Spis treści:
Filamenty PET-G mają znaczny udział w rynku materiałów eksploatacyjnych dla drukarek 3D. Warto poznać ich zalety i zasady prawidłowego używania w codziennych wydrukach.
PET-G – najważniejsze informacje
Skrót PET-G pochodzi od angielskiej nazwy Polyethylene Terephthalate Glycol-modified –na język polski tłumaczonej jako poli (tereftalan etylenu) z domieszką glikolu. Filamenty PETG łączą wytrzymałość i elastyczność polietylenu tereftalanu (czyli „czystego” PET, znanego m.in. jednorazowych butelek do napojów) z elastycznością oraz zmniejszoną podatnością na krzywienie – za te ostatnie zalety odpowiada właśnie dodatek glikolu. Drukowanie z użyciem PET-G staje się coraz popularniejsze, szczególnie wśród użytkowników poszukujących tworzyw o większej wytrzymałości mechanicznej w porównaniu do PLA (polilaktydu), lecz chcących uniknąć trudności, związanych z drukowaniem za pomocą bardziej wymagających materiałów, np. ABS, ASA czy też Nylonu.
Materiał ten jest odporny na udary i wykazuje dobrą giętkość, co czyni go idealnym do produkcji części, które muszą wytrzymać np. powtarzalne obciążenia mechaniczne. Filament PET-G jest również odporny na działanie wody i wielu chemikaliów, co zwiększa zakres jego zastosowań o rozmaite elementy pracujące np. na zewnątrz budynków (dobrym przykładem będą tutaj eksploracyjne roboty mobilne).
PET-G uchodzi za tworzywo o doskonałej przyczepności warstw (adhezji), co oznacza, że warstwy materiału bardzo dobrze łączą się ze sobą, zapewniając silne i wytrzymałe wydruki. Wspomniana zaleta ma także duże znaczenie dla szczelności ścian detalu, dzięki czemu – przy użyciu odpowiednich ustawień slicera – za pomocą PETG można drukować nawet naczynia na wodę, choć niektórym użytkownikom udaje się tworzyć… niewielkie zbiorniki powietrza! Co ważne, kopolimer polietylenu tereftalanu zachowuje również doskonałą przezroczystość (na rynku dostępne są filamenty o wyglądzie przypominającym bezbarwne lub barwione szkło), co czyni ten materiał idealnym do produkcji osłon, oświetlenia lub elementów makiet architektonicznych, mających imitować szklane szyby.
Wydruki z PET-G mogą być jednak nieco mniej szczegółowe w porównaniu z innymi materiałami, takimi jak PLA, ze względu na wyższą temperaturę drukowania i tendencję do “wyciekania” plastiku z dyszy hotendu. Omawiany filament wymaga również odpowiedniej konfiguracji drukarki 3D, która umożliwi utrzymanie wyższej temperatury drukowania, zazwyczaj między 220 a 250 oC, oraz odpowiednio przygotowanej powierzchni stołu drukującego.
Mimo tych wyzwań, PET-G jest wysoce wszechstronnym materiałem do druku 3D, oferującym unikalne połączenie wytrzymałości, elastyczności i estetyki. To czyni go idealnym wyborem dla użytkowników profesjonalnych, choć stosunkowa łatwość druku sprawiła, że szybko trafił również pod przysłowiowe strzechy – do amatorskich warsztatów, a także pracowni szkolnych i uczelnianych.
PET PET-owi nie równy, czyli… przeglądamy dokumentacje producentów
Jako przykład wysokiej klasy filamentu PET-G weźmiemy „na warsztat” materiał, oferowany przez polską markę Devil Design. W większości drukarek FDM/FFF obecnych na rynku, głowica oraz ekstruder są dostosowane do filamentów o średnicy nominalnej 1.75 mm – w przypadku produktów Devil Design wymiar ten jest utrzymywany z tolerancją +/- 0.05 mm (50 mikrometrów!), zaś krągłość – z tolerancją +/- 0.02 mm (20 um). Stabilność wymiarowa jest kluczowa dla zapewnienia jednolitej ekstruzji materiału i minimalizacji ryzyka zatorów wewnątrz dyszy, a to wszystko przekłada się na wysoką jakość wydruków. Jednostka sprzedażowa opisywanych filamentów to rolka o masie 1 kg, co przekłada się na około 335 metrów filamentu – taka ilość wystarcza na długotrwałe sesje drukowania bez konieczności częstej wymiany rolki w trakcie produkcji większych detali.
Zalecana temperatura ekstruzji dla filamentów PET-G Devil Design wynosi od 220 do 250 °C, a temperatura stołu drukującego powinna mieścić się w przedziale od 70 do 80 °C. Co ważne, chłodzenie wydruku nie jest wymagane, choć w wielu przypadkach pozwoli poprawić jakość „trudniejszych” fragmentów, np. mostów. Marka Devil Design produkuje filamenty PETG w szeregu różnych wariantów kolorystycznych, od standardowej gamy barw podstawowych, do specjalistycznych odcieni, wykorzystywanych przez artystów czy też projektantów wzornictwa przemysłowego. Końcowa powierzchnia detali ma wysoki połysk, warto także wspomnieć o bardzo niskim skurczu termicznym podczas studzenia wydruków – dzięki temu zjawisko podwijana krawędzi (charakterystyczne m.in. dla ABS) jest tutaj wyraźnie zredukowane.
Czy filamenty PET-G są szkodliwe?
Poszczególne materiały filamentów do druku 3D różnią się składem chemicznym, co bezpośrednio wpływa na potencjalne zagrożenia związane z ich użytkowaniem. W przypadku niektórych materiałów, opary wydzielane podczas druku mogą być szkodliwe dla zdrowia użytkownika (bądź osób trzecich, np. domowników), a nawet dla środowiska naturalnego.
Dobrym przykładem jest tu ABS (akrylonitryl butadien styren) – choć należy do najczęściej używanych filamentów, to jednak podczas druku emituje styren – organiczny związek chemiczny, który według wielu badań może być szkodliwy dla zdrowia człowieka. Styren jest bowiem znany z ostrego, chemicznego zapachu i długotrwałe narażenie na niego może prowadzić do podrażnień dróg oddechowych, oczu, a nawet skóry. Z kolei nylon, nazywany również poliamidem, podczas druku (w wyniku podgrzewania do wysokiej temperatury) może emitować kaprolaktam – związek chemiczny drażniący dla oczu, skóry i błon śluzowych układu oddechowego. Podobne problemy sprawia także poliwęglan (PC), który w czasie podgrzewania wydziela toksyczny fenol. Mało tego – filamenty zawierające drewno lub metal mogą również emitować drobne cząsteczki tych domieszek podczas druku, co zostało udowodnione w licznych badaniach naukowych. I chociaż te filamenty zazwyczaj mają niższy poziom emisji szkodliwych gazów, to długotrwała inhalacja cząstek stałych (podobnie, jak np. w przypadku miejskiego smogu) może również prowadzić do podrażnień układu oddechowego.
Wśród wszystkich filamentów wykorzystywanych z drukarkami 3D FFF/FDM, PET-G jest jednym z bezpieczniejszych materiałów (obok PLA) pod względem emisji szkodliwych substancji. Polietylen tereftalan glikolowy, jak sama nazwa wskazuje, jest modyfikacją polietylenu tereftalanu (PET), znanego z produkcji butelek do napojów, co samo w sobie świadczy w pewien sposób o jego bezpieczeństwie. Należy jednak zwrócić uwagę, iż oddziaływanie wysokiej temperatury nawet na polimer całkowicie przyjazny organizmowi ludzkiemu (dopóki mamy do czynienia z gotowymi detalami, np. pojemnikami spożywczymi), może w pewien sposób zwiększać ekspozycję na opary chemiczne. Sam PET-G nie zawiera wprawdzie szkodliwych substancji, które mogą występować w niektórych rodzajach plastiku, jednak podczas druku 3D, szczególnie przy wyższych temperaturach, mogą być emitowane niewielkie ilości szkodliwych związków, takich jak aldehyd octowy i formaldehyd.
Użytkownicy drukarek 3D opisują często opary wydzielane przez PET-G jako prawie niewyczuwalne lub mające słaby, nieco słodkawy zapach. Dlatego też zawsze zalecane jest drukowanie w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Nawet jeśli emisje będą niskie, długotrwałe narażenie na jakiekolwiek opary plastiku może prowadzić do podrażnień dróg oddechowych lub innych problemów zdrowotnych, w zależności od czasu drukowania, kubatury pomieszczenia, a także indywidualnej wrażliwości organizmu danej osoby.
Istotna okazuje się również kwestia utylizacji odpadów powstających podczas drukowania za pomocą PET-G. Jak większość tworzyw sztucznych, filament ten nie jest niestety biodegradowalny i jego nieodpowiednia utylizacja może stanowić zagrożenie dla środowiska. Z drugiej strony, w pełni nadaje się on do recyklingu, podobnie jak standardowe butelki PET.
