Краткий обзор типов пластика для печати по технологии FDM

В этой статье мы расскажем Вам как о наиболее популярных и доступных, так и о новых, очень привлекательных для дизайнеров, типах пластика для печати по технологии FDM.

Открывает наш список наиболее популярный и часто встречающийся в технологиях быстрого прототипирования материал:

PLA

PLA (полилактид) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник. Используется для производства изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов. Полилактид отвечает концепции устойчивого развития, так как для его синтеза используются ежегодно возобновляемые природные ресурсы. Упаковочные изделия из полилактида — экологически чистая альтернатива традиционной бионеразлагаемой упаковке, на основе нефти. При производстве PLA в атмосферу выбрасывается на 50 % меньше углекислого газа, чем при производстве полимеров на основе нефти, а использование ископаемых ресурсов меньше на 35 %, при этом использование растворителя не требуется. Таким образом, производство PLA является экологически чистым.

Детали из PLA имеют хорошее скольжение, из них можно делать подшипники скольжения. Он не токсичен и его можно давать детям. Отлично подходит для большой и маленькой печати, поскольку имеет маленький коэффициент температурной деформации по сравнению с ABS. Срок годности 20 лет при температуре 50 градусов Цельсия.

Температура печати: 190~230 °С

Подогреваемый стол не обязателен : 40-50 °С

Температура размягчения: 190 °С;

Плотность: 1,2 кг/м²;

Предел прочности на разрыв: 40 МПа;

Коэффициент удлинения: 30 %.

ABS

ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров). Пропорции могут варьироваться от 15 до 35 % акрилонитрила, 5 до 30 % бутадиена и 40 до 60 % стирола. Производство одного килограмма ABS требует эквивалента примерно 2 килограммов нефти в виде материалов и энергии. Также он может быть повторно переработан. Используется для изготовления: крупных деталей автомобилей (приборных щитков, элементов ручного управления, радиаторной решётки), корпусов крупной бытовой техники, радио- и телеаппаратуры, деталей электроосветительных и электронных приборов, игрушек, детских конструкторов и др.

Широко используется в FDM 3D принтерах. ABS-пластик стал популярным в системах быстрого прототипирования благодаря своей температуре стеклования — достаточно высокой, чтобы не возникало нежелательных деформаций при небольшом нагреве в бытовых условиях, но достаточно низкой для безопасной экструзии с помощью стандартных инструментов.

ABS -пластик — ударопрочный материал, относящийся к инженерным пластикам. Обладает более высокой стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с полистиролом общего назначения, ударопрочным полистиролом и другими сополимерами стирола. Превосходит их по механической прочности и жесткости. Износостоек. Выдерживает кратковременный нагрев до 90-100 °С. Максимальная температура длительной эксплуатации: 75 – 80 °С. Пригоден для нанесения гальванического покрытия, для вакуумной металлизации, а также для пайки контактов. Хорошо сваривается. Рекомендуется для точного литья. Имеет высокую размерную стабильность. Дает блестящую поверхность. Имеются специальные марки с повышенным и пониженным блеском. Стоек к щелочам, смазочным маслам, растворам неорганических солей и кислот, углеводородам, жирам, бензину. Растворяется в ацетоне, эфире, бензоле, этилхлориде, этиленхлориде, анилине, анизоле. Не стоек к ультрафиолетовому излучению. Характеризуется ограниченной устойчивостью против атмосферных воздействий и пониженными электроизоляционными свойствам и по сравнению с полистиролом общего назначения и ударопрочным полистиролом.

Температура печати 230-250 °C. Рекомендуется наличие подогреваемого стола для адгезии (90-100°C) и наличие закрытой камеры.

Плотность: 1,02-1,08 г/см³;

Прочность при растяжении: 35-50 МПа;

Прочность при изгибе: 50-87 МПа;

Прочность при сжатии: 46-80 МПа.

Относительное удлинение: 10-25 %;

Усадка (при изготовлении изделий): 0,4-0,7 %;

Влагопоглощение: 0,2-0,4 %;

Модуль упругости при растяжении при 23 оС: 1700 — 2930 МПа;

Ударная вязкость по Шарли (с надрезом): 10-30 кДж/м²;

Твердость по Бринеллю: 90-150 МПа;

Теплостойкость по Мартенсу: 86-96 °С.

Температура размягчения: 90-105 °С;

Максимальная температура длительной эксплуатации: 75-80 °С;

Диапазон технологических температур: 200-260 °С;

Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц: 2,4-5,0;

Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц: (3-7)•10-4;

Удельное объемное электрическое сопротивление: 5•1013 Ом/м;

Электрическая прочность: 12-15 МВ/м;

Температура самовоспламенения: 395 °С.

SBS

Отличная альтернатива PLA и ABS. Пластиковая нить имеет гибкую структуру и не подвержена ломкости и горению.

Текстура материала прозрачная и обладает хорошей адгезией при окраске. Отличительной особенностью SBS перед ABS или PLA является практически полное отсутствие усадки материала. Детали из SBS полностью безопасны и не содержат токсинов. Часто используют в печати светильников и плафонов.

• прозрачный;
• гибкий;
• безопасный.

В пищевой индустрии SBS пластик применяется для созданий бутылок и прозрачной посуды. Материал имеет все сертификаты по безопасности для использования с пищевыми продуктами. SBS пластик можно использовать при создании детских игрушек.

Температура печати 230-250 °C. Рекомендуется наличие подогреваемого стола для адгезии.

HIPS

HIPS (ударопрочный полистирол) – пластмассовая нить, растворяющаяся в лимонене, иногда используется для создания поддерживающих структур (особенно для ABS), которые могут быть легко удалены без механического воздействия. Лимонен – естественный растворитель, извлекаемый из корки лимонов и других цитрусовых. Температура печати HIPS приблизительно 230°C.

PET/PETG

Полиэтиленгликольтерефталат. Самый используемый пластик в мире. Его волокна вы можете найти в одежде, сосудах и контейнерах для еды, промышленных листах пластика, а также в сочетании со стекловолокном для технических смол. Тысячи видов товаров, продукты питания и напитки поставляются в этом материале и в него упаковываются.

PETG (называемый также сополиэфиром PET) — модифицированная версия PET. Модификация состоит в добавлении при полимеризации второго хвоста гликоля. Получается иррегулярная молекулярная структура, пластик чист и аморфен, температура стеклования — около 88 °C.

• PETG долговечен. Если сильно нагреть обычный PET, он становится мутным и хрупким. Чего не происходит с PETG: добавочный гликоль препятствует кристаллизации и ломкости. Новый материал обладает также впечатляющими ударопрочными свойствами.
• PETG непроницаем для ультрафиолета.
• Им можно профессионально печатать, его можно подвергать стерилизации.
• PETG пищебезопасный

Температура печати 230-250 °C. Рекомендуется наличие подогреваемого стола для адгезии.

Далее идут более экзотические виды пластика.

NYLON 618

Taulman 618 Nylon специально разработан для 3D печати, его отличительными особенностями является: хорошее соединение с поверхностью, высокая водонепроницаемость, хорошее сопротивлению разрыва и возможность впитывать краску. Модели напечатанные этим материалом имеют натурально белый цвет с прозрачной поверхностью. Пластик также легко можно окрасить, как до печати, так и после.

Taulman 618 Nylon соответствует требованиям Европейского Химического Агентства. В пластике не содержится никаких токсичных химикатов.

NYLON 645

Новый материал от компании Taulman 3D, Taulman 645 Nylon обладает неповторимыми характеристиками.

Ожидаемый предел прочности равен 16,533 фунта на квадратный дюйм (114 мПа), устойчивость на разрыв – 120%;

Taulman 645 Nylon обладает всеми теми же качествами, что и Taulman 618 Nylon 3D, но с улучшенными характеристиками;

Создан из материала самой высокой степени очистки;

Taulman 645 Nylon соответствует требованиям Европейского Химического Агентства. В пластике не содержится никаких токсичных химикатов;

Nylon 645 более прозрачный, чем Nylon 618.

LAYWOO

LAYWOO является композитом переработанного дерева (40%) и безопасного связующего полимера. Термическая стойкость материала подобна PLA. После печати он выглядит как изделие из дерева, пахнет деревом и приятен на ощупь, кроме того вы можете резать, шлифовать и разрисовывать свои изделия так же как вы можете это делать с любыми деревянными объектами.  Меняя температуру можно даже напечатать годовые кольца как на дереве. При 180°C на выходе получается светлый оттенок, а при 245°C — темный.

Почти нулевая деформация;

Материал состоит на 40% из дерева.

LAYBRICK

Laybrick — это нить с эффектом песчаника для 3D печати каменных поверхностей — блоков замков и средневековых стен, имитации камней при создании 3D-печатных ландшафтов и тд.

Материл LAYBRICK — «каменная» нить, может воспроизводить как гладкие, так и шероховатые поверхности. При увеличении температуры до 195 градусов Цельсия, 3D-напечатанный элемент приобретает очень реалистичный эффект зернистости, присущий песчанику.

Деформация материала практически нулевая;

Краска ложится на этот материал очень хорошо;

Имеет в своем составе натуральные минеральные материалы (мел и сополиэфир) ;

При температуре от 165 до 190 градусов — 3D напечатанная поверхность гладкая, при повышении температуры до 210 градусов — шероховатая.

PVA

PVA (поливинилацетат) – растворимый в воде пластмассовый полимер, который может использоваться для печати поддерживающих опор для PLA и ABS объектов, которые легко растворяются в теплой воде, оставляя прекрасную поверхность объекта и упрощая процесс удаления опор (обычно довольно утомительный). Температура печати – приблизительно 170°C и никогда не должна превышать 200 °C.