру и большую адгезию слоя. Но эти дополнительные преимущества нивелируются недостатками: этот филамент абразивен и увеличивает износ экструдера в несколько раз. После печати всего лишь 500 граммами такого филамента, например, будет заметно увеличение диаметра латунного сопла.

В идеале, сопло принтера должно быть покрыто карбидом вольфрама. В противном случае, будьте готовы заменить сопла после длительного использования!

Высокая структурная прочность, адгезия слоя и жесткость
Идеально подходит для механических частей, защитных оболочек и корпусов
Высокая прочность
Низкая гибкость, ломкий
Не растворим
Никогда не использовать изделия из этого филамента с пищевыми продуктами.
Температурный диапазон печати 195 ° C – 220 ° C
Очень мало усадки во время охлаждения
Платформа с подогревом не требуется
Сложность печати умеренная, высокий износ экструдера.

15. Гибкий TPE

Термопластический эластомер поможет изготовить объекты, которые хорошо растягиваются, ABS или PLA при таких нагрузках не выжили бы. С ним сложно работать – материал имеет тенденцию лететь из экструдера во всех направлениях, кроме сопла!

Чрезвычайная гибкость
Идеально подходит для игрушек, сувениров, необычных вещей
Высокая прочность
Высокая гибкость
Не растворим
Не должен контактировать с пищей
Температура печати составляет 225 ° C – 235 ° C
Низкая усадка при охлаждении
Обогреваемая платформа не требуется
Высокая сложность печати, требуется точная настройка температуры и скорости подачи

16. Светящийся PLA

Характеристики довольно очевидны: накапливает свет и светится в темноте. Хороший выбор для проектов к Хэллоуину или для обеспечения дополнительных функциональных возможностей в условиях низкой освещенности.

Свечение в темноте.
Идеально подходит для игрушек, сувениров и т.д.
Хорошая прочность
Средняя гибкость
Не растворим
Не должен контактировать с пищей
Общая температура печати составляет 215 ° C
Низкая усадка при охлаждении
Обогреваемая платформа не требуется
Печатать легко, очень похож на стандартный PLA

17. Amphora

Amphora это филамент следующего поколения от Eastman Chemical Company, по химическому составу – Copolyester (сополиэфир). Это совершенно новый полимер, специально разработанный для 3D-печати, в отличие от любого другого термопластика. Разница не велика, но существенна. Основные преимущества: практически не даёт запаха во время печати, прочный, имеет более высокую температуру плавления, чем PLA, и лучший адгезионный слой для улучшенной обработки поверхности. Он также одобрен FDA США для контакта с пищевыми продуктами.

В настоящее время продаётся ColorFabb как “NGEN” и Taulamn как “N-Vent”. Это новичок на рынке, но первое впечатление очень позитивное.

Основные преимущества: высокая прочность, жесткий, легкий, гибкий и ударопрочный
Высокая прочность
Хорошая гибкость, более гибкий, чем PLA или ABS
Не растворим
Температурный диапазон печати составляет 220 ° C – 250 ° C
Малая усадка при охлаждении
Обогреваемая платформа не требуется
Сложность печати умеренная, требует тонкой настройки температуры

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Востребованность 3Д-печати постоянно растет. В настоящее время получение объемной модели с любой сложностью — не является проблематичным. Попутно растет количество наименований материалов, при помощи которых возможно ваять любую 3Д-модель. Представленные тут материалы могут иметь различную прочность, плотность и стоимость, а также прочие разнообразные характеристики.

  • Технология 3Д-печати
  • Сфера использования 3D-печати
  • Материалы, используемые 3D-принтером

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Технология 3Д-печати

Чтобы сделать 3Д-модель, имеется несколько способов, причем суть технологии можно описать таким образом — материал для 3Д-принтера накладывается при изготовлении модели слой за слоем, а в последствии затвердевает.

Основными способами выступают:

  • Экструзия. Способ применяется наиболее часто. Головка, раздающая материал, выливает его на платформу, которая охлаждается. Происходит застывание и связывание слоев между собой. Так формируется деталь. Этим способом можно изготовить разноцветную деталь;
  • Фотополимеризация. Производится засвечивание фотографического полимера при помощи лазера. Работа ведется на основании шаблона, превращаемого в конечную деталь;
  • Выравнивание порошка и формирование слойности изделия. Производится плавка порошка, склеивание или спекание;
  • Проволочный материал расплавляется. Заготовке придается нужная форма;
  • Ламинация. Слои накладываются на изделие, после чего лазером вырезаются необходимая форма и пазы.

Сфера использования 3D-печати

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Технология печати постоянно совершенствуется.

  • макеты и образцы продукции;
  • мелкие серии деталей;
  • протезы и импланты, элементы скелета человека;
  • орудийные компоненты;
  • строительные изделия.

Материалы, используемые 3D-принтером

ABS-пластик

Популярнейший материал. Его полное название «акрилонитрилбутадиенстирол». Вещество имеет превосходные механические свойства, вследствие чего используется при создании несущих конструкций.

Данный пластик имеет невысокую стоимость, следовательно, и доступность. Он повсеместно используется в промышленности и быту. ABS-пластик в изделии безопасен с точки зрения экологии. А вот в процессе нагревания выбрасывает пары акрилонитрила. Поэтому при производстве работ необходимо обеспечить приток свежего воздуха.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Положительные и отрицательные качества ABS-пластика

Из ABS-пластика возможно создание цветных моделей, он не боится влажной среды. Он ударопрочен и эластичен, прекрасно растворим в ацетоне.

Минусы — не способен выдерживать облучение солнцем. Взаимодействие с пищевыми продуктами недопустимо по причине выделения токсичных материалов.

кэшбэк3

кэшбэк4

ПЛА-пластик

Биоразлагаем, имеет высокое содержание молочной кислоты. Температура его плавления — выше 170 градусов, но состояние размягченности начинается с 50-ти, прочность на разрыв 57,8 Мпа, на изгиб — 55,3. Из него можно создать деталь размеров в 0,3 мм. Серьезные отрицательные свойства у этого вида пластика отсутствуют, за исключением повышенной хрупкости и недолговечности.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Его положительные моменты:

  • отсутствие токсичности;
  • возможность использования при производстве пищевых продуктов;
  • сырье – различных цветов и оттенков;
  • с гладкой поверхностью;
  • с высокой детализацией;
  • с высоким качеством;

PET-пластик

Этот материал для 3Д принтера следует выделить из остальных. Из него изготавливают бутылки. Имеется установка для производства ПЭТ-нитей. Для печати из ПЭТ-пластика требуется температура в 212-224 градусов.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Нейлон

Прекрасный материал, изделия из него могут быть использованы в сложнейших механизмах. Имеет хороший коэффициент прочности и скольжения. Но, наличие определенных свойств материала, предполагает технический уровень оборудования, более высокий, чем при использовании других материалов для 3Д-печати. Температурный показатель плавления материала варьируется от 178 до 218 градусов. Экструзию можно выполнять от 235 до 260 градусов. При применении нейлона требуется подогреваемая платформа.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Наложение слоев происходит гладко и изделие получается детализированным.
Нейлон износоустойчив и эластичен, не растворяется в большинстве растворителей, подвержен механической обработке. Нейлон гигроскопичен, до начала моделирования его необходимо просушить. Пиролиз может сопровождаться выделением токсичных паров.

Бетон

Сегодня существуют принтеры, которые используют и этот материал. При помощи строительного 3D-принтера создаются дома и другие конструкции.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Металлы

Применяются порошки и 3D-принтеры, стоимость которых весьма высока. После изготовления модели обжигаются, чтобы придать им большую прочность. Порошки обычно обжигаются лазером.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Сплавы

Среди сплавов имеется их широкий набор. Сплавы титана используются в медицинской промышленности по причине биосовместимости. Деталь из титанового сплава имеет небольшой вес и устойчивость к коррозии.

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

Составы из порошков обладают высокой прочностью. Ими можно обеспечить детализацию при размерах детали до 0,025 мм. Обладают устойчивостью к повышенным температурам. Вышедшее из строя изделие можно переплавить. Технологии 3Д-печати из металлических порошков сложны, а оборудование дорогостоящее.

https://www.ink-market.ru/blogs/blog/obzor-materialov-dlya-3d-pechati

Материалы для 3D-принтера: обзор, характеристики и применение

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *