Чем печатать: материалы для 3D печати

17 основных материалов, используемых для объёмной печати

FDM 3D-принтеры сейчас везде - в мастерских, квартирах, офисах, школьных классах и институтских аудиториях.

Термопластики PLA и ABS фактически стали стандартными материалами используемыми для 3D-пеати. Но, знаете ли вы, что можете печатать ещё и экзотическими материалами для 3D-печати? Сейчас вы можете печатать деревом, металлом, углеродным волокном и многими другими веществами.

Как следует из названия, экзотические филаменты содержат особые или композитные (смесь общепринятых и особых) вещества для объёмной печати, и считаются самыми продвинутыми. В них пластик вроде PLA или ABS сочетается с такими веществами, как металлы, углеродные волокна, древесина или фосфоресцентный краситель, для получения материала с уникальными свойствами.

При таком богатстве выбора легко создать функциональную, красивую, необычную и качественную вещь с заданными свойствами. Читайте наш гид, чтобы найти именно тот филамент - обычный или экзотический - который нужен именно вам.

1. ABS

Раньше акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) был самым популярным материалом для 3D. Этот дешевый, прочный, слегка гибкий, легкий и легко выдавливаемый материал идеален для 3D печати. Это тот же пластик, из которого делают LEGO и велосипедные шлемы.

Но ABS имеет несколько существенных недостатков, поэтому он потерял популярность. Во-первых, он требует более высокой температуры, достигая точки плавления в диапазоне 210 ° С - 250 ° С.

Кроме того, его использование требует обязательного наличия подогреваемой платформы, чтобы пластик не деформировался при частичном остывании в процессе печати.

Другим недостатком этого материала являются интенсивные испарения, которые возникают во время печати и могут быть опасны для людей и животных испытывающих трудности с дыханием. 3D-принтер должен находиться в хорошо вентилируемой зоне, вдыхать ABS вредно.

• Высокая прочность, долговечность, стойкость к ударным нагрузкам
• Идеально подходит для движущихся частей, автомобильных деталей, корпусов электроники и игрушек
• Гибкость низкая, прочность на изгиб небольшая
• Растворим в ацетоне
• Не должен контактировать с пищей
• Общий температурный диапазон печати составляет 210 ° C - 250 ° C
• Заметно деформируется при частичном охлаждении, рекомендуется контролировать скорость остывания
• Рекомендуется платформа с подогревом 50 ° С - 100 ° С
• Средняя сложность печати, требует тонкой настройки температуры сопла и платформы

2. PLA

Полимер полимолочной кислоты (PLA) обогнал ABS в популярности и стал любимым материалом для многих 3D-энтузиастов. Это биоразлагаемый термопластик из возобновляемых ресурсов. PLA-материалы являются гораздо более экологически чистыми, чем другие пластмассы.

Другая интересная особенность PLA - то, что он не выделяет злую токсичную вонь при печати и намного безопаснее для применения в помещении. Плюс, пластик не сокращается так резко, когда остывает, так что вам не обязательно нужна платформа с подогревом на 3D-принтере (хотя это всё равно полезно).

PLA твёрже ABS, что делает напечатанные объекты немного более хрупкими, материал плавится в диапазоне 180 ° С - 230 ° С.

• Прочный, удобный для пользователей, долговечный
• Идеален для печати маленьких игрушек
• Более высокая скорость печати, более плавный переход между слоями
• Более хрупкий, чем ABS
• Не растворим
• О допустимости использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 180 ° C - 230 ° C
• Малая усадка при охлаждении, меньшая деформация по сравнению с ABS
• Платформа с подогревом не обязательна
• Сложность печати - простая

3. PET

Полиэтилен терефталат (PET) представляет собой фантастическую альтернативу ABS или PLA, благодаря своим характеристикам прочности и гибкости, которые превосходят даже ABS. Кроме того, настройка печати проста как для PLA, в мастерской не пахнет, а отходы полиэтилена подлежат вторичной переработке.

Хорошее применение для ПЭТ - чехлы для телефонов и другие изделия, которые требуют гибкости и ударной прочности или вязкости. Полиэтилен используется в производстве некоторых бронежилетов, кстати.

• Основные преимущества: высокая прочность, жесткий, легкий и ударопрочный
• Идеально подходит для механических частей: ударопрочность, гибкость, долговечность
• Износостойкость
• Хорошая гибкость: более гибкий, чем PLA или ABS
• Не растворим
• О допустимости использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 220 ° C - 250 ° C
• Малая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не обязательна
• Умеренная сложность печати, требует тонкой настройки температуры сопла

4. PETT

Полиэтилен ко-триметилен терефталат (PETT), является двоюродным братом сополимера ПЭТ, иногда продается как T-Glase. Это прочный и жесткий материал, чьи основные характеристики: невероятная твёрдость, прозрачность и биосовместимость. Он также был одобрен комитетом по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в пищевых контейнерах.

• Основные преимущества: прозрачный, жесткий, легкий и ударопрочный
• Идеально подходит для механических частей: ударопрочность, гибкость, долговечность
• Высокая износостойкость
• Хорошая гибкость, более гибкий, чем PLA или ABS
• Не растворим
• О возможности использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 210 ° C - 230 ° C
• Малая усадка при охлаждении
• Платформа с подогревом не требуется
• Сложность печати умеренная

5. HIPS

Ударопрочный полистирол (HIPS): материал широко используется в пищевой промышленности для упаковки. Филамент HIPS биоразлагаем и имеет яркий белый цвет, никакого вредного воздействия при тесном контакте с людьми или домашними животными.

Обычное применение HIPS в 3D-печати - не для изготовления самого объекта; материал имеет керлинг и адгезионные проблемы, особенно, если у вас нет платформы с подогревом.

Вместо этого, он очень популярен для использования в качестве вторичного материала при двойной экструзии, обеспечивая структурную поддержку сложного объекта, основа ​​которого печатается с использованием другого материала.

После того, как печать завершена, HIPS можно растворить с использованием бесцветного жидкого углеводорода. Ацетона, например. Он исчезает, как по волшебству!

• Основное применение: структуры поддержки, например в паре с ABS
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, незначительная прочность на изгиб
• Растворимы в различных растворителях
• Не считается безопасным при контакте с пищей
• Общий температурный диапазон печати: 210 ° C - 250 ° C
• Усадка при охлаждении, рекомендуется контролировать скорость остывания
• Нагрев платформы 50 ° С - 100 ° С
• Умеренная сложность, требует тонкой настройки

6. PVA

Поливиниловый спирт (PVA), как правило, используется в качестве поддержки при печати сложных объектов, которые иначе невозможно напечатать. Как HIPS, PVA является отличным материалом для печати двумя филаментами.

Созданный на основе поливинилового спирта, этот материал является нетоксичным и биологически разлагаемым, и может быть растворен в воде.

Он может быть использован на всех обычных настольных FDM 3D принтерах, но требует платформы с подогревом. Важно отметить, что вы не должны превышать температуру печати.

• Основное применение: структуры поддержки, например в паре с PLA
• Хорошая прочность
• Низкая гибкость
• Растворим в воде
• О возможности применения с пищевыми продуктами узнайте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 180 ° C - 230 ° C
• Некоторая усадка во время охлаждения
• Обогреваемая платформа не требуется
• Сложность печати низкая

7. Nylon - Нейлон

Полиамид, также известный как нейлон, является популярным синтетическим полимером, используемым во многих промышленных целях. Это экономически эффективный пластик, прочный, легкий, гибкий и устойчивый к износу. Значительно менее хрупкий, чем PLA или ABS.

Нейлон может быть использован для изготовления различных изделий: частей механизмов, контейнеров, инструментов, потребительских товаров и игрушек. Кстати: его можно окрашивать красителем для ткани.

• Основные преимущества: высокая прочность, долговечность и гибкость
• Идеально подходит для механических компонентов, конструктивных деталей, зубчатых колес и подшипников, выдерживает динамические нагрузки
• Высокая прочность
• Высокая гибкость
• Не растворим
• О возможности применения с пищевыми продуктами узнайте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 220 ° C - 260 ° C
• Некоторая усадка во время охлаждения
• Нагрев платформы до 50 ° С - 100 ° С рекомендуется
• Сложность печати умеренная

8. Laywood

Привлекательность древесных филаментов в их способности создавать объекты с тактильным ощущением дерева. Сейчас на рынке много древесных филаментов, каждый - со своей смесью пластика и древесных волокон. Но имейте в виду, у них есть недостатки с точки зрения гибкости и прочности.

• Основные преимущества: внешний вид и тактильные ощущения
• Идеально подходит для домашнего декора
• Прочность изделия зависит от геометрии печати
• Хорошая гибкость
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Общий температурный диапазон печати 195 ° C - 220 ° C
• Некоторая усадка во время охлаждения
• Подогрев не требуется
• Умеренная сложность печати

9. Laybrick

Если вы работаете над архитектурой или ландшафтным дизайном, это хороший вариант. Филамент Песчаник содержит в себе порошок мела с PLA, для воспроизводства цвета и текстуры камня. При изменении температуры экструзии в ходе 3D-печати, способен создавать гладкую или шероховатую поверхность.

• Основные преимущества: внешний вид
• Идеально подходит для макетов зданий и элементов ландшафта
• Низкая прочность, никакая гибкость, крошится
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Общий температурный диапазон печати: 165 ° C - 210 ° C
• Нет усадки во время охлаждения
• Подогрев платформы не нужен
• Сложность печати умеренная

10. Металл + PLA

По сути, это PLA смешанный с металлическим порошком. Объекты 3D, напечатанные с использованием металла+PLA, будут выглядеть и ощущаться, как если бы они были сделаны из бронзы, латуни или меди, и могут быть отполированы и искусственно состарены как эти металлы. Этот материал в несколько раз плотнее стандартного PLA, поэтому он ощущается больше как металл, чем как пластик.

• Уникальный внешний вид
• Идеально подходит для ювелирных изделий, статуй, домашнего оборудования, реплик артефактов
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, зависит от конструкции
• Не растворим
• Не использовать с пищевыми продуктами
• Температурный диапазон печати: 195 ° C - 220 ° C
• Мало сжимается при остывании
• Подогрев платформы не требуется
• Сложность печати высокая, требуется точная настройка температуры сопла экструдера

11. Магнитный PLA

3D-печать металлом слишком скучна для вас? Хорошо, тогда как насчет магнитного металла? PLA с порошкообразным железом для зернистой отделки и получения магнитных свойств металла. Бонус в том, что вы можете заставить этот PLA прилипать к магнитам -  механическое свойство, которое может пригодиться для вашего следующего проекта.

• Основные преимущества: магнитные свойства
• Идеально подходит для украшения холодильника и создания движущихся частей
• Высокая прочность 
• Низкая гибкость, зависит от конструкции
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Температурный диапазон печати составляет 195 ° C - 220 ° C
• Слабо сокращается при охлаждении
• Подогрев платформы не нужен
• Высокая сложность печати, требуется точная температура выхода из экструдера

12. Conductive

Филамент-проводник открывает новую область инженерных возможностей для вашего следующего проекта 3D-печати. Из материала с добавлением проводящих ток угольных частиц  вы можете печать трёхмерные электронные схемы для простых элементов, таких как светодиоды и датчики.

Используйте этот филамент в паре со стандартным PLA, и вы можете изготовить печатную плату прямо на платформе вашего 3D-принтера.

• Печать электроники низкого напряжения
• Идеально подходит для светодиодов, датчиков, цепей и низковольтных проектов Arduino
• Низкая прочность
• Может сломаться от многократных изгибов
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Температурный диапазон печати составляет 215 ° C - 230 ° C
• Малая усадка
• Подогрев платформы не требуется
• Сложность печати низкая, очень похож на стандартный PLA

13. Термочувствительный PLA

Помните те футболки из восьмидесятых годов, которые меняют цвет в зависимости от температуры тела? Это та же концепция. Термочувствительный филамент будет менять цвет в зависимости от изменения температуры. Есть несколько доступных цветовых комбинаций, от разных производителей, каждая из которых имеет несколько различных свойств. Некоторые из них также реагируют на свет!

• Меняет цвет при определенных температурах
• Идеально подходит для игрушек, сувениров, произведений искусства
• Хорошая прочность
• Средняя гибкость
• Не растворим
• Не использовать с пищевыми продуктами
• Общая температура печати составляет 215 ° C
• Низкая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Сложность печати: легко, очень похож на стандартный PLA

14. Карбон PLA

PLA с небольшим количеством углеволокна даёт невероятную жесткость, структуру и большую адгезию слоя. Но эти дополнительные преимущества нивелируются недостатками: этот филамент абразивен и увеличивает износ экструдера в несколько раз. После печати всего лишь 500 граммами такого филамента, например, будет заметно увеличение диаметра латунного сопла.

В идеале, сопло принтера должно быть покрыто карбидом вольфрама. В противном случае, будьте готовы заменить сопла после длительного использования!

• Высокая структурная прочность, адгезия слоя и жесткость
• Идеально подходит для механических частей, защитных оболочек и корпусов
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, ломкий
• Не растворим
• Никогда не использовать изделия из этого филамента с пищевыми продуктами.
• Температурный диапазон печати  195 ° C - 220 ° C
• Очень мало усадки во время охлаждения
• Платформа с подогревом не требуется
• Сложность печати умеренная, высокий износ экструдера.

15. Гибкий TPE

Термопластический эластомер поможет изготовить объекты, которые хорошо растягиваются, ABS или PLA при таких нагрузках не выжили бы. С ним сложно работать - материал имеет тенденцию лететь из экструдера во всех направлениях, кроме сопла!

• Чрезвычайная гибкость
• Идеально подходит для игрушек, сувениров, необычных вещей
• Высокая прочность
• Высокая гибкость
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Температура печати составляет 225 ° C - 235 ° C
• Низкая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Высокая сложность печати, требуется точная настройка температуры и скорости подачи

16. Светящийся PLA

Характеристики довольно очевидны: накапливает свет и светится в темноте. Хороший выбор для проектов к Хэллоуину или для обеспечения дополнительных функциональных возможностей в условиях низкой освещенности.

• Свечение в темноте.
• Идеально подходит для игрушек, сувениров и т.д.
• Хорошая прочность
• Средняя гибкость
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Общая температура печати составляет 215 ° C
• Низкая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Печатать легко, очень похож на стандартный PLA

17. Amphora

Amphora это филамент следующего поколения от Eastman Chemical Company, по химическому составу - Copolyester (сополиэфир). Это совершенно новый полимер, специально разработанный для 3D-печати, в отличие от любого другого термопластика. Разница не велика, но существенна. Основные преимущества: практически не даёт запаха во время печати, прочный, имеет более высокую температуру плавления, чем PLA, и лучший адгезионный слой для улучшенной обработки поверхности. Он также одобрен FDA США для контакта с пищевыми продуктами.

В настоящее время продаётся ColorFabb как "NGEN" и Taulamn как "N-Vent". Это новичок на рынке, но первое впечатление очень позитивное.

• Основные преимущества: высокая прочность, жесткий, легкий, гибкий и ударопрочный
• Высокая прочность
• Хорошая гибкость, более гибкий, чем PLA или ABS
• Не растворим
• Температурный диапазон печати составляет 220 ° C - 250 ° C
• Малая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Сложность печати умеренная, требует тонкой настройки температуры

17. Filamentarno

Компания "Filamentarno!" производит расходные материалы для печати на FDM 3D-принтерах с упором на визуальную составляющую, чтобы привлечь к своему продукту дизайнеров, архитекторов, изобретателей, художников.

Низкий уровень усадки и повышенная гибкость обеспечивает качественную печать прототипов и не обременяет пользователя необходимостью особых настроек для принтера. Филамент также подходит и для 3D-ручек - излюбленных детских игрушек последнего времени. Производится филамент из качественного европейского сырья, сертифицированного и допущенного к контакту с пищевыми продуктами (посуда, упаковка), а также к изготовлению медицинских инструментов и протезов.

Преимущества пластика:

• не впитывает влагу
• разрешен к контакту с пищей
• подходит для печати игрушек
• не пахнет при печати
• температура печати: 190-240°C (рекомендуемая 210-220°С)
• для производства используются исключительно первичные пластики производства Германии и Бельгии
• как прозрачные, так и окрашенные непрозрачные пластики и металлики имеют одну и ту же основу, что избавляет от необходимости отдельно настраивать принтер при переходе от одного нашего цвета к другому.
• практически отсутствует коробление и деламинация.