Rodzaje filamentów do drukarek 3D- jaki wybrać?

Drukarki 3D są urządzeniami, które pozwalają wydrukować model przestrzenny o prawie dowolnym kształcie. Zupełnie oczywiste jest więc, że ich materiał roboczy jest inny niż ten, którego używa się w tradycyjnych drukarkach. Proces drukowania trójwymiarowego opiera się na wykorzystaniu tak zwanych filamentów. Jakie są ich rodzaje i który z nich wybrać? Od czego zależy wybór rodzaju filamentu?

Czym jest filament?

Filamentem nazywamy specjalistyczny materiał termoplastyczny wyprodukowany z tworzyw sztucznych lub surowców naturalnego pochodzenia, któremu w czasie procesu produkcji nadaje się postać żyłki nawiniętej następnie na szpulę. Dzięki tej formie filament jest gotowy do zamontowania na uchwycie drukarki od razu po zakupie.

Bardzo istotne jest, aby przed zakupem obejrzeć szpulę filamentu – powinien on być na niej równo ułożony i stanowić nić o równej grubości. Wszelkiego rodzaju zgrubienia, załamania czy nawet ubytki mogą mieć negatywny wpływ na uzyskany efekt. Zawsze więc warto celować w materiały dobrej jakości, od znanych i cenionych producentów.

Rodzaj filamentu a rodzaj drukarki 3D

Zanim zdecydujemy się na zakup konkretnego rodzaju filamentu, musimy upewnić się, że nasza drukarka jest przeznaczona do pracy z nim. Dlaczego to takie ważne? Bowiem filamenty, aby móc przeistoczyć się w gęstą ciecz roboczą, muszą zostać podgrzane do konkretnej temperatury. A drukarki mają pod tym względem różne parametry – należy więc sprawdzić w instrukcji obsługi urządzenia, czy wybrany materiał jest odpowiedni.

Drukarki można bardzo ogólnie podzielić na trzy rodzaje pod względem budowy komory – z komorą otwartą, zamkniętą oraz podgrzewaną. I ta budowa będzie miała znaczenie bardzo istotne dla wyboru rodzaju filamentu. Komora otwarta uniemożliwi nam pracę z filamentami o wysokim skurczu, na przykład nylonem, ale poradzi sobie z PLA, PET i TPU.

Drukarka z zabudowaną komorą roboczą wyposażoną w podgrzewany stół roboczy sprawdzi się w pracy z filamentami ABS, ale już PLA, który musi stygnąć szybciej, będzie potrzebował ustawienia silniejszego nadmuchu lub otwarcia komory po zakończeniu drukowania. Komora podgrzewana ma szeroki zakres zastosowań – jest to urządzenie bardzo specjalistyczne i bardzo drogie. Nie wiesz jaki filament wybrać do swojej drukarki? Koniecznie zaglądnij do instrukcji obsługi.

Jakie filamenty mamy do wyboru?

Skoro już wiemy jak szukać odpowiedniego filamentu do typu drukarki, dowiedzmy się spośród jakich materiałów możemy w ogóle wybierać. Czym się one charakteryzują, jakie mają właściwości i do czego można je wykorzystać? To podstawowa wiedza, którą musi zdobyć każdy, kto planuje rozpocząć swoją przygodę z drukowaniem przestrzennym. Stosowanie niewłaściwego materiału może bowiem w najlepszym razie zniweczyć nasze dzieło, w najgorszym zaś – uszkodzić drukarkę. Sprawdźmy więc jak ich używać.

Filament PLA

To jeden z najczęściej wybieranych filamentów. Wykonuje się go z naturalnych składników takich jak skrobia kukurydziana lub trzcina cukrowa z włóknem węglowym. Jest biodegradowalny. Jego temperatura topnienia jest stosunkowo niska i wynosi 180 stopni Celsjusza. Drukuje się nim praktycznie bezwonnie i bez emisji szkodliwych oparów.

PLA jest bardzo prosty w użyciu i pozwala uzyskać dobrej jakości wydruk. Jego cechą charakterystyczną jest ograniczona elastyczność i skłonność do odkształceń pod wpływem wysokich temperatur. Nieduży skurcz materiału sprawia, że praca z nim nie wymaga podgrzewanego stołu. Idealnie sprawdzi się dla osób początkujących i do zastosowań hobbystycznych.

Wood

Jest wariantem filamentu PLA i zawiera w sobie dodatek włókien drewna. Chcesz wydrukować sobie designerską drewnopodobną podstawkę pod tablet lub podkładkę pod kubek? Proszę bardzo!

Filament ABS

O ile PLA jest wykonany z materiałów naturalnych, o tyle w przypadku ABS do produkcji wykorzystuje się tworzywa sztuczne i włókno węglowe. Na skutek tego wydziela szkodliwe opary w czasie procesu drukowania. Należy więc zadbać o dobrą wentylację pomieszczenia, w którym znajduje się drukarka.

Materiał ten ma wysoką temperaturę wytwarzania – od 240 do 260 stopni Celsjusza. Wysoki skurcz materiału powoduje, że do pracy z użyciem filamentu ABS będziemy potrzebowali drukarki z podgrzewanym stołem. Gotowe produkty odznaczają się wysoką wytrzymałością na wpływ temperatury i uszkodzenia mechaniczne.

Odznacza się dużą odpornością na działanie takich substancji chemicznych jak ług, olej czy kwasy i łatwo się barwi.

Filament TPU

Ten termoplastyczny poliuretan nazywany jest filamentem gumowym, zbudowany jest bowiem z ułożonych naprzemiennie segmentów miękkich i twardych. Wydruki wykonane za jego pomocą są niezwykle elastyczne i mają dobrą odporność na wyginanie oraz rozciąganie. Jego właściwości sprawiają, że nadaje się do drukowania przedmiotów takich jak gryzaki, gumki do włosów, breloki,  etui na telefony czy nawet pantofle.

Jego wadą jest bardzo długi czas druku. Na elementy o dużych rozmiarach poczekamy nawet kilkadziesiąt godzin. Jest też drogi.

PET – G

Filament PET-G jest sztucznym polimerem i stanowi kolejny warty wspomnienia materiał. Gotowy wydruk ma błyszczącą i gładką powierzchnię o wysokiej trwałości i sztywności i wodoodporny. Filamenty PET-G cechuje także wysoka odporność temperaturowa, wysoka wytrzymałość na zarysowania oraz odporność na warunki atmosferyczne i promieniowanie UV, mogą więc być używane do wydruku elementów przeznaczonych do pracy na zewnątrz. Nadają się do każdej drukarki 3D i są proste w użyciu.

Nylon

Nylon to tworzywo sztuczne, które świetnie sprawdza się w druku 3D elementów konstrukcyjnych narażonych na duże obciążenia statyczne oraz dynamiczne. Filament ten świetnie sprawdza się więc przy budowie elementów wykorzystywanych do konstrukcji funkcjonalnych prototypów części maszyn. Można z niego wydrukować części mechaniczne takie jak koła zębate i inne elementy potrzebne w budowie maszyn i urządzeń.

Nylon do druku 3D topi się w wysokiej temperaturze 240 do 280 stopni Celsjusza. Tempo druku 3D z jego użyciem nie powinno być zbyt duże z uwagi na uzyskanie optymalnej przyczepności kolejnych warstw.

Filament HIPS

To kolejny z filamentów biodegradowalnych, który służy między innymi do drukowania opakowań spożywczych dopuszczonych do kontaktu z żywnością. Można z niego wykonać także maski, stroje, kaski, ozdoby. Nadaje się też do form, które wymagają wysokiej precyzji – drukowania figurek i jako materiał podporowy do druku podpór dla innych elementów konstrukcyjnych.

Niska temperatura druku – wynosi od 230 do 245 stopni Celsjusza. Wymaga drukarek 3D o zamkniętej komorze i podgrzewanym stole ze względu na duży skurcz materiału. Wydruk cechuje dobra wytrzymałość, niska waga i matowa powierzchnia.

Filamenty do zadań specjalnych

Filamenty umożliwiają drukowanie różnego rodzaju elementów o bardzo zróżnicowanych cechach. Poza tymi, które już wymieniliśmy, na rynku można dostać także bardziej specjalistyczne materiały, na przykład fosforyzujące (można wydrukować świecącą w ciemności opaskę na nadgarstek dla dziecka lub obrożę dla psa), przewodzące prąd (używane są w robotyce), magnetyczne (idealne do druku magnesów na lodówkę DIY) czy wreszcie niezwykle atrakcyjne filamenty zmieniające kolor.

Drukowanie przy użyciu drukarek 3D nie byłoby możliwe bez użycia filamentów. A te są tak różne, jak różne są pomysły i wymagania konstruktorów, projektantów czy artystów specjalizujących się w druku 3D. Wystarczy tylko wybrać taki, który pasuje do urządzenia i rodzaju realizowanego projektu.