Материалы для 3D-печати

Пластики ABS и PLA

Пластик ABS

Ударопрочный, нетоксичный, долговечный пластик. Обычно непрозрачный, но бывает матовый или глянцевый. Применение: функционирующие устройства, декоративные предметы, детали роботов и прочие хоббийные прототипы. Часто используется для корпусов бытовых приборов. Температура плавления — около 220°С.

Пластик PLA

Биоразлагаемый пищевой пластик. Обычно блестящий, часто полупрозрачный.

Технические характеристики

  • Температура размягчения: 50°С.
  • Твердость (по Роквеллу): 76–88 МПа.
  • Ударная прочность: (при 23°C) КДж/м².
  • Прочность при растяжении: 10–60 МПа.
  • Прочность при изгибе: 88–119 МПа.
  • Относительное удлинение: 1,5–380 %.
  • Усадка (при изготовлении изделий): отсутствует.
  • Влагопоглощение: 0,5–50%.
  • Модуль упругости при растяжении при 23°С: 350-2800 МПа.

PLA-пластик — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный полиэфир, мономером которого является молочная кислота

Сравнительная характеристика ABS и PLA-пластиков

Свойства ABS-пластика Свойства PLA-пластика
Наиболее подходит для печати первых работ на 3D принтере.
Экологичен и безопасен, т.к делается из растительных материалов.
ABS более хрупкий. При сильном ударе ABS-пластик сломается. PLA более вязкий, если тонкие детали, то лучше печатать из PLA.
ABS-пластик прекрасно обрабатывается, шкурится. PLA хуже поддается последующей после печати обработке.
ABS растворяется в ацетоне. PLA-пластик менее податлив ацетону.
В ABS-пластике хорошо удаляются поддержки. Для удаления поддержек в PLA-пластике требуется острый предмет (нож, резак).
Усадка при печати изделия из ABS-пластика 3%, это нужно учитывать, если деталь нужна для дальнейшего отливания. Усадка PLA 1%.
ABS-пластику требуется рабочий стол с подогреваемой платформой. PLA-пластику достаточно гладкой поверхности для рабочего стола, без нагрева и каптона.
ABS-пластик позволяет печатать не большие изделия размером 10*10*10 см. Если изделие большего размера, то появляется вероятность растрескивания при печати. PLA-пластик позволяет печатать большие изделия на всю рабочую поверхность стола.
ABS-пластик матовый. PLA-пластик глянцевый.
ABS более хрупкий. При сильном ударе ABS сломается. PLA более вязкий. Выдерживает сильные удары.
ABS значительно жестче, и там, где PLA уже начинает гнуться, ABS сохраняет форму и держит нагрузки. PLA-пластик более скользок (поэтому его можно использовать в печатных подшипниках скольжения).

Применение ABS и PLA пластиков

ABS-пластик PLA-пластик
Подходит для механических моделей и движущихся частей Детские игрушки и принадлежности
Канцелярские изделия Подшипники скольжения
Рекламные принадлежности Макеты коттеджей, домов, участков (архитектурные макеты)
Корпуса для техники Литье пластмасс и металлов, литье в силикон, изготовление оснастки
Макеты коттеджей, домов, участков (архитектурные макеты)
Изделия сантехники

Технические характеристики ABS и PLA пластиков

Характеристики ABS PLA
Плотность 1,05 г/см³ 1,25 г/см³
Предел прочности на разрыв 30 МПа (2400 МПа (23°C) 40 Мпа
Ударная прочность 130 (при 23°C), 100 (при –30°C) КДж/м²
Температура размягчения ~ 100°C ~50°C
Температура плавления ~ 220°C ~180°C
Скорость плавления материала ( по объему) 5–9 (220°C/10 кг), см³/10 мин
Скорость плавления материала ( по массе) 5–9 (220°C/10 кг), г/10 мин

PVA-пластик для печати

Поливиниловый спирт или «PVA-пластик» — уникальный расходный материал, существенно расширяющий возможности 3D-печати при использовании прин­те­ров с двойным экструдером. PVA растворим в воде, что делает его со­вер­шен­но непригодным для создания долговечных изделий, но позволяет ис­поль­зо­вать в качестве опорного материала при печати моделей сложной ге­о­мет­ри­чес­кой формы. Одним из ограничений 3D-печати является невозможность «печати по воз­ду­ху», что осложняет создание навесных элементов. Такие технологии, как вы­бо­роч­ное лазерное спекание (SLS), решают эту проблему за счет ис­поль­зо­ва­ния порошковых материалов распределяемых по всей площади рабочей ка­ме­ры — неизрасходованный материал одного слоя служит поддержкой для эле­мен­тов следующего слоя. В случае же с FDM-печатью сам материал наносится выборочно. Со­от­вет­ст­вен­но, навесные элементы могут не иметь достаточной опоры — все зависит от угла отклонения и разрешения печати, но даже при оптимальном раз­ре­ше­нии печать горизонтальных элементов большой длины (так называемых «мос­тов») возможна только в ущерб качеству или невозможна вообще. В таких слу­ча­ях создаются искусственные временные конструкции, называемые «опорами» или «поддержками», предназначенные для удаления по завершении печати. К сожалению, механическое удаление таких конструкций оставляет следы на готовой модели, что приводит к необходимости последующей механической обработки. В худшем же случае, опоры могут вообще оказаться вне до­ся­га­е­мос­ти механических инструментов. Последнее возможно при создании моделей со сложной открытой внутренней структурой. В качестве наглядного примера можно использовать Гильбертов куб. По­стро­е­ние такой модели со стандартными опорами обернется кошмаром при попытке их удаления. К счастью, у владельцев FDM-принтеров с двойной печатной го­лов­кой есть более разумная опция: печать композитной модели с по­стро­е­ни­ем опор из водорастворимого пластика, то есть PVA. В данном случае PVA служит в роли наполнителя пустот, поддерживающего слои рабочего ABS-пластика. Готовую модель будет необходимо выдержать в обыч­ной воде до полного растворения PVA-пластика.

Нейлон

Очень прочный и одновременно гибкий материал — при сми­на­нии изделие восстанавливает пер­во­на­чаль­ную фор­му. Часто используется для изготовления тру­щих­ся де­та­лей — подшипников скольжения, шес­те­рен, втулок. Обычно, в исходном виде представляет из себя пруток для домашнего (пер­со­наль­но­го) 3D-принтера, по­лу­про­зрач­ный, бе­лый. Легко окрашивается спе­ци­аль­ны­ми красителями в любые цвета.

Основные характеристики

Нейлоновый со-полимер 645 в основе имеет чистую форму соединения ней­ло­на Nylon 6/9, Nylon 6 и Nylon 6T с процессом оптимизации крис­тал­лич­нос­ти, и в дополнение, обработку для мак­си­маль­но­го соединения со­став­ных частей во время тепловой обработки (в 3D печати).

Чистота технологической основы максимальная, которая доступна в химии в настоящий момент
Добавление примесей
в процессе производства
нет
Добавление пигментов
в процессе производства
нет
Добавление ингибиторов поглощения УФнет, пониженная чувствительность к УФ, на основе оптического отражения/поглощения. Ультрафиолетовый ингибитор уменьшает способность прилипать и присоединяться, поэтому в нити 645 его нет.
Добавки, ингибиторы воспламенениянет
Ожидаемый предел прочности16,533 фунта на квадратный дюйм
Ожидаемый показатель устойчивости
на разрыв
120%
Температура плавления194°C
Температура печати230 — 265°C (зависит от принтера и печататемого объекта)
Температура пиролиза330 — 360°C
Цветотсутствует
Оптимизация показателя кристалличностимаксимально допустимый
до 50% на разрыв / 50% на поломку (после печати)
Ожидаемые оптические характеристикиотражение и поглощение, оптические характеристики,
необходимые для цилиндрической нити.
Ожидаемый показатель непрозрачности5%— в данный момент не измерено
Безопасностьнить 645 отвечает требованиям Евросоюза "REACH", как это требуется Европейским Химическим Агентством (ECHA). В составе нити 645 нет добавок или химикатов, которые перечислены в списке европейской Директивы "REACH". 645 Contains NO toxic chemicals.

Технические характеристики

Технология 3D-печати: FDM (послойное наплавление нити). Рабочая температура: 240–250 °C Нейлон имеет очень широкий спектр применения — от медицины до литейных производств. Изделия имеют очень высокие механические свойства. Шестеренка из нейлона, напечатанная на 3D-принтере, будет иметь очень дли­тель­ный ресурс. За счет хо­ро­шей упругости из нейлона можно печатать раз­лич­ные защелки и подобные им быстро из­на­ши­ва­е­мые детали. Шестерни из Нейлона можно применять в любых отраслях начиная от бытовой, огртехники и заканчивая про­мыш­лен­ны­ми станками. Модели, напечатанные из Нейлона, всегда будут отличаться от моделей, на­пе­ча­тан­ных на других плас­ти­ках. Изделия из Нейлона будут иметь белый цвет с про­зрач­ным оттенком. Нейлоновые изделия легко красятся при помощи обычных красителей для тка­ни (красителей для текс­ти­ля и бумаги на кислотной основе) как после печати, так и до печати, как это показано на видео.

Другие особенности Нейлона:

  • хорошее соединение с поверхностью;
  • не прилипает к не подогретым стеклянным и алюминиевым платформам;
  • обладает высокой водопроницаемостью;
  • хорошая сопротивляемость разрывам;
  • не содержится никаких токсических веществ. Он соответствует требованиям Европейского Химического Агентства (ECHA);
  • нейлон химически стойкий материал;
  • не раскалывается и не расслаивается подобно ABS-пластику, поэтому изготовление резьбовых изделий не составляет труда.

Области применения Нейлона:

  • нейлон использует для регенерации и замены кости, индивидуальных протезов;
  • нейлоновую нить применяют для создания литейных форм из дву­со­став­ных эпоксидных смол — МЭК и УФ смол;
  • отверстия для резьбовых стержней, винтов и болтов; изготовления деталей-прототипов.
  • нейлон использует на заводах с ЧПУ станками по всему миру для быст­ро­го создания токарных прототипов при первичном или опытном про­из­вод­ст­ве, а также для изготовления ограниченного количества изделий;
  • нейлон химически стойкий к очень большому ряду растворителей, его применяют в батареях в качестве аккумуляторного сепаратора. Тонкий слой изоляционного материала используется между электродами и химическим реактивом.