Toate tipurile de filamente pentru imprimare 3D explicate – Proprietăți, imprimare și cele mai bune utilizări

Ești confuz în privința opțiunilor de filament? Acest ghid actualizat analizează fiecare tip – de la PLA obișnuit la PEEK de înaltă performanță – astfel încât să poți imprima mai inteligent.

A pune mâna pe o imprimantă 3D deschide ușa către un univers de posibilități. Fie că este vorba de ceva funcțional, cum ar fi o clanță de ușă, fie de ceva recreativ, cum ar fi figurine de gaming, există un element comun care leagă toate: filamentul pentru imprimante 3D. Dacă nu faci diferența între PLA și ABS sau dacă nu ești sigur dacă ai nevoie de nailon sau polipropilenă, ai ajuns la locul potrivit.

Mai jos, vă oferim o prezentare generală ușor de înțeles (cu toate datele esențiale și utile) a tuturor tipurilor comune de filament pentru imprimante 3D pe care le puteți întâlni. De la materiale distractive precum PLA, care își schimbă culoarea, până la materiale rezistente precum polipropilena armată cu fibră de carbon, vă arătăm ce să folosiți și cum să îl utilizați.

Indiferent dacă imprimați armuri pentru cosplay în PLA, piese rezistente la impact în ABS sau componente flexibile în TPU, acest ghid vă va ajuta să alegeți materialul potrivit – și să obțineți cele mai bune rezultate posibile. Fiți cu ochii pe link-urile din aproape fiecare categorie către ghidurile noastre detaliate despre cum să imprimați cu aceste materiale și mărcile de top pe care le recomandăm. Filamentul este o afacere mare. Se așteaptă ca filamentul să fie vândut în valoare de peste un miliard de dolari în 2025 și nu merită tot.

Hai să analizăm întreaga gamă de filamente pentru imprimare 3D și să descoperim care sunt potrivite pentru următorul tău proiect.Există șase polimeri cei mai utilizați în imprimarea 3D: PLA, ABS, PETG, TPU, nailon și PC. S-ar putea să nu aveți nevoie niciodată de mai mult decât aceștia și, deși cifrele variază, se estimează că 50% din piața filamentelor este PLA, care oferă o gamă largă de proprietăți și tipuri. În această primă categorie, vă prezentăm cele șase filamente cele mai utilizate pentru imprimantele 3D, toate populare pentru proprietățile lor fizice specifice.

PLA

Ce este PLA?

În domeniul imprimării 3D pentru consumatori, acidul polilactic (PLA) este rege. Deși este adesea comparat cu ABS – probabil următorul pe tron ​​- PLA este cu ușurință cel mai popular tip de filament pentru imprimante 3D, și pe bună dreptate: este ușor de imprimat pe aproape orice imprimantă, vine într-o mare varietate de culori și stiluri și este de obicei cel mai ieftin.

Proprietățile filamentului imprimantei 3D: PLA

• Rezistență: Medie | Flexibilitate: Scăzută | Durabilitate: Medie
• Dificultate de utilizare:  Scăzută
• Temperatura de imprimare: 180 – 230 °C
• Temperatura patului de imprimare: 20 – 70 °C (dar nu este necesar)
• Contracție/deformare: Minimă
• Solubil: Nu
• Siguranța alimentară: Consultați instrucțiunile producătorului și citiți secțiunea „Este PLA sigur pentru alimente?”

În general, PLA este ușor de imprimat deoarece are o temperatură de imprimare mai scăzută decât majoritatea celorlalte filamente și nu se deformează la fel de ușor, ceea ce înseamnă că nu este necesară o placă de imprimare încălzită (deși cu siguranță ajută). Un alt avantaj al utilizării PLA este că este în general considerat un filament inodor, dar mulți au raportat mirosuri dulci de aburi asemănători bomboanelor, în funcție de tipul de PLA. Desigur, toate imprimările 3D ar trebui efectuate într-un mediu bine ventilat .

Un alt aspect atractiv al PLA este disponibilitatea sa într-o abundență aproape nesfârșită de culori și stiluri, atât de multe încât majoritatea imprimantelor de hobby nu vor trebui niciodată să părăsească domeniul PLA.

Principalele tipuri de PLA:

• PLA de mare viteză
• PLA umplut cu fibră de carbon ,
• PLA flexibil
• PLA pentru temperaturi înalte
• PLA ușor / spumos

PLA este mai ecologic decât multe filamente pentru imprimante 3D, deoarece este fabricat din resurse vegetale regenerabile, în principal amidon de porumb (cel mai comun), trestie de zahăr, manioc sau alte culturi bogate în carbohidrați. PLA este biodegradabil doar în condiții de compostare industrială (căldură ridicată, umiditate și activitate microbiană). În depozitele de deșeuri sau în mediile tipice, se comportă ca materialele plastice obișnuite.

Când ar trebui să utilizez filament PLA pentru imprimantă 3D?

În acest caz, o întrebare mai bună ar putea fi „când nu ar trebui să folosesc PLA?”. Comparativ cu alte tipuri de filament pentru imprimante 3D, PLA poate fi fragil și ușor de spart. Acesta este principalul motiv pentru care utilizatorii trec de la PLA la polimerii de mai jos.

De asemenea, ar trebui să evitați utilizarea PLA cu articole care trebuie să reziste la temperaturi mai ridicate, cum ar fi utilizarea în aer liber pe timp de vară, deoarece PLA tinde să se deformeze la temperaturi de 60 °C sau mai mari. Pentru toate celelalte aplicații, PLA reprezintă o alegere bună în general pentru filamentul imprimantelor 3D.

Printre imprimeurile comune se numără  machete, jucării rezistente la uzură, piese prototip și containere.

ABS

Ce este ABS-ul?

Acrilonitril butadien stirenul (ABS) este mai puțin popular decât PLA pentru imprimarea 3D de zi cu zi, în principal din cauza vaporilor săi periculoși. Cu toate acestea, în ceea ce privește proprietățile materialului, ABS este de fapt moderat superior PLA-ului, în ciuda faptului că este mai dificil de imprimat – este predispus la deformare fără un pat de imprimare fierbinte și un adeziv pentru pat.

Utilizat în mod obișnuit în turnarea prin injecție, ABS-ul se găsește în multe bunuri de uz casnic și de larg consum, inclusiv cărămizi LEGO și căști de bicicletă.

Proprietățile filamentului imprimantei 3D: ABS

• Rezistență: Mare | Flexibilitate: Medie | Durabilitate:  Mare
• Dificultate de utilizare:  Medie
• Temperatura de imprimare: 210 – 250 °C
• Temperatura patului de imprimare: 80 – 110 °C
• Contracție/deformare: Considerabilă
• Solubil:  În esteri, cetone și acetonă
• Siguranța alimentară:  Nu este sigur pentru alimente

Produsele fabricate din ABS se mândresc cu o durabilitate ridicată și o capacitate de a rezista la temperaturi ridicate, însă pasionații de imprimante 3D ar trebui să fie atenți la temperatura ridicată de imprimare a filamentului, la tendința de a se deforma în timpul răcirii și la vaporii intensi, potențial periculoși. Asigurați-vă că imprimați cu o placă de imprimare încălzită și un spațiu bine ventilat (sau cu o carcasă).

Când ar trebui să utilizez filament ABS pentru imprimantă 3D?

ABS-ul este rezistent și poate rezista la solicitări și temperaturi ridicate. De asemenea, este moderat flexibil, deși există cu siguranță opțiuni mai bune pentru acest lucru mai jos în această listă. Împreună, aceste proprietăți fac din ABS un filament bun pentru imprimante 3D de uz general, dar unde strălucește cu adevărat este în cazul obiectelor care sunt manipulate, scăpate sau încălzite frecvent. Exemplele includ huse de telefon, jucării rezistente la uzură, mânere de scule, componente de ornamente auto și carcase electrice.

PETG

Ce este PETG-ul?

PETG (polietilen tereftalat glicol) este un filament de imprimare 3D utilizat pe scară largă, cunoscut pentru echilibrul său între rezistență, flexibilitate și ușurință în utilizare. Este o versiune modificată a PET (plasticul folosit în sticlele de apă), cu glicol adăugat pentru a reduce fragilitatea și a îmbunătăți claritatea și durabilitatea. PETG combină cele mai bune caracteristici ale PLA și ABS, ceea ce îl face un material versatil pentru o gamă largă de aplicații.

Proprietățile filamentului imprimantei 3D: PETG

• Rezistență: Mare | Flexibilitate: Medie | Durabilitate:  Mare
• Dificultate de utilizare: Scăzută
• Temperatura de imprimare: 220 – 250 °C
• Temperatura patului de imprimare: 50 – 75 °C
• Contracție/deformare: Minimă
• Solubil:  Nu
• Siguranța alimentară: Consultați instrucțiunile producătorului

PETG este semirigid, rezistent la impact și are o bună rezistență la substanțe chimice și umiditate. Oferă o durabilitate și o rezistență mai bune decât PLA, fiind în același timp mai ușor de imprimat decât ABS. PETG este, de asemenea, mai puțin predispus la deformare, ceea ce înseamnă că, în general, nu necesită o cameră de imprimare închisă. Se imprimă la temperaturi moderate (de obicei 220°C-250°C) și aderă bine la patul de imprimare cu o contracție minimă. În plus, este sigur pentru alimente (în unele formulări), reciclabil și disponibil în variante transparente sau colorate.

Trei lucruri pe care pasionații de imprimante 3D ar trebui să le aibă în vedere atunci când utilizează PETG:

• PETG este „higroscopic”, adică absoarbe umezeala din aer. Acest lucru are un efect negativ asupra imprimabilității materialului, așa că asigurați-vă că depozitați filamentul imprimantei 3D într-un loc răcoros și uscat și, dacă este necesar, uscați-l înainte de utilizare.
• PETG-ul este lipicios la imprimare, ceea ce face ca acest filament pentru imprimante 3D să fie o alegere nepotrivită pentru structurile de susținere, dar bună pentru aderența straturilor.
• Deși nu este fragil, PETG-ul se zgârie mai ușor decât ABS-ul.

Când ar trebui să utilizez filament PETG pentru imprimantă 3D?

PETG este un material bun pentru toate tipurile de imprimante 3D, dar se remarcă față de multe alte tipuri de filament pentru imprimante 3D datorită flexibilității, rezistenței și rezistenței la temperaturi ridicate și impact. Acest lucru îl face un filament ideal pentru imprimante 3D, care poate fi utilizat pentru obiecte funcționale care ar putea fi supuse unor solicitări susținute sau bruște, cum ar fi piesele mecanice, piesele imprimantei și componentele de protecție. PETG-ul reciclat, fabricat din sticle de apă vechi și alte surse, este și mai benefic pentru mediu.

TPU

Ce este TPU?

TPU (poliuretan termoplastic) este un filament flexibil, asemănător cauciucului, utilizat în imprimarea 3D, cunoscut pentru elasticitatea, durabilitatea și rezistența sa la impact. Acesta aparține categoriei mai largi de TPE (elastomeri termoplastici), dar TPU este de departe varianta cea mai utilizată în imprimarea 3D datorită imprimabilității sale excelente și rezistenței mecanice.

Spre deosebire de filamentele rigide precum PLA sau ABS, TPU se poate îndoi, întinde, comprima și absorbi șocurile, ceea ce îl face ideal pentru piese funcționale care trebuie să reziste uzurii sau solicitărilor mecanice.

Proprietățile filamentului imprimantei 3D: TPU flexibil

• Rezistență: Medie | Flexibilitate: Foarte mare | Durabilitate: Foarte mare
• Dificultate de utilizare: Medie (TPE, TPC); Scăzută (TPU)
• Temperatura de imprimare: 220 – 250 °C
• Temperatura patului de imprimare: 40 – 60 °C (dar nu este necesar)
• Contracție/deformare: Minimă
• Solubil: Nu
• Siguranța alimentară: Nu este sigur pentru alimente

TPU necesită unele ajustări în comparație cu filamentele mai rigide. Natura sa flexibilă îl face predispus la înfășurare și scurgere, în special la viteze mai mari. Pentru cele mai bune rezultate, TPU este de obicei imprimat lent – în jur de 20 până la 30 mm/s – și funcționează cel mai fiabil cu extrudere cu acționare directă, care oferă un control mai bun al traseului filamentului. Extruderele de tip Bowden pot funcționa în continuare, dar necesită adesea mai multe ajustări pentru a preveni blocarea sau fluxul inconsistent.

TPU — un material pe bază de petrol, deși sunt în curs de dezvoltare și versiuni pe bază de plante — este utilizat în mod obișnuit în aplicații în care flexibilitatea și rezistența sunt esențiale. Acestea includ huse de telefon, capace de protecție, etanșări, garnituri și mânere personalizate. Este, de asemenea, un material preferat pentru producerea de componente de amortizare a vibrațiilor, cum ar fi barele de protecție pentru drone, anvelopele pentru mașini RC și piesele de suspensie. Alte utilizări creative includ articole purtabile, cum ar fi tălpile de pantofi și curelele de ceas, precum și unelte ergonomice și carcase moi pentru electronice.

Deși TPU nu are performanțe bune în medii cu temperaturi ridicate și poate lipsi de precizia dimensională a materialelor plastice rigide, acesta excelează în scenarii care necesită un echilibru între flexibilitate, rezistență și longevitate. Pentru producătorii și inginerii care au nevoie de piese durabile și flexibile, TPU oferă o soluție fiabilă și versatilă – odată ce setările sunt setate corespunzător.

Când ar trebui să utilizez filament TPU pentru imprimantă 3D?

Folosește materiale flexibile atunci când creezi obiecte care trebuie să suporte o uzură intensă. Dacă piesa ta imprimată 3D se îndoaie, se întinde sau se comprimă, aceste filamente pentru imprimante 3D ar trebui să fie la înălțimea așteptărilor. Exemple de imprimări pot include jucării, huse de telefon sau dispozitive portabile (cum ar fi brățările). Filamentele TPC pot fi utilizate pentru aplicații similare, dar se comportă deosebit de bine în medii mai dure, cum ar fi în aer liber sau oriunde va fi expus la căldură intensă, cum ar fi într-o mașină.

Nailon (PA)

Ce este nailonul?

Nylonul, cunoscut și sub denumirea de poliamidă (PA), este o familie populară de polimeri sintetici utilizați în multe aplicații industriale și excelează acolo unde rezistența și durabilitatea sunt cerințe cheie.

Pe măsură ce capacitățile imprimantelor 3D se îmbunătățesc – cu capete de imprimare mai bune, camere închise cu un control mai bun al temperaturii și stații de filament cu umiditate controlată – este mai ușor să eviți provocările care odinioară afectau imprimarea cu nailon, cum ar fi deformarea și problemele de umiditate. Nailonul a devenit mai accesibil. Acesta deblochează un nou nivel de performanță pe care PLA pur și simplu nu îl poate egala, indiferent dacă construiești prototipuri funcționale sau piese de schimb pentru uz final.

Proprietățile filamentului imprimantei 3D: Nylon

• Rezistență: Foarte mare | Flexibilitate: Mare | Durabilitate:  Mare
• Dificultate de utilizare:  Medie
• Temperatura de imprimare: 240 – 260 °C
• Temperatura patului de imprimare: 70 – 100 °C
• Contracție/deformare: Considerabilă
• Solubil:  Nu
• Siguranța alimentară: Consultați instrucțiunile producătorului

Există multe tipuri de nailon, de la nailonuri bio-sustenabile, fabricate din ulei de ricin, la un capăt al spectrului, până la nailonuri pe bază de combustibili fosili, la celălalt. Puteți încorpora nailonul cu fibre de sticlă, fibre de carbon și Kevlar. Există nailon special formulat pentru temperaturi înalte și chiar nailon reciclat din produse comerciale, inclusiv plase de pescuit aruncate. Există PA6, PA6/66, PA11 și PA12, cu prețuri cuprinse între 30 de dolari pe kg și peste 200 de dolari.

Nylonul, la fel ca PETG-ul, este higroscopic, adică absoarbe umezeala, așa că nu uitați să îl depozitați într-un loc răcoros și uscat pentru a menține filamentul în stare perfectă, asigurând imprimări de o calitate mai bună.

Când ar trebui să utilizez filament de nailon pentru imprimantă 3D?

Profitând de rezistența, flexibilitatea și durabilitatea nailonului, acest tip de filament pentru imprimante 3D poate fi utilizat pentru a crea unelte, prototipuri funcționale sau piese mecanice (cum ar fi balamale, catarame sau angrenaje).

Policarbonat (PC)

Ce este PC-ul?

Policarbonatul (PC), pe lângă faptul că este unul dintre cele mai rezistente filamente pentru imprimante 3D prezentate în această listă, este extrem de durabil și rezistent atât la impact fizic, cât și la căldură, putând rezista la temperaturi de până la 110 °C. Pasionații îl folosesc pentru imprimarea lămpilor și a corpurilor de iluminat, fiind utilizat pe scară largă și în inginerie, producție și aplicații industriale, deoarece este rezistent și capabil să facă față solicitărilor mecanice și utilizării repetate fără a se crăpa sau deforma.

Proprietățile filamentului imprimantei 3D: PC (Policarbonat)

• Rezistență: Foarte mare | Flexibilitate: Medie | Durabilitate: Foarte mare
• Dificultate de utilizare:  Medie
• Temperatura de imprimare: 270 – 310 °C
• Temperatura patului de imprimare: 90 – 110 °C
• Contracție/deformare:  Considerabilă
• Solubil: Nu
• Siguranța alimentară: Nu este sigur pentru alimente

Policarbonatul nu este ușor de imprimat pe imprimantele desktop standard. De obicei, necesită o temperatură ridicată a duzei, cuprinsă între 260 și 310°C, și un pat de imprimare încălzit la o temperatură între 90 și 100°C. Se recomandă insistent o cameră de imprimare închisă sau încălzită activ pentru a reduce deformarea și separarea straturilor. În plus, deoarece materialul este higroscopic, acesta trebuie depozitat într-un mediu uscat pentru a evita absorbția umezelii, care poate compromite calitatea imprimării.

Când ar trebui să utilizez filament pentru o imprimantă 3D pentru PC?

Datorită proprietăților sale fizice, PC-ul este un filament ideal pentru imprimante 3D, destinat pieselor care trebuie să își păstreze rezistența, tenacitatea și forma în medii cu temperaturi ridicate, cum ar fi componentele electrice, mecanice sau auto. De asemenea, puteți valorifica claritatea sa optică pentru proiecte de iluminat, ecrane și alte aplicații care necesită transparență. Se găsește, de asemenea, frecvent în echipamente de protecție, cum ar fi viziere, viziere de siguranță și huse rezistente la impact. Claritatea optică a materialului îl face potrivit pentru aplicații de iluminat, în timp ce proprietățile sale excelente de izolare și ignifugare (în anumite amestecuri) îl fac o alegere fiabilă pentru carcasele electronicelor.

articol preluat si tradus de pe https://all3dp.com/