Обзор актуальных материалов для 3D-печати

Материал в 3D-печати, как и в любой созидательной деятельности, одна из важнейших вещей. От материала зависят не только механические и химические свойства будущего изделия, но и его эстетическая ценность.

Всем, кто занимается 3D-печатью, давно известны такие материалы, как ABS и PLA. Это самые распространенные и используемые, самые известные филаменты с хорошо изученными свойствами. Но далеко не все - есть материалы, которые большинству печатников известны лишь по названиям, а некоторые о них и вовсе не знают. Между тем, у них тоже много полезных свойств, о которых стоит знать, чтобы применить их в случае необходимости.

Перед тем, как перейти к основной теме статьи, хотелось бы сказать пару слов в защиту PLA. Многие ошибочно считают, что ABS прочнее и лучше PLA, но это не совсем так. Проведенные недавно испытания пластиков показали, что PLA бьет ABS по всем показателям прочности.

Единственное, в чём ABS лучше, это долговечность - PLA биоразлагаемый, а изделия из ABS будут загрязнять планету еще сотни лет после того, как перестанут быть нужны.

Вот, теперь вернемся к нашим экзотикам.

Цены приведены ориентировочные и их лучше уточнять при покупке.

NYLON

NYLON отличается высокой прочностью и износостойкостью - именно эти свойства позволили ему давно и прочно занять свои позиции как в производстве волокон для одежды, так и среди промышленных пластиков. Они же привели его и в 3D-печать. Из этого материала печатается широкий спектр всевозможных изделий, от игрушек и предметов быта, до деталей техники, одежды и медицинских ортезов.

Примеры филамента с нейлоном: Nylon M1 Print Product за 1 950 (0,5 кг), Nylon Super Natural U3print за 1 750 (0,45 кг).

PP

Полипропилен, как и нейлон, также давно хорошо известен. Сложно перечислить хотя бы малую часть вещей, которые из него делают. Чем же характерен PP? - это нетоксичный, износостойкий материал, хорошо переносящий контакт с агрессивными средами и имеющий неплохую прочность. Кроме того - он достаточно недорог и очень распространен, что увеличивает его доступность.

Из минусов: становится хрупким при температурах ниже минус пяти по цельсию. Плохо переносит прямой солнечный свет.

Примеры: PP пластик 1,75 Print Product натуральный (0,5 кг) и Treed P-LENE черный.

FLEX

Относительно новый, все еще набирающий популярность промышленный эластомер. Отличается высокими механическими характеристиками. Обладает хорошей износостойкостью и эластичностью. Применяется для изготовления декоративных изделий, защитных покрытий, подошв, и т.д.

• Хорошее сцепление с поверхностями.

• Упругость.

• Износостойкость

• Долговечность.

• Применение при температурах от -60 до +80 °С

• Неплохая спекаемость.

Есть и минусы: устойчивость к распространенным реагентам достаточно низкая - применять в контакте с бензином, ацетоном и уксусной кислотой не рекомендуется.

На рынке представлены разными производителями выпускающими материалы в различной цветовой гамме и немного отличающихся механических свойств.

Например, материалы компании REC отличаются проверенной экологичностью - они разработаны так, чтобы не выделять при печати токсичных газов. Его стоимость 2 390 рублей за полкило.

Филамент FL-33 характерен своими оригинальными цветовыми решениями. Он стоит 4500.

TiTi FLEX SOFT от Print Product, за 1550 рублей (0,5 кг), характерен своей особой мягкостью, а Flex 1,75 от этой же фирмы, за 2300 (0,75 кг), помимо своих выдающихся механических свойств интересен ещё и прозрачностью - из него можно напечатать много красивых объектов с интересными оптическими свойствами.

FLEX применяется для печати упругих объектов. Например, можно напечатать небьющийся стаканчик-подставку для карандашей, любой формы - оригинальный подарок коллеге.

HIPS

HIPS - материал не обладающий какими-то выдающимися механическими свойствами, но он совершенно незаменим при печати двумя и более экструдерам, как материал для создания растворимых поддержек и спаек. Именно благодаря ему существует возможность создавать сколь угодно сложные объекты, особенно такие, где один предмет находится внутри другого.

Также широко используется в прототипировании, поскольку хорошо сохраняет при печати заданные размеры - не ползет и не коробится.

• Качественная передача заданных размеров

• Растворимость

• Возможность применения в изделиях контактирующих с пищей

• Нетоксичность.

Выбор материалов типа HIPS тоже достаточно широк: это HIPS FL-33 за 2 300 рублей (1 кг), HIPS SEM за 1 300 (1 кг), HIPS Bestfilament за 1 450 (1 кг), HIPS REC за 1 690 (0,75 кг) и HIPS ESUN за 1 750 рублей (1 кг).

GLASSFIL

Glassfil - прозрачный термопластик с уникальными свойствами: он пропускает ультрафиолет и рентген, но отражает инфракрасное излучение. От ультрафиолета не разрушается, также устойчив и к влажности, и к бактериальному воздействию. Способен выдерживать низкие и высокие температуры без повреждений. Экологически чист и обладает диэлектрическими свойствами. Также к плюсам относятся: прозрачность или частичная прозрачность материала, устойчивость к ударным нагрузкам и хорошая обрабатываемость.

Может применяться для  создания изделий предназначенных для медицины, сельского хозяйства, для печати всевозможных бытовых предметов.

Примеры материалов такого типа: Ninjaflex за 3500 (1 кг), Zortax Z-Glass за 5700.

CERAMIC

Материал интересен тем, что содержит натуральные керамические частицы. При печати создается эффект керамической или каменной поверхности.

Применяется для печати изделий имитирующих керамику или камень.

Примеры такого материала: Print Product CERAMIC стоимостью 1500 рублей (0,75), Filamentarno Pro Ceramo и Pro Ceramo-tex по 2 500 за 0,75 кг.

Пластик Filamentarno интересен еще и тем, что может использоваться при печати посуды и игрушек - он не содержит токсичных веществ и не имеет запаха, как и все пластики этой фирмы. А Pro Ceramo-tex вспенивается при печати, давая совершенно неотличимую от настоящей необработанной керамики структуру.

Похожими на керамику свойствами готовых изделий обладает Laybrick, за 2500 за четверть килограмма, отличающийся тем, что его фактура зависит от температуры и скорости печати - он может быть как шершавым и фактурным, так и глянцевым. Другая его особенность - отсутствие необходимости в подогреве стола, а единственный недостаток - необходимость выждать некоторое время, прежде чем удалять готовую модель, ведь застывает он не сразу (время ожидания, как и фактура изделий из Laybrick, зависит от температурного режима печати).

PVA

Пластик PVA - создан, чтоб быть растворенным. Как и HIPS, этот материал лучше всего подходит для поддержек и промежуточных структур, которые необходимы во время печати, но должны быть удалены после. Его преимущество перед HIPS - PVA растворяется обычной водой. Это самый подходящий вариант, когда вам надо напечатать сложную деталь, а под рукой нет лимонена.

• Диаметр нити, мм    1,75

• Температура печати    180 - 220 °C

• Растворяется водой

Примеры PVA: : Esun PVA за 2 750 (0,5 кг), PVA U3print за 2800 (0,45 кг) и PVA REC за 2 990 рублей (0,5 кг).

PVD

PVD - синтетический полимер с хорошими пластическими и термическими свойствами. По сути - специальным образом обработанный полиэтилен. Легкий, прочный, износостойкий. Не пропускает воду, но легко проницаем для газов. Широко используется при изготовлении упаковочного материала.

Вы легко можете распечатать, например, мини-теплицу для комнатного цветка или контейнер для бутербродов, так как он нетоксичен в быту и может контактировать с пищевыми продуктами.

• Диаметр нити, мм    1,75

• Рабочая температура    230°-260°

• Скорость печати: от 10 мм/с до 70 мм/с

• Цвет    натуральный

Пример материала: Print Product PVD, 1550 рублей за 0,75 кг.

PETG

PETG прочнее многих других филаментов. Материал, как правило, прозрачный или полупрозрачный, даже при добавлении красящего пигмента. Имеет красивый глянцевый вид.

Из других преимуществ: не имеет запаха, не впитывает влагу, удобен в печати - низкая усадка.

Минусы: требователен к температурному режиму печати.

Примеры такого материала: PETG Natural U3Print за 1 090 рублей (0,45 кг), PETG FL-33 прозрачный за 3 700 (1 кг), PETG пластик ESUN за 1 950 (1 кг).

POM

• Высокая прочность

• Температура печати около 210° - 250° (может слегка варьироваться от производителя к производителю)

• Скорость печати    от 10 мм/с до 70 мм/с

• Не имеет запаха

• Нетоксичен

Полиоксиметилен. Прочностные характеристики материала таковы, что изделия из него применяются в инженерии для замены металлических деталей. Также он биологически нейтрален и может быть использован в медицине и пищевой промышленности.

Примеры филамента: POM пластик Solidfilament 1,75 мм белый (1 кг) и POM пластик Solidfilament 1,75 мм черный (1 кг).

PC

PC - поликарбонат. Изделия из PC обладают высокой прочностью к ударным нагрузкам и выдерживают кратковременный нагрев до 153 градусов, а нормально функционировать могут в диапазоне от -100 до +115 градусов цельсия.

• Печатается при температуре 230 - 280 градусов цельсия

• Застывает при 130 градусах

• Температура стола желательно 100 градусов

Примеры филамента с PC: PC поликарбонат SEM за 1 790 рублей и PC поликарбонат FL-33 за 4 000 - прозрачные, и PC поликарбонат FL-33 черный - с добавлением красителя, 4 000 за 1 кг.

WOOD

Керамика в нашем обзоре уже была, теперь очередь не менее интересного материала - дерева. Именно дерево содержится в данном филаменте и дарит ему свою фактуру и цвет, тактильные характеристики и тепло. Даже запах. Как и любая древесина, изделия из этого материала весьма гигроскопичны, то есть - впитывают много влаги.

Применяется для создания оригинальных изделий имитирующих дерево и обладающих, во многом, его свойствами.

• Диаметр нити, мм    1,75

• Рабочая температура    190°-220°

• Скорость печати    от 10 мм/с до 70 мм/с

Примеры материалов: COOL WOOD за 2 800 рублей (0,36 кг), Colorfabb WoodFill за 4800 (0,75 кг), Laywood Fl-33 светлое дерево за 3 100 (0,8 кг).

ANTISTATIC

ABS Antistatic - почти обычный ABS, но тоже с сюрпризом, как и остальные материалы в обзоре. Как можно догадаться из названия, в состав этого филамента включены антистатические вещества, помогающие избавиться от статики, свойственной большинству материалов для 3D-печати.

Применяется для создания деталей и корпусов электроники, где статические разряды совершенно неуместны, упаковки для хранения микросхем и других чувствительных компонентов, ковриков для точной измерительной аппаратуры и т.д.

Также находит применение в индустрии моды, при печати тканей.

• Диаметр нити, мм    1,75

• Температура платформы    100 °C

• Температура экструдера    210 - 240 °C

Пример материала: ABS ANTISTATIC за 1700 рублей (0,75 кг).

GLOW
 

Материал накапливает свет, а в темноте постепенно отдает его. Время свечения изделий из такого филамента - до 14 часов.

Может применяться для изготовления игрушек, оригинальных сувениров, приборных панелей и циферблатов, корпусов и кнопок выключателей, а также многого другого.

• Температура экструдера зависит от конкретного филамента

• Технология печати    FDM

• Цвета разные

Примеры таких пластиков: PLA Lumi за 1 500 рублей (0,5 кг), ABS FL-33 за 1995 (1 кг), ABS пластик ESUN светящийся за 1 550 (1 кг) и PLA MakerBot светящийся в темноте за 7 200 (1 кг).

METALLIC

Материалы содержащие в себе частицы металла и имитирующие созданные из него вещи. Внешне, по весу и на ощупь получается очень похоже.

Изделия из этих материалов легко обрабатываются и полируются, принимая вид настоящих металлических вещей.

Примеры таких материалов: Bronze ESUN (0,5 кг), Bestfilament Bronze (0,5 кг) за 2 100 руб.

COLORFUL

Если вам надоели однообразные, как в детском наборе фломастеров, цвета филаментов, то пора переходить на взрослую палитру. Для удобства можно выбрать одного производителя, обладающего таким ассортиментом, чтоб не перенастраивать каждый раз печать и иметь стабильный результат. Например, среди продукции компании Filamentarno есть множество красивых пластиков разных оттенков.

Ещё одно преимущество продукции этой компании перед многими другими (и в этом Filamentarno единомышленники компании REC) - безопасность всех материалов, все они могут безвредно контактировать с пищей, а значит - пригодны для изготовления пищевой посуды и детских игрушек.

Примеры пластиков:  Бутылочно-зеленый, Бутылочно-оливковый, Бутылочно-коричневый, Желтый, Оранжевый, Красный. Это не все, там их десятки. Пластики этой линейки стоят по 1400 рублей за 0,75 кг.

Это далеко не полный перечень актуальных современных материалов, лишь малая их часть, но - нельзя объять необъятное.

Однако, у нас запланированы обзоры и по другим сегментам этой области. Следите за обновлениями.