Przewodnik po właściwościach filamentów do druku 3D

Proces drukowania 3D zaczyna się na długo przed naciśnięciem przycisku rozpoczynającego wydruk. Kiedy zakres zastosowań jest bardzo szeroki, od pakowania żywności po maszyny przemysłowe, bardzo ważne jest, aby wybierać materiały zgodnie z ich właściwościami fizyczno-mechanicznymi oraz warto zwrócić uwagę czy wymagana jest odporność na uderzenia, ciepło lub chemikalia.

Właściwości fizyczno-mechaniczne filamentów do drukarek 3D

Materiały do druku 3D można podzielić na kategorie na podstawie ich krzywej naprężenia względem odkształcenia.

Filament PLA to jeden z najpopularniejszych filamentów stosowanych do wydruku w technologii FFF. Jest to materiał idealny zarówno dla osób początkujących jak i profesjonalistów. Wykorzystuje się go przy produkcji figurek, gadżetów oraz przy prototypowaniu. W porównaniu do filamentu ABS, jego temperatura topnienia w trakcie druku jest niższa oraz nie wydziela szkodliwych oparów. PLA to sztywny i wysoce odporny na odkształcenia materiał, który jest jednocześnie kruchy – co determinuje jego zastosowanie głównie na potrzeby prototypowania wizualnego.

Filament ABS to materiał techniczny charakteryzujący się wysoką trwałością. ABS posiada duży skurcz podczas wydruku. Aby wydrukowany model się udał należy zastosować wysoką temperaturę druku (240ºC - 260ºC) oraz podgrzewany stół roboczy (80ºC - 110ºC). ABS jest twardym i odpornym na chemikalia materiałem więc jest mniej podatny na pękanie co sprawia, że doskonale sprawdzi się przy produkcji ruchomych części oraz elementów wykorzystywanych w przemyśle.

Filament PA to półelastyczny materiał charakteryzujący się dużą odpornością na uderzenia oraz zdolnością pracy w temperaturze do 120ºC przez dłuższy czas. PA posiada dobrą odporność na oleje i zasady oraz wykazuje początkowy stopień sztywności przy małych odkształceniach i jest w stanie wytrzymać znaczne odkształcenie przed zniszczeniem.

Filament TPU to elastyczny materiał odporny na duże odkształcenia i uderzenia. TPU posiada właściwości gumy co sprawia, że wydruki są niezwykle elastyczne i trwałe. Idealnie sprawdzi się np. przy produkcji części samochodowych.

Wszystkie materiały BCN3D z wyjątkiem filamentu PP posiadają wytrzymałość na rozciąganie wyższe niż 25 MPa, co sprawia, że są materiałami idealnymi do tworzenia części konstrukcyjnych.

PP to twardy, elastyczny i odpornie chemicznie materiał, który jest jednocześnie bezpieczny dla kontaktu z żywnością. Dzięki swoim właściwościom posiada szeroki zakres zastosowań.

Najbardziej wytrzymałe na rozciąganie materiały w portfolio BCN3D to PLA oraz PAHT CF15.

PAHT CF15 to wysokotemperaturowy wzmocniony włóknem węglowym materiał, który charakteryzuje się możliwością pracy w wysokiej temperaturze oraz odpornością chemiczną.

Poniższy wykres przedstawia wyjątkowe właściwości elastomerowe filamentu TPU 98A. Materiały PA i PP zachowują się jak materiały półelastyczne, a filamentem PET-G wyróżnia się dobrym wydłużeniem o 23%, co daje ogólnie lepszy profil mechaniczny w porównaniu z PLA.

PET-G to materiał charakteryzujący się wysoką wytrzymałością oraz elastycznością. Doskonale sprawdzi się przy produkcji uchwytów i części odpornych na smary, benzynę oraz oleje.

Materiały PAHT CF15 i PP GF30 charakteryzują się niskim wydłużeniem przy zerwaniu, ze względu na sztywność, jaką zapewniają dodane włókna.

Pod względem sztywności najlepiej sprawdzają się włókna kompozytowe: PAHT CF15 o module 5,1 GPa i PP GF30 o 2,6 GPa. Włókno węglowe i szklane zapewniają wysoką stabilność wymiarową, zapobiegając ślizganiu się łańcuchów polimerowych i zmniejszając w ten sposób plastyczność mieszanki.

Odporność filamentów na uderzenia

Poniższy wykres przedstawia energię uderzenia filamentów BCN3D, wyrażoną w KJ/m2. Pierwszą rzeczą rzucającą się w oczy jest duża energia uderzenia PA, wynikająca z jego elastyczności i półkrystalicznego charakteru. Jednak PA nie jest sztywny, a do zastosowań, w których wymagana jest kombinacja sztywności i wytrzymałości, w tym przypadku ABS jest idealnym rozwiązaniem.

Temperatura ugięcia filamentów pod wpływem ciepła

Następujący wykres przedstawia temperaturę ugięcia pod wpływem ciepła materiałów BCN3D. Filamenty PP GF30 i PAHT mogą być narażone na temperaturę powyżej 100ºC natomiast materiały ABS i PA są odpowiednie do warunków pośrednich. Podstawowe filamenty firmy BCN3D nie mogą być poddawane działaniu wysokiej temperatury.

Wpływ chemikaliów na filamenty

Chemikalia oraz woda mogą wyrządzić wiele szkód. Dlatego aby uzyskać odporność na kwasy należy zapoznać się z takimi materiałami jak PP i PP GF30. Filamenty PP, PP GF30 i PET-G są wodoodporne, natomiast przy kontakcie z rozpuszczalnikami polecane są filamenty PP oraz filamenty PP GF30.

Ocena właściwości materiału oraz dobranie odpowiedniego filamentu powinna zawsze znajdować się na szczycie listy w procesie tworzenia doskonałego wydruku.

Zobacz drukarki 3D BCN3D:

Zobacz filamenty BCN3D:

Zobacz nowe filamenty BCN3D: