Kako izbrati pravi filament?

Pred vami se nahaja kratek vodnik po najpogosteje uporabljenih filamentih.

Za čim manj težav z vašim 3D-tiskalnikom in najboljši izbiro glede za uporabo vašega končnega objekta.

V naši ponudbi najdete samo zanesljive filamente.

Splošno o materialih

Pri uporabi FDM tehnologije lahko 3D-tiskamo z zelo širokim naborom predelanih materialov, ki se jih je do sedaj uporabljalo za izdelavo objektov. Materiale se predela v 3D-tiskalniku prijazno obliko – po navadi v vrvično obliko, ki se jo prodaja navito na kolute. Nekakšen splošen standard so vrvice premerov 1,75 in 3 (2.85) milimetrov, koluti materiala pa so običajno težki 0,75 ali 1 kg. Koliko materiala pa dejansko je to? Zelo težko je dobiti občutek, koliko materiala se porabi, če ne 3D-tiskate sami; sama poraba je odvisna od različnih parametrov (npr. zapolnjenost objekta, debeline sten, gostote samega materiala ipd.). Ker odpadnega materiala pri 3D-tisku praktično ni (če ne upoštevamo pogojne porabe pri raftu, skirtu in podpornem materialu), je teža končnega izdelka predvideno enaka teži manjkajočega filamenta na koluti.

Materiali za 3D-tiskanje s tehnologijo ciljnega nalaganja, ki jih splošno imenujemo filamenti, so mešanica nekega izbranega materiala in polimerov. Tako je pri t.i. kamnu glavna sestavina zmleta kreda, ki jo vežejo polimeri, les je mešanica polimerov in recikliranega lesa. Prav pri kamnu in lesu je pravzaprav najbolj izrazito vidna razlika med filamenti in dejanskim lesom/kamnom. Iz kamna natisnjen objekt je razmeroma krhek, po občutku kreda, vizualno kamen. Pri 3D-tisku iz lesa je pristnost možno zaznati že med samim 3D-tiskom, saj filament med taljenjem daje vonj po zažiganju lesa, prav tako pa je zelo zanimiv tudi tisk pri različnih temperaturah. Če les 3D-tiskamo pri višjih temperaturah, bo imel izdelek temnejšo barvo, če pa pri nižjih, bo svetlejši. Izdelek iz lesa prav tako ni trden do te mere, kot je dejanski les, vendar je po občutku v roki in na izgled varljivo podoben. Pri 3D-tisku s tovrstnimi polimeri je potrebno opozoriti na različne zahteve za vaš 3D-tiskalnik, da bo uspešno natisnil želen objekt. Isto velja tudi za gumo (TPE, TPU).

PLA in ABS plastika sta najpogosteje uporabljeni plastiki. PLA je izdelan na osnovi obnovljivih virov, ABS pa na osnovi nafte. Zaradi izvora plastike in omejitev uporabe, ki sledijo s tega naslova, se PLA običajno uporablja za potrošniške izdelke, ABS pa za mehanske in funkcionalne dele.

Znamke filamentov v naši ponudbi:

Kateri material izbrati za 3D-tisk po naročilu ali za 3D-tisk z vašim 3D-tiskalnikom? S katerim materialom boste dosegli tisto, kar želite? Pripravili smo vam nekaj vodil, ki vam bodo pomagala pri izbiri.

Osnovna izhodišča

Rezultati 3D-tiska iz PLA plastike: objekti so najlepši, najlažje se jih tudi 3D-tiska, zaradi najmanjšega skrčka pa so primerni za prototipe, saj končni objekt po merah izredno malo odstopa od 3D-modela. Primerni so tudi za 3D-tisk maket, kipcev, različnih dekorativnih elementov in tistih funkcionalnih objektov, ki ne bodo izpostavljeni toploti.

Rezultati 3D-tiska iz ABS plastike: zaradi skrčka materiala je pri 3D-modeliranju potrebno upoštevati določeno toleranco za pridobitev točnega 3D-objekta (odvisno od proizvajalca materiala). Zdrži višjo toplotno obremenitev, vendar ni primeren za zunanjo rabo, saj ni UV odporen. ABS plastika je druga najpogosteje uporabljena plastika v svetu 3D-tiska, saj je izredno močna in vzdržljiva.

Več o ABS in PLA plastiki

Čeprav se PLA kot skoraj najbolj razširjen filament zdi nekaj navadnega in enostavnega, ga njegova ekološka nota zagotovo uvrsti med pomembnejše filamente. PLA plastika je namreč narejena na osnovi obnovljivih virov, kot sta koruzni škrob in sladkorni trs. PLA je razgradljiv, lahko se ga tudi reciklira.

Iz PLA natisnjeni objekti so sicer trdni in uporabni, vendar niso odporni na visoke temperature; če objekt npr. pustite v avtu na vroč poletni dan, se ta utegne zmehčati, ob dolgotrajni izpostavljenosti soncu pa začne bledeti. PLA ni odporen na močne udarce, je pa nadvse uporaben za praktične in okrasne objekte, prav tako pa je vsesplošno uporaben pri praktično vseh 3D-tiskalnikih, ki uporabljajo tehnologijo ciljnega nalaganja, saj za 3D-tiskanje z njim načeloma ni potrebna ogrevana postelja.

Zelo konkretno alternativo PLA predstavlja ABS plastika, ki jo kot material srečujemo vsakodnevno – iz nje so narejene lego kocke, gradbene čelade in podobno. ABS je odporen na udarce, zato je namen, za katerega se natisnjeni objekti uporabljajo, malce drugačen kot pri PLA. ABS ne zbledi, se ne zmehča (tudi tiska se ga pri višji temperaturi), zaradi svoje odpornosti pa je primeren za mehanske objekte. Iz ABS so na primer natisnjeni nekateri sestavni deli 3D-tiskalnikov; zobato kolo, ki bi se v primeru izbire drugega filamenta hitro obrabilo, ima dolgo življenjsko dobo, prav tako držala za vodila in podobno.

Glavna slabost ABS je njegova sestava. ABS je namreč narejen na osnovi nafte in zato ni ravno okolju prijazen filament. Tudi pri 3D-tisku znajo biti težave, če 3D-tiskalnik nima ogrevane postelje – v tem primeru se z ABS ne da 3D-tiskati, saj se prva plast ne prime površine, če le-ta ni segreta na 100°C. Vsekakor je pozitivna točka tega materiala to, da se ga da reciklirati, kar morda zmanjša drugače razmeroma močen negativen učinek na okolje.

Potrebno je omeniti še težavno stran vseh filamentov za 3D-tiskanje to, da je kvaliteta nakupljenega filamenta odvisna od natančnosti pri njegovi predelavi; pogosto se dogaja, da filament v celoti ni predelan na enakomeren premer, tako da lahko pride do manjših težav pri ekstrudanju filamenta, a o tem naslednjič.

Primerjave

Med seboj smo primerjali rezultate treh znamk filamentov (štirih različnih serij). Znamke filamentov v naši ponudbi smo izbrali tekom testiranja filamentov, ki so dostopni na slovenskem trgu – izbrane znamke so se na naših 3D-tiskalnikih najbolj obnesle. Primerjave med njimi so v osnovi namenjene uporabnikom znamk 3D-tiskalnikov, ki jih imamo v ponudbi, in naročnikom 3D-tiska po naročilu.

Pri materialih kvaliteta in učinek zelo variirata glede na proizvajalca materiala. Pri HIPS materialu je npr. rezultat odličen pri Zortraxu, pri PrimaSelect HIPS pa z dobljenim objektom nismo bili tako zadovoljni – rezultati so bili vseeno primerne kakovosti, da smo filament uvrstili v ponudbo. Pri izbiri materiala je pomembno tudi, kateri 3D-tiskalnik imate in katero programsko opremo uporabljate. V kolikor spodnji podatki niso zadostni za sprejem odločitve, nas lahko kontaktirate (navedene materiale smo sicer testirali na več modelih 3D-tiskalnikov, rezultati pa so podani za najboljšo kombinacijo naprave – programske opreme – materiala).

Primerjalne tabele

PLA

PrimaSelect PLA PrimaValue PLA Polymaker PolyMax PLA Polymaker  PolyPlus PLA kriteriji
* * * * Elastičnost
*** *** **** *** Trdnost materiala
**** **** ***** ***** Trdnost po plasteh
60 – 65 60 – 65 60 – 65 60 – 65 Začetek deformacije objekta (°C)
* * * * Skrček materiala
**** **** ***** **** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
**** **** ***** **** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
750, 2300 1000 750, 3000 750, 3000 Pakiranja (g)
Raise3D N2 Raise3D N2 Raise3D N2 Raise3D N2 Uporabljena naprava
FDA approved Posebnost
PrimaSelect PLA  PolyMax PLA PolyPlus PLA Posebnost

ABS

PrimaSelect ABS PrimaSelect ABS+ PrimaValue ABS Zortrax ABS kriteriji
** ** ** ** Elastičnost
*** **** *** *** Trdnost materiala
**** **** **** *** Trdnost po plasteh
80 – 100 80 – 100 80 – 100 80 – 100 Začetek deformacije objekta (°C)
**** *** **** **** Skrček materiala
*** ** ** *** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
*** *** *** **** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
750 750 1000 800 Pakiranja (g)
Raise3D N2 Raise3D N2 Raise3D N2 Zortrax M200 Uporabljena naprava
PrimaSelect ABS PrimaSelect ABS+ Zortrax Z-ABS Specifikacija

Opozorilo Zaradi skrčka ABS materiala odsvetujemo 3D-tisk velikih objektov, saj lahko pride do razplastitve objekta že med 3D-tiskom. ABS je primeren za 3D-tisk na 3D-tiskalnikih z ogrevano posteljo (100 stopinj) in komoro za zaščito pred zunanjimi vplivi (prepih, hladna soba, …).

PETG

PrimaSelect PETG Zortrax PETG kriteriji
* **** Elastičnost
**** **** Trdnost materiala
**** *** Trdnost po plasteh
80 – 100 80 – 100 Začetek deformacije objekta (°C)
* * Skrček materiala
*** ** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
*** *** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
750, 2300 800, 2000 Pakiranja (g)
Raise3D N2 Zortrax M300 Uporabljena naprava
FDA approved Odporen na soli, kisline in alkale Posebnost
PrimaSelect PETG Zortrax Z-PETG Posebnost

HIPS

PrimaSelect HIPS Zortrax HIPS kriteriji
*** **** Elastičnost
*** **** Trdnost materiala
*** *** Trdnost po plasteh
80 – 100 80 – 100 Začetek deformacije objekta (°C)
* * Skrček materiala
** **** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
** **** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
750 800, 2000 Pakiranja (g)
Raise3D N2 Zortrax M300 Uporabljena naprava
PrimaSelect HIPS Zortrax Z-HIPS Specifikacija

Opozorilo HIPS material se v primeru 3D-tiska tankih sten hitro zlomi.

Posebni materiali

PrimaSelect ASA+ PrimaSelect PC Polymaker PC-Max Zortrax ASA-Pro Zortrax PCABS kriteriji
** ** ** *** ** Elastičnost
***** ***** ***** *** ***** Trdnost materiala
**** ***** ***** **** ***** Trdnost po plasteh
90 – 100 120 – 140 110 – 130 90 – 100 100 – 110 Začetek deformacije objekta (°C)
**** **** **** * **** Skrček materiala
** ** *** *** *** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
** ** *** *** ** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
750 500 750 800 800 Pakiranja (g)
Raise3D N2 Raise3D N2 Raise3D N2 Zortrax M200 Zortrax M200 Uporabljena naprava
delno UV odporen Izjemno odporen na udarce, primeren za mehanske dele Izjemno odporen na udarce, primeren za mehanske dele delno UV odporen, primeren za zunanjo uporabo Izjemno odporen na udarce, primeren za mehanske dele Posebnost
PrimaSelect ASA+ PrimaSelect PC Polymaker PC Max Zortrax Z-PCABS

Gumijasti materiali

PrimaSelect FLEX Polymaker PolyFlex kriteriji
***** ***** Elastičnost
*** *** Trdnost materiala
*** *** Trdnost po plasteh
65 – 90 N/A Začetek deformacije objekta (°C)
* * Skrček materiala
** ** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
** ** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
500 750 Pakiranja (g)
Raise3D N2 Raise3D N2 Uporabljena naprava
Priporočena uporaba BondTech ekstruderju Zaradi manjše razteznosti materiala v niti se lažje 3D-tiska z navadnim ekstruderjem Posebnost
PrimaSelect Flex Polymaker PolyFlex Specifikacija

Opozorilo Pri gumijastih materialih je bistveno težje odstraniti podporni material, v kolikor je le-ta prav tako iz gume. Uspešnost 3D-tiska kombinacije gume in drugega materiala je pogojena z geometrijo objekta.

Posebni materiali – drugo

Izjemni rezultati ob minimalnem podpornem materialuNamenjen naknadnemu glajenju s PolysherjemPosebnost

Zortrax Z-ULTRAT PolyMaker PolySmooth kriteriji
** * Elastičnost
**** *** Trdnost materiala
**** *** Trdnost po plasteh
65 – 90 N/A Začetek deformacije objekta (°C)
*** ** Skrček materiala
***** ***** Enostavnost 3D-tiska (ITL ocena)
***** **** Ocena lepote končanega objekta (ITL ocena)
800 750 Pakiranja (g)
Zortrax M200 Raise3D N2 Uporabljena naprava
Zortrax Z-ULTRAT Specifikacija
Loading