Spis treści:
Druk 3D wymaga stosowania materiałów o konkretnych właściwościach – niektóre z nich mogą jednak być szkodliwe. Jak jest w przypadku PCTG?
Co to jest PCTG?
PCTG to skrótowa nazwa policykloheksylenodimetylenotereftalanu, czyli związku chemicznego z grupy poliestrów termoplastycznych. Jego głównym zastosowaniem jest produkcja filamentu do drukarek 3D, a struktura w dużej mierze przypomina PET i PET-G – politereftalan etylenu. PCTG powstaje z kwasu tereftalowego, stosowanego również m.in. w wytwarzaniu włókien poliestrowych i barwników, oraz CHDM – mieszanki związków organicznych stosowanej np. w produkcji żywicy poliestrowej.
Podobnie jak PET, PCTG wyróżnia się odpornością na środki chemiczne oraz wysoką stabilnością pod względem kształtu i rozmiaru. Jego punkt topnienia jest jednak nieco wyższy i wynosi 285°C (dla PET – 260°C). Należy przy tym podkreślić, że właściwości materiału mogą zmieniać się już w mniejszej temperaturze, lecz mimo tego PCTG może wykazywać większą odporność na temperatury niż PET-G.
PCTG - lepszy odpowiednik PET-G?
Choć filament PCTG pojawił się na rynku stosunkowo niedawno, już teraz zyskał niemałe grono zwolenników, którzy uznają ten materiał za jeszcze lepsze rozwiązanie niż bardzo popularny PET-G. Oprócz wspomnianych już różnic w zakresie punktu topnienia warto zwrócić uwagę także na kilka innych zalet, które odróżniają PCTG od nieco starszego konkurenta. Przede wszystkim należy podkreślić zauważalnie większą odporność na uderzenia oraz inne uszkodzenia mechaniczne: w przypadku PET-G testowe wyniki sięgają 5-8 kJ/m2, podczas gdy dla PCTG jest to aż 90 kJ/m2. Tak duża różnica wynika z większej sprężystości materiału, dzięki której może on lepiej absorbować wstrząsy i uderzenia. Wytrzymałość temperaturowa sięga natomiast 76°C w przypadku gotowych obiektów (dla PET-G – ok. 70°C).
Gdzie można wykorzystać PCTG?
Główny obszar zastosowania PCTG to, podobnie jak w przypadku PET-G, wytwarzanie filamentów do drukarek trójwymiarowych. Właściwości tych dwóch materiałów wpływają jednak także na pewne różnice w ich docelowym zastosowaniu. Przede wszystkim PCTG sprawdzi się wszędzie tam, gdzie spodziewamy się drgań – nawet o stosunkowo dużej intensywności. Lepsza odporność termiczna sprawia ponadto, że można go bez problemu stosować w miejscach, w których występują wyższe temperatury.
Graniczna wartość pod tym względem jest co prawda zaledwie kilka stopni wyższa, jednak już taka różnica pozwoli rozszerzyć możliwe zastosowania filamentu.
Pozostałe właściwości PCTG, które warto znać
Podsumowując informacje związane z temperaturą i jej wpływem na materiał, kluczowe właściwości PCTG prezentują się następująco:
- temperatura druku – do 270°C;
- wytrzymałość cieplna – do 76°C;
- zalecana temperatura i czas suszenia – 60°C przez 4 godziny;
- zalecana temperatura stołu – 90-110°C.
To jednak nie wszystko – warto zwrócić uwagę również m.in. na przejrzystość materiału. Jest on nieco bardziej transparentny niż PET-G, co może przynieść zauważalne różnice podczas tworzenia projektów 3D. Wynika to z nieco niższej gęstości materiału, co ma znaczenie m.in. przy produkcji osłon do lamp LED. Materiał jest bezwonny – przy jego obróbce nie wydzielają się nieprzyjemne zapachy.
Czy PCTG jest szkodliwy?
Stosowanie tworzyw sztucznych – szczególnie w kontekście pracy przy wysokich temperaturach – często budzi pewne obawy w kwestii bezpieczeństwa dla użytkownika. Czy w przypadku PCTG są one zasadne? Materiał faktycznie charakteryzuje się pewnym poziomem toksyczności, jednak jest on znacznie niższy niż przy użyciu innych tworzyw – w szczególności monomerów. Co więcej, jego szkodliwość jest mniejsza nawet niż w przypadku PET-G i pozostałych popularnych filamentów. Produkty tworzone z użyciem PCTG są pozbawione bisfenolu A, dzięki czemu mogą być stosowane nawet w przypadku przedmiotów mających kontakt z żywnością.
PCTG a łatwość druku
Kolejną zaletą PCTG jest łatwe drukowanie. Urządzenia, które działają z użyciem tego filamentu, nie potrzebują zamkniętej komory, przez co mogą być znacznie prostsze w obsłudze nawet dla początkującego użytkownika. Nie trzeba także przejmować się wahaniami temperatury na drukowanej powierzchni – niska wartość skurczu przetwórczego materiału sprawia, że jest on odporny na tego typu zmiany.
Parametry druku przy wykorzystaniu filamentu PCTG
Aby móc wykorzystać wszystkie możliwości tego tworzywa, należy zadbać o odpowiednie warunki druku. Kluczową rolę odgrywa tutaj m.in. temperatura, o której już wspominaliśmy – oprócz tego warto zwrócić uwagę również na nawiew. Powinien on wynosić od 0% do 25%. Zalecana prędkość druku wynosi natomiast do 100 mm/s, z kolei prędkość retrakcji – od 10 do 30 mm/s.
Wykorzystanie PCTG w przemyśle
Druk 3D zyskuje coraz większą popularność w zastosowaniach profesjonalnych i industrialnych – nie inaczej jest w przypadku wytwarzania przedmiotów z użyciem materiału PCTG. Z uwagi na swoją wysoką wytrzymałość, udarność oraz łatwość druku jest on wykorzystywany m.in. w produkcji części zamiennych do różnego rodzaju maszyn.
Z elementami z PCTG można spotkać się również w motoryzacji – tworzywo stosuje się np. do tworzenia obudów podzespołów, wlotów powietrza, wlewów płynów czy różnego rodzaju akcesoriów, które wymagają precyzyjnego formowania w określony kształt. Co więcej, jest to dość lekki materiał, dzięki czemu cieszy się uznaniem również wśród producentów akcesoriów sportowych. Należy także podkreślić, że PCTG można w całości poddać recyklingowi.
Materiał PCTG - podsumowanie
PCTG to tworzywo sztuczne o wielu korzystnych właściwościach, które skupiają się głównie wokół jego odporności chemicznej oraz wysokiej stabilności kształtu. Dzięki temu jest to coraz szerzej stosowane rozwiązanie na rynku druku 3D. Brak konieczności korzystania z zamkniętej komory sprawia, że na PCTG można postawić nawet w domowej drukarce trójwymiarowej. Należy podkreślić również jego niską toksyczność – mimo tego przy obróbce materiałów sztucznych zawsze trzeba zachować stosowną ostrożność. PCTG to uniwersalny, trwały i bezpieczny materiał, który sprawdzi się w wielu różnych projektach z zakresu druku 3D.
