Branża druku 3D bardzo chętnie korzysta z materiałów eksploatacyjnych, które od lat wykorzystywane są w innych obszarach. Oczywiście zdarza się również, że tworzywa stosowane w przemyśle ulegają pewnym modyfikacjom, ponieważ dzięki różnego rodzaju domieszkom lepiej sprawdzają się w roli filamentów do druku 3D. Spośród wielu dostępnych obecnie na rynku materiałów najpopularniejsze okazują się niezmiennie dwa: filamenty ABS oraz filamenty PLA. W dzisiejszym artykule zajmiemy się tymi pierwszymi, które mogą okazać się użyteczne nie tylko w zastosowaniach profesjonalnych, ale także domowych.
Właściwości i zastosowania tworzywa ABS
ABS to skrót od chemicznej nazwy tworzywa: akrylonitrylo-butadieno-styren. Dzięki styrenowi produkty wykonane z tego materiału mają nieprzepuszczalną powierzchnię, a butadien sprawia, że wykazują one wyższą odporność na niskie temperatury (od -20oC). W przemyśle wykorzystywany jest fakt, że ABS bardzo łatwo poddaje się formowaniu, dlatego można używać go we wtryskarkach. Z tworzywa tego produkuje się zatem zarówno zabawki (choćby popularne klocki Lego), obudowy przedmiotów codziennego użytku, jak i elementy instrumentów muzycznych, akcesoriów sportowych czy mebli, ale także rury montowane w instalacjach odpływowych. Detale wykonane z ABS mają pewną ograniczoną, niewielką elastyczność, dzięki której są znacznie bardziej odporne na pękanie pod obciążeniem zginającym niż inne rodzaje popularnych tworzyw.
Filament ABS a temperatura druku
Akrylonitrylo-butadieno-styren okazał się wprost idealnym materiałem do druku 3D. Ze względu na niezbyt wysoką temperaturę topnienia można stosować go w wielu drukarkach dostępnych na rynku. Co ciekawe, temperatura ta nie jest ściśle określona, ponieważ filamenty ABS mają strukturę amorficzną – z powodzeniem sprawdza się tu jednak zakres od 220 do 260oC. Ważne, aby drukarka 3D wyposażona była w funkcję podgrzewania stołu roboczego, ponieważ filament ABS ma tendencję do „odskakiwania” od podłoża. Problem ten rozwiązuje się z jednej strony właśnie poprzez odpowiednio podgrzane pole robocze, z drugiej strony natomiast przy wykorzystaniu soku ABS i innych preparatów zwiększających przyczepność.
Przy zagadnieniach temperatury musimy przypomnieć, że filament ABS podczas schładzania ma tendencję do kurczenia się, co może prowadzić w skrajnych sytuacjach do odkształcania lub nawet pękania powstającego modelu (oczywiście sporo zależy tu od wymiarów wydruku). I z tą kwestią można poradzić sobie bez trudu, wyposażając drukarkę 3D w specjalną osłonę, gwarantującą podtrzymanie temperatury przez cały proces produkcji. Obudowa taka ma jeszcze jedną zaletę: ogranicza przedostawanie się do otoczenia oparów, które w przypadku filamentów ABS mają dosyć ostry zapach i są szkodliwe dla ludzkiego organizmu. Z tego też względu podczas drukowania modeli z użyciem akrylonitrylo-butadieno-styrenu należy zadbać zawsze o dobrą wentylację pomieszczenia, a najlepiej – bezpośredni wyciąg i filtrację oparów.
Inne ważne właściwości filamentów ABS
Ogromną zaletą filamentów ABS jest wytrzymałość i odporność na uderzenia – pod tym względem znacznie przewyższają one popularne PLA. Co więcej, modele wykonane z tego materiału można poddawać dalszej obróbce, np. poprzez wiercenie albo szlifowanie – bez ryzyka, że tworzywo zacznie się topić lub kruszyć (o ile nie zostanie użyta wysoka prędkość obrotowa narzędzia, np. wiertła czy tarczy szlifierskiej). Pewną niedogodność w druku 3D z wykorzystaniem filamentów ABS stanowi nieco zmatowiona powierzchnia, którą można jednak w łatwy sposób wygładzić i nadać jej połysk, wykorzystując do tego celu opary czystego acetonu. Zdecydowanie nie należy nanosić płynnego acetonu bezpośrednio na powierzchnię modelu z ABS, ponieważ zbyt silna reakcja uszkodzi zewnętrzną warstwę tworzywa.
Spójrzcie wyżej na bransoletę stworzoną z wykorzystaniem filamentu ABS – giętka, a trwała.
Rynkowa oferta filamentów ABS
Filamenty ABS w „naturalnej” postaci mają barwę kremową. Poszczególni producenci wprowadzają jednak do swoich ofert bardzo szeroką gamę barwionych filamentów ABS – stąd możliwość zakupu tworzywa czarnego, w kolorach podstawowych (czerwony, zielony, niebieski, żółty), ale także pomarańczowych, błękitnych czy szarych. Marka Devil Design poszła nawet o krok dalej, udostępniając miłośnikom druku 3D transparentne filamenty ABS-T – przezroczyste lub barwione. Oprócz zauważalnej zmiany barwy, zmodyfikowane tworzywo ABS wyróżnia się mniejszą rozszerzalnością cieplną – zatem jest mniej narażone na odkształcenia, gdy wydruk ulegnie schłodzeniu. Filamenty ABS oferowane są najczęściej w szpulach włókien o przekroju 1,75 mm (co jest standardową wartością dla większości urządzeń do druku 3D). Masa szpuli wynosi najczęściej 750 g, 1 kg lub 2 kg.
Zainteresowany drukiem 3D?
Rzuć okiem na kanał YouTube Botland, a w szczególności na serię filmów o filamentach oraz kursy projektowania 3D!
Podsumowanie
Filamenty ABS sprawdzą się wszędzie tam, gdzie gotowy model ma być poddawany dalszej obróbce, np. szlifowany lub wiercony. Wysoka trwałość tworzywa akrylonitrylo-butadieno-styrenowego sprawiła, że już na długo przed powstaniem drukarek 3D było ono powszechnie wykorzystywane w produkcji obudów, zabawek, mebli czy też sprzętu medycznego. Dostępne obecnie na rynku filamenty ABS pozwalają na tworzenie lekkich i wytrzymałych modeli. W ofercie materiałów eksploatacyjnych do druku 3D pojawiają się także zmodyfikowane warianty ABS o zmniejszonej podatności na kurczenie.
Jedna odpowiedź