Czas czytania: 4 min.
Wydruk 3D to nie tylko kwestia modelu i ustawień drukarki. Wybór filamentu ma znaczenie dla ostatecznego efektu. Inny materiał sprawdzi się w makiecie architektonicznej, a zupełnie inny w części mechanicznej narażonej na obciążenia czy w obudowie, która ma przetrwać lata na słońcu. W poradniku krok po kroku omówimy, jak dopasować filament do specyfiki projektu – od dekoracyjnych modeli, przez elementy funkcjonalne, aż po elastyczne detale.
Artykuł powstał we współpracy z autorem zewnętrznym i jest publikowany gościnnie poza naszym standardowym procesem redakcyjnym. Traktuj go jako materiał uzupełniający.
Rodzaje projektów 3D a wymagania materiałowe
Przyjrzymy się popularnym materiałom takim jak PLA, PETG, TPU, ABS czy ASA, a także kryteriom wyboru od wytrzymałości i odporności UV, po temperaturę pracy i elastyczność. Wszystko jest po to, aby można świadomie dobrać filament, który nie tylko ułatwi druk, ale też zapewni długotrwałą satysfakcję z efektu. Nie każdy projekt stawia przed filamentem te same wyzwania. To, co będzie idealne do wydrukowania ozdobnej figurki, może całkowicie zawieść w obudowie urządzenia pracującego w pełnym słońcu czy w elastycznym mocowaniu. Dlatego dobór materiału warto zacząć od określenia charakteru projektu i oczekiwań wobec gotowego wydruku. W projektach, które mają przede wszystkim cieszyć oko, liczy się estetyka, łatwość uzyskania gładkich powierzchni i detali. Wydruk powinien być możliwie wolny od niedoskonałości, a czas pracy i koszty umiarkowane. Najprostszy w druku jest PLA. Oferuje do tego szeroką gamę kolorów i “efektów specjalnych” pokroju imitacji drewna czy błyszczenia. Czasem można postawić na PETG, jeśli projekt ma być bardziej odporny na uszkodzenia mechaniczne. PETG to dobry kompromis między wytrzymałością a łatwością druku. ABS jest odporny na temperaturę i uderzenia, ale wymaga zamkniętej komory. Nylon lub kompozyty wzmacniane włóknem węglowym zalecamy do szczególnie wymagających elementów. Gdy chodzi o projekty funkcjonalne, elementy mechaniczne i części zamienne, to liczą się przede wszystkim wytrzymałość mechaniczna, odporność na temperaturę i tarcie, a często także stabilność wymiarowa w czasie. Niewłaściwy materiał szybko pięknie lub odkształci się pod wpływem obciążeń, potrzebne będą więc wysoka wytrzymałość na rozciąganie, odporność cieplna i dobra adhezja między warstwami. W elementach wymagających giętkości i odporności na wielokrotne zginanie kluczowa jest sprężystość i odporność na zmęczenie materiału. Tu standardowe, sztywne filamenty zawodzą. Elastyczność, odporność na ścieranie, dobra adhezja między warstwami przy niskim module sprężystości zapewnią elastyczny, ale stosunkowo łatwy w druku TPU i jeszcze bardziej miękki, ale wymagający wprawy w ustawieniach drukarki TPE.
Przegląd popularnych filamentów do druku 3D i ich zastosowań
Każdy materiał ma swoje mocne i słabe strony, które decydują o tym, do jakich projektów nadaje się najlepiej. PLA, czyli polilaktyd, to najpopularniejszy filament w druku 3D, szczególnie wśród początkujących. Drukuje się łatwo, ma niski skurcz i dobrą jakość detali. Jego zalety to łatwość druku, niska cena, bogata paleta kolorów i efekciarskich wariantów oraz biodegradowalność. Warto go jednak unikać, gdy potrzebna jest wysoka odporność na temperaturę, bo może powodować odkształcenia powyżej ~60 °C oraz kruchość w porównaniu z innymi materiałami. PETG łączy prostotę druku z dobrą wytrzymałością mechaniczną i odpornością na warunki atmosferyczne. To kompromis między wytrzymałością a łatwością druku. Jest odporny na uderzenia, ma przyzwoitą odporność chemiczną – z zastrzeżeniem, że to zawsze jest do sprawdzenia indywidualnie w połączeniu z innymi materiałami, odporność UV oraz niewielki skurcz. Jest jednak podatny na stringing i nieco trudniejszy w obróbce po druku. TPU to elastyczne projekty bez pęknięć, odporność na ścieranie i dobra adhezja między warstwami. Jest dobrze znany z telefonowych etui. Przy TPU musimy jednak wziąć pod uwagę wolniejszy druk i dostosowanie podajnika filamentu. ABS to wytrzymałość, ale z wymaganiami zamkniętej komory, odporność na temperaturę do ~100 °C, dobra udarność i możliwość łatwego wygładzania oparami acetonu. Wykazuje jednak duży skurcz, a to ryzyko pękania i odklejania, a do tego wydziela zapach przy druku. ASA możemy określić roboczo jako „ABS odporny na UV”, a zatem jako świetny wybór do projektów zewnętrznych. To wysoka odporność na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne oraz wytrzymałość mechaniczna zbliżona do ABS.
Kluczowe czynniki przy wyborze filamentu
Każdy projekt ma określone wymagania, które warto przeanalizować jeszcze przed włączeniem drukarki. Żadne parametry nie zastąpią rozsądnych pytań, dlatego zacznijmy od tego, gdzie i w jaki sposób wydruk będzie używany, jakie obciążenia będzie przenosił, czy będzie narażony wysoką lub niską temperaturę, wilgoć, promieniowanie UV lub środki chemiczne i jak ważny jest wygląd wydruku w stosunku do jego funkcjonalności. Oczywiście osobna kwestia to ograniczenia naszej drukarki 3D. Wspomniane czynniki to kolejno:
- temperatura pracy i środowisko,
- wytrzymałość mechaniczna i odporność na zużycie,
- elastyczność i sprężystość,
- łatwość druku i tolerancja błędów,
- wykończenie i estetyka powierzchni.
Wszystko do druku 3D - i jeszcze więcej
Odkryj drukarki 3D, filamenty i akcesoria oraz tysiące produktów z kategorii elektroniki, Arduino, Raspberry Pi, robotyki i programowania. Sprawdź pełną ofertę w największym sklepie dla fanów druku 3D w Polsce.
Jeśli wydruk będzie narażony na wysokie temperatury w pobliżu silnika czy w pełnym słońcu, to PLA może się odkształcić już przy ~60 °C. Lepszym wyborem będą PETG, ABS, ASA lub PC. Z kolei dla zastosowań w i i na zewnątrz kluczowa jest odporność na UV i wilgoć. Tu dobrze sprawdzają się ASA i PETG. Części przenoszące obciążenia lub pracujące w ruchu wymagają materiałów o dużej udarności i odporności na ścieranie. Nylon, PETG i filamenty z włóknem węglowym sprawdzą się w przekładniach i uchwytach, gdzie PLA szybko by pękło. Tu warto dodać ważną uwagę, że filamenty z dodatkiem włókna węglowego CF Carbon Fiber mają świetne właściwości, ale są specjalnym przypadkiem i nie nadają się do każdej drukarki. Do ich druku konieczne jest stosowanie dysz utwardzanych/hartowanych, bo standardowe dysze mosiężne zużyją się bardzo szybko. Nie wszystkie projekty muszą być sztywne, a elementy amortyzujące, uszczelki czy zaczepy wymagają filamentu, który po zgięciu wraca do pierwotnego kształtu. TPU i TPE są tu bezkonkurencyjne, choć wymagają wolniejszego druku i odpowiedniego podajnika. Niektóre filamenty, jak PLA czy PETG, są „przyjazne” nawet dla początkujących, mają niski skurcz i dobrą adhezję warstw. Inne, jak ABS, ASA czy PC, wymagają stabilnej temperatury w zamkniętej komorze, precyzyjnych ustawień i cierpliwości. Jeśli liczy się wygląd, to weź pod uwagę nie tylko to, co z wyjedzie z drukarki 3D, ale i możliwości obróbki po zakończeniu wydruku. PLA i PETG dają gładkie powierzchnie od razu, ale trudniej je szlifować. ABS można wygładzać oparami acetonu, a filamenty z dodatkami imitującymi drewna i metale dają unikalny wygląd bez dodatkowej obróbki.
