Принтеры FDM - это самые распространённые машины для 3D-печати, от настольных принтеров для детей до профессиональных систем, используемых производственными компаниями. Принтеры FDM оснащены соплом (или соплами), которое плавит и выдавливает материал волокна и наносит объект слой за слоем в соответствии с кодом. Принтеры FDM просты и безопасны в использовании даже дома, для печати не обязательно требуются сложные методы постобработки, а ассортимент материалов и обновлений продолжает расти вместе с популярностью. В результате производители всегда выпускают на рынок различные типы машин, инструментов и материалов, чтобы улучшить процессы 3D-печати FDM и удовлетворить спрос. Давайте посмотрим на некоторые часто используемые волокна, их свойства, преимущества и недостатки.
PLA stands for Polylactic Acid and it’s the classic filament people 3D print with. PLA is a biodegradable and bioactive thermoplastic polyester that is made from natural products like corn starch, making it more environmentally-friendly compared to other plastics. Suitable applications for PLA include parts, prototypes and products that are not required to endure extreme stressPLA расшифровывается как полиоксипропионовая кислота, и это классическая филаментная нить, с которой люди делают 3D-печать. PLA - это биоразлагаемый и биоактивный термопластичный полиэстер, который производится из натуральных продуктов, таких как кукурузный крахмал, что делает его более экологически чистым по сравнению с другими пластиками. Подходящие области применения PLA: детали, прототипы и продукты, которые не должны выдерживать экстремальных нагрузок.
Изображение: деталь из ПЛА от Seaside 3D
АБС - аббревиатура от акрилонитрилбутадиенстирола и представляет собой аморфный полимер, используемый в 3D-печати. АБС-пластик обычно производится путём процесса эмульгирования 3-х компонентов или перерабатывается сам по себе. Он широко используется при производстве множества повседневных товаров, таких как колпачки для клавиш на клавиатуре. АБС используется, когда деталям требуется дополнительная прочность; однако некоторые улучшенные композиты постепенно начинают его вытеснять.
Изображение: Детали из АБС-пластика от Cape_Olive
Полиэтилентерефталат - это то, что означает ПЭТ, представляет собой термопластичную полимерную смолу из семейства полиэфиров. Он состоит из двух мономеров и широко используется практически для всего - от бутылок до одежды. Этот материал имеет репутацию загрязняющего наши океаны. Однако при использовании в производстве и прототипировании он имеет много преимуществ.
ПЭТГ отличается от ПЭТ единственной буквой «Г», которая обозначает гликоль, добавляемый в материал. Это прозрачный аморфный термопласт, который улучшает ПЭТ, делая его более прочным и долговечным, что привело к появлению ПЭТГ.
Изображение: детали из PETG от Seaside 3D
ТПУ или термопластичный полиуретан - это резиноподобный материал, используемый в 3D-печати для производства полугибких деталей. Технически это полиуретановый пластик и блок-сополимер - его структура состоит из цепочки твёрдых и мягких сегментов.
Поликарбонат или просто ПК - это термопластичный полимер, содержащий в своей структуре карбонатные группы, что делает нить намного прочнее и является хорошей альтернативой АБС. Промышленный ПК можно использовать в медицине, самолётостроении и строительстве, а также для изготовления бутылок, стаканов и электроники.
Нейлон - это материал, пользующийся хорошей репутацией для изготовления прототипов благодаря своим отличным механическим свойствам. Нейлоновые нити могут быть созданы из различных полиамидов с уникальными свойствами, которые могут влиять на уровень прочности. Этот материал используется для 3D-печати SLS.
ASA - акрилонитрилстиролакрилат, термопласт, изначально созданный как альтернатива АБС. Основная цель ASA - высококачественные детали, которые обладают прочностью и могут выдерживать ультрафиолетовое излучение, а также температуры до 208°F (98°C) или до - 85°F (- 65°C). ASA настоятельно рекомендуется для деталей, используемых на открытом воздухе, чтобы противостоять экстремальным погодным условиям.
Ultem - это группа фирменных материалов, используемых на некоторых профессиональных принтерах FDM. С химической точки зрения Ultem - это смола из семейства полиэфиримидов (PEI). Есть несколько типов смол Ultem, которые немного отличаются друг от друга. Однако предполагается, что всё семейство этих термопластов должно быть достаточно термостойким, прочным и должно обеспечивать высокие характеристики печатаемых объектов.
Некоторые из наиболее устойчивых и прочных материалов требуют для печати высокие температуры, а это означает, что не все настольные машины способны изготавливать детали из этих филаментов. Конечно, с некоторыми обновлениями любители могут перекодировать свои машины и печатать, не выходя из собственного дома, однако машина, выбранная для печати, и навыки владельца/оператора играют большую роль в определении окончательного результата ваших 3D-изделий, включая:
Также важно учитывать, что практически все упомянутые материалы могут быть произведены разными производителями и, как следствие, различаются по составу и свойствам. Например, стандартный АБС-пластик может быть изготовлен с разными пропорциями трёх мономеров, поэтому в зависимости от концентрации каждого его характеристики варьируются от хороших и крепких до неприятно пахнущих.
Некоторые дополнительные компоненты, добавленные в филамент, могут улучшить его свойства, а печать FDM отлично подходит для экспериментов с множеством композитов. Не существует универсального материала, подходящего для всех нужд, поэтому всегда лучше выбирать нить в соответствии с вашими конкретными потребностями. Не пытайтесь включить в печать все возможные свойства - обычно с более красивыми волокнами труднее работать, и некоторые из их преимуществ могут сводить друг друга на нет. Постарайтесь сконцентрироваться на основной цели Вашей детали, потому что некоторые слабые места почти каждой нити можно улучшить, исправив настройки, геометрию и при правильной отделке.
