3D nyomtatás: Hogyan és milyen filamentet válassz?

3D nyomtatás: Hogyan és milyen filamentet válassz? - TARTALOM

1. Mi az a filament?
2. Milyen tulajdonságokat és paramétereket különböztetünk meg a filamentek esetében?
3. A filamentek egyéb tulajdonságai vagy mire kell még odafigyelni
4. A filamentek áttekintése: Melyik anyagot válaszd a 3D nyomtatáshoz?

Mi az a filament?

A filament a 3D nyomtatás összefüggésében egy olyan anyag, amelyet a nyomtató használ a termékek megvalósításához. A filamenteket tekercseken lévő húrok formájában értékesítik. Ezek elsősorban a tiszta műanyag különféle típusai, de léteznek adalékanyaggal ellátott műanyag filamentek, és még olyanok is, amelyek teljesen más anyagból készülnek. A következő fejezetek segítenek kiválasztani az optimális filamentet.

Milyen tulajdonságokat és paramétereket különböztetünk meg a filamentek esetében?

A filamentek kiválasztásakor bizonyos tulajdonságokat és paramétereket követünk, amelyeknek nemcsak a saját nyomtatónk képességeinek kell megfelelniük, hanem annak is, amit nyomtatunk. A megfelelő kiválasztással elkerülhetjük a kompatibilitási problémákat, a nyomtatási komplikációkat és a végtermék hibáit. A következő paramétereket és tulajdonságokat ismernie kell minden otthoni nyomdásznak, illetve beállíthatod az Alza.hu termékszűrőjében:

• A filament átmérője: a filamenteket (húrokat) többféle átmérővel értékesítik. A leggyakoribb húrátmérő az 1,75 mm és a 2,85 mm (3 mm megnevezéssel is jelölik). A vásárlás előtt mindig ellenőrizd, hogy milyen átmérőjű filament szükséges a nyomtatóhoz.
• Anyag: a különböző anyagok eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek döntő jelentőségűek a nyomtatási minőség szempontjából. A konkrét anyagokra alább összpontosítunk a cikkben.
• A fúvóka maximális hőmérséklete: a 3D nyomtatási anyagok különböző hőmérsékleten olvadnak. A fúvóka hőmérsékletének nemcsak az adott anyag követelményeinek, hanem a nyomtatási sebességnek is meg kell felelnie. A lassabb (minőségibb) nyomtatáshoz alacsonyabb hőmérsékletű fúvóka szükséges (lassabb olvadás), míg a gyorsabb nyomtatáshoz gyorsabb olvadás és ennélfogva magasabb hőmérsékletű fúvóka szükséges. A „fúvóka maximális hőmérséklete“ azt a maximális értéket jelzi °C-ban, amelyre az anyagot méretezték.



• A nyomtatóágy hőmérséklete: az optimális 3D nyomtatás előfeltétele a fűthető nyomtatóágy, bár ezt nem minden nyomtató teszi lehetővé. Annak érdekében, hogy az anyag jól együtt maradjon és ne deformálódjon a nem kívánt hűtés miatt, a nyomtatóágynak bizonyos hőmérsékletűnek kell lennie. Milyen hőmérsékletűnek? Ezt pontosan elárulja ez a paraméter.
• Rugalmasság: A rugalmasság mértéke határozza meg a nyomtatott anyag rugalmasságát. Míg az alacsony rugalmasságú termék terhelés alatt eltörik, addig a nagyobb rugalmasságú termék meghajlik.
• Hőállóság: Ez a paraméter határozza meg, hogy az anyag milyen hőmérsékletnek képes ellenállni a nyomtatás után.

A filamentek egyéb tulajdonságai vagy mire kell még odafigyelni

Az alapvető paramétereken kívül a filamenteknek más tulajdonságaik is vannak, amelyeket azonban nehéz rögzített értékekkel kifejezni. Ennek ellenére a jelenlétük elengedhetetlen a termékek végső felhasználása szempontjából. Egy lista a legfontosabbakról:

• Szag: nyomtatás közben az egyes anyagok kellemetlen szagot áraszthatnak.
• Mérgező füstök: a nyomtatás alatt keletkező füstök néha káros hatással vannak az emberi egészségre, ezért bizonyos anyagok használatakor tanácsos a helyiséget jól szellőztetni és nem hosszú ideig tartózkodni a nyomtató közelében. Ellenkező esetben különféle émelygés léphet fel.
• Ökológiai lebonthatóság: az egyes filamentek ökológiailag lebonthatók vagy komposztálhatók.
• Újrahasznosíthatóság: a környezetbarát nyomtatás másik módja az újrahasznosítható vagy a már újrahasznosított anyagok használata.
• Élelmiszerekkel való érintkezés: nem minden anyag érintkezhet élelmiszerekkel, mivel némelyikük mérgező anyagokkal, mások pedig nem kívánt baktériumokkal szennyezhetik be az élelmiszereket.
• A fűthető nyomtatóágy szükségessége: a fűthető nyomtatóágyat már fentebb említettük. Az egyes anyagok megkövetelik a fűthető nyomtatóágyat. Ennek köszönhetően az anyag helyesen tartja magát, nem folyik szét, húzódik össze vagy deformálódik.

A filamentek áttekintése: Melyik anyagot válaszd a 3D nyomtatáshoz?

Fentebb röviden elmagyaráztuk a filamentek alapjait. Az alábbiakban a legnépszerűbb anyagok leírását ismertetjük. Akkor kellene választanod, amikor már tisztában vagy azzal, hogy mit szeretnél legyártani a 3D nyomtatóval. Némelyik anyagok univerzális felhasználással, mások pedig korlátozott számú alkalmazással rendelkeznek.

PLA

Ha univerzális és a 3D nyomtatás közösségében népszerű filamentet keresel, akkor a PLA az, amit találsz. A polilaktid vagy a politejsav olyan műanyag, amelyet nem kőolajból, hanem növényi szénhidrátforrásokból (pl. kukoricakeményítőből) készítenek. Tehát bioműanyagról van szó. Ennek köszönhetően a PLA ökológiailag lebontható, valamint nyomtatáskor nem bocsát ki szagot vagy mérgező füstöket, sőt az élelmiszerekkel való érintkezése biztonságosnak tekinthető. Előfordulhat, hogy ez a tulajdonság nem garantált minden egyes filament esetében, ezért ellenőrizni kell a gyártó adatait.

Maga a nyomtatás szempontjából a PLA egy felhasználóbarát anyag, és a vele való munka viszonylag egyszerű. Könnyen olvad (már kb. 180 °C hőmérsékletnél), és nem feltétlenül igényel fűthető nyomtatóágyat, mivel a nyomtatás során nem tágul ki vagy húzódik össze jelentősen. A PLA egy univerzális anyag, amely megfelel a legtöbb alkalmazáshoz, viszont nem túl rugalmas, ami törékenységet eredményez. Így nem alkalmazható olyan helyeken, ahol hajlítás vagy hasonló deformációk fordulhatnak elő. Ezenkívül szintén figyelembe kell venni az alacsony hőállóságát - a termékek már 60 °C hőmérsékletnél deformálódhatnak.

PETG

Egy másik népszerű filament a PETG, azaz a klasszikus PET glikollal dúsított változata, amelyet mindenki ismer például az italpalackokból. Ez egy olyan anyag, amely viszonylag könnyen kinyomtatható, de ugyanakkor tartós, erős és egy kissé rugalmas. Az olyan alkalmazásoknak is ellenáll, ahol hajlításnak, csavarásnak vagy erős ütéseknek lesz kitéve (mint például egy telefontok). Az ajánlott nyomtatási hőmérséklet 220 °C-nál kezdődik.

Továbbá a 80 °C-ig terjedő hőmérsékletnek is ellenáll, de a nyomtatáshoz fűthető nyomtatóágyat igényel. Az élelmiszerekkel való érintkezés tekintetében a helyzet hasonlít a PLA anyaghoz - a legjobb, ha ellenőrzöd az adott filament gyártói adatait. A PETG filamenteket mindig száraz helyen kell tárolni, mivel könnyen elnyelik a levegő páratartalmát.

ABS

Az ABS egy olyan anyag, amely a fizikai és hőmérsékleti ellenállásáról ismert. A termékek képesek ellenállni akár a 100 °C-os hőmérsékletnek, a jelentős terhelésnek és az erős ütéseknek. Az ilyen tartósság ára az igényesebb nyomtatás. A nyomtatott anyag hőmérsékletének legalább 210 °C-nak kell lennie, és szükséges a fűthető nyomtatóágy (legalább 80 °C), mivel az ABS hajlamos deformálódni ellenőrizetlen hűtéskor. Ugyanakkor ez egy olyan anyag, amelynek az élelmiszerekkel való érintkezése veszélyesnek tekinthető. Ezenkívül kőolajból készül, így környezeti szempontból nem lebontható.

TPE

A TPE filamentek a rugalmas és hajlékony termékek nyomtatásához szükségesek. Nagyon tartósak és rugalmasak - az összes szabványos nyomtatási anyag közül ezek állnak ellen a legnagyobb mértékben a hajlításának, a csavarásnak és a deformációnak. A hagyományos TPE filamentekből történő nyomtatás igényesebb, viszont nincs szükség fűthető nyomtatóágyra. Ezt az anyagot nem tekintik megfelelőnek az élelmiszerekkel való érintkezéshez, de újrahasznosíthatók és ökológiailag lebonthatók.

A TPE filamenteket gyakran használják cipőnyomtatáshoz, de máshoz is alkalmas, ahol a tulajdonságai szükségesek - például különféle tömítésekhez. TPE32 és TPE88 megjelölésű filamentekkel is találkozhatsz, amelyek a rugalmasság mértékét adják meg. Míg az alacsonyabb szám (TPE32) keményebb anyagot jelöl, addig a TPE88 lágyabb anyagot jelent.

Nejlon

A nejlon filamenteket nagy szilárdság, tartósság, vékonyság és rugalmasság jellemzi. Mindenféle terhelésnek képes ellenállni, de a nyomtatása nem egyszerű, és az extruder optimális hőmérséklete 250 °C körül mozog. A nejlon nyomtatásához fűthető nyomtatóágy is szükséges. A szilárdságon kívül a nejlon előnyei között szerepel a különféle színezékek abszorpciója a nyomtatás előtt és után. Hátránya a higroszkóposság, azaz a levegő páratartalmának elnyelése, ezért a nejlont száraz helyen kell tárolni.

PC (Polikarbonát)

A nejlonhoz hasonlóan a PC vagy a polikarbonát is egy nagyon erős anyag. Sőt ez az egyik legerősebb filament, amely a kereskedelemben kapható. Az előnyei közé tartozik, hogy ellenáll a repedésnek, a törésnek és az egyéb károsodásnak. Ráadásul ez egy olyan anyag, amely kibírja a 100 °C feletti hőmérsékletet. A nyomtatása nagyon magas hőfokon (300 °C felett) történik, és a fűthető nyomtatóágy hőmérsékletének szintén magasnak kell lennie (körülbelül 100 °C). A polikarbonát egyik jellemzője az átlátszóság.

Mivel a PC egy erős anyag, ezért olyan szélsőséges alkalmazásokban is használják, mint például a golyóálló üveg. Az otthoni 3D nyomtatáshoz például erősen terhelt mechanikus alkatrészek vagy különféle védőtokok előállításához is felhasználható. A polikarbonát ökológiailag lebontható és könnyen újrahasznosítható, ám az élelmiszerekkel való érintkezése nem ajánlott.

A 3D filamentek száma rengeteg. Fentebb felsoroltuk a leggyakrabban használt filamenteket. Választáskor legalább fontos azt tudni, hogy mihez fogod használni a filamentet.