Jaki filament wybrać - rodzaje filamentów do drukarek 3D

Filament to materiał, którym drukarka 3D tworzy wydruki. W zależności od tego, co chcemy osiągnąć, należy dobrać odpowiednie tworzywo. Ich wybór na rynku jest naprawdę szeroki, więc nie musimy w tym względzie iść na kompromis - można wybrać coś, co zaspokoi nasze wymagania oraz spełni nasze potrzeby.

Filament - informacje ogólne

Filament do typowych drukarek 3D ma postać włókna nawiniętego na szpulę. Średnica owego włókna jest ściśle określona, aby bez problemu przesuwało się przez wszystkie elementy maszyny. Ten materiał jest najczęściej sprzedawany na wagę, czyli szpule zawierają określoną masę filamentu, a nie odcinek o konkretnej długości.

Każdy filament ma różne właściwości. Oprócz oczywistych, jak kolor i cena, warto zwrócić uwagę także na inne cechy:

• w jakiej temperaturze się topi?
• czy jest toksyczny?
• czy można w nim wiercić?
• czy jest dopuszczony do kontaktu z wodą?
• jak silnie kurczy się po ostygnięciu?

Ostatni parametr wymaga kilku słów omówienia. Każdy filament nieznacznie zmienia swoje rozmiary po ostygnięciu: jedne mniej, inne bardziej. Dlatego do zastosowań, w których szalenie ważna jest dokładność zachowania kształtu i wymiarów, trzeba wybierać filamenty o możliwie małej kurczliwości.

Jakie materiały są dostępne?

Na rynku mamy ich całkiem sporo, ale kilka z nich jest najpopularniejszych.

PLA

Ten filament jest wykonany z surowca naturalnego, konkretniej ze skrobi roślinnej, więc łatwo ulega biodegradacji. Jest materiałem zupełnie nietoksycznym, co bardzo podoba się amatorskim użytkownikom drukarek 3D. Topi się w temperaturze około 180℃, co nie jest wyzwaniem dla jakiejkolwiek drukarki.

Wydruki powstałe z użyciem tego tworzywa są kruche, więc wiercenie w nich może skończyć się popękaniem. Mimo niskiej temperatury topnienia, nie jest materiałem łatwopalnym. Nie powinien mieć częstego i długotrwałego kontaktu z wodą, aby nie przyspieszyć procesu rozkładu.

Dzięki popularności PLA, firmy produkują wiele wersji kolorystycznych tego filamentu. Z pewnością da się znaleźć taki o odpowiednim odcieniu!

ABS

To tworzywo sztuczne nie jest biodegradowalne, ale nadaje się do kontaktu z wodą. Można je również stosować do wydruków detali używanych w ujemnych temperaturach, nawet do -20℃. Jednak należy uważać na tempo stygnięcia wydruku z tego filamentu, gdyż gwałtownie schłodzony może ulec znacznemu skurczeniu się.

Ten materiał można nawiercać, ponieważ nie jest tak kruchy jak PLA. Wymaga jednak nieco wyższej temperatury głowicy niż PLA, nawet 260℃ - szczegółów trzeba szukać w karcie katalogowej konkretnego wyrobu. Podczas drukowania z użyciem tego tworzywa warto zadbać o dobrą wentylację, ponieważ opary działają drażniąco.

ABS ma ciekawą właściwość - mięknie po poddaniu go działaniu acetonu. Dlatego oparami acetonu da się wygładzać krawędzie wydruków. Podobnie jak PLA, występuje w szerokiej gamie kolorystycznej.

TPU

Ten rodzaj filamentu różni się od swoich poprzedników tym, że jest “gumowaty”. Czyli nie służy do tworzenia twardych, sztywnych detali, lecz właśnie miękkich. Jest odporny na wiele substancji chemicznych, w tym smary, oleje, wiele rozpuszczalników oraz wodę. TPU dzięki swojej strukturze tłumi drgania i uderzenia, dlatego dobrze nadaje się do wydruku uszczelek albo… obudów na telefon!

Z tym filamentem wiąże się temperatura dyszy do około 240℃, o szczegóły warto zapytać sprzedawcę. Jednak nie tylko temperatura może sprawiać problem - ekstruder drukarki musi umożliwiać prowadzenie tak giętkiego filamentu, z czym nie każdy sobie poradzi. Ekstrudery typu “bowden” mogą nie zdać egzaminu podczas próby druku z użyciem TPU.

Ponadto, szybkość wydruku musi być niższa, ponieważ TPU ma tendencję do wolniejszego stygnięcia. Za to gotowy wydruk jest odporny na czynniki środowiskowe, takie jak mróz czy długotrwałe odkształcenia.

PETG

Jeszcze inny rodzaj filamentu, który od A do Z został sztucznie zsyntezowany. PETG jest odporny na działanie wody i nie ma tendencji do kurczenia się podcza stygnięcia, więc wydruki utrzymują swoje wymiary, Charakterystyczną cechą tego tworzywa są gładkie, błyszczące krawędzie wydruków

PETG jest chętnie stosowany nawet przez osoby początkujące, ponieważ nie ma szczególnych wymagań co do drukarki i wybacza wiele błędów. Co równie istotne, w czasie druku przy użyciu PETG nie powstają szkodliwe opary.

Inne rodzaje filamentów

Powyższa lista zawiera cztery najpopularniejsze filamenty, ale na nich świat druku 3D się nie kończy. Oto jeszcze inne, mniej znane:

ASA

Ten filament służy do tworzenia wydruków szczególnie narażonych na czynniki środowiskowe, w tym działanie wody, silne mrozy, wiatry oraz intensywne nasłonecznienie i wysokie temperatury. Dlatego chętnie jest stosowany do wydruku elementów instalacji fotowoltaicznych lub elektrowni wiatrowych.

Warto zwrócić uwagę na parametry druku - każdy producent zaleca inne warunki optymalne dla swojego wyrobu. Drukowanie przy użyciu ASA powoduje powstawanie szkodliwych oparów, zalecany jest wyciąg lub inny system ich eliminacji z pomieszczenia.

HIPS-X

To tworzywo, jako jedyne w tym zestawieniu, nie służy jedynie do tworzenia finalnych wydruków, a głównie jako materiał na podpory i wsporniki. Podtrzymują one elementy wydruku w czasie ich powstawania. Można też z niego tworzyć gotowe elementy: umożliwia uzyskiwanie matowych powierzchni, o zmniejszonej widoczności warstw.

HIPS-X ma ciekawą zaletę: bardzo dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalniku o nazwie D-Limonen, który jest niczym innym jak… stężonym kwasem cytrynowym. Postprocessing wydruku, do którego na podpory został użyty właśnie ten materiał, ogranicza się zatem do włożenia gotowego wyrobu do kwasu i pozostawieniu go na kilkanaście godzin.

Podsumowanie

Na rynku funkcjonuje mnóstwo filamentów. Powyższe zestawienie umożliwia zorientowanie się wśród tych najpopularniejszych, których właściwości pozwalają na stosowanie ich w wydrukach przeznaczonych do różnych zastosowań.