Základní druhy filamentů pro 3D tisk hraček

Ještě, než postoupíme dál v 3D tisku prvního pokusného modelu, je zapotřebí udělat si jasno (trochu, problematika je mnohem rozsáhlejší a několikrát přesahuje rámec tohoto textu) v materiálech, pro filamentový tisk používaných. Jejich nabídka se neustále rozšiřuje a ne vždy je úplně jednoduché, najít pro dané určwní správný filament.  V rámci článku se ovšem budeme věnovat prioritně filamentům, vhodným pro bdsm použití v konkrétním modelovém příkladě.

Pro rychločtenáře budiž podotknuto, že takový filament prakticky neexistuje a že budeme pokračovat s PLA při vědomí všech jeho slabých míst :) A ano, za podkladové materiály děkujeme přátelům z 3D Jake. 

Připomeňme si způsob, jakým z roztaveného vlákna postupně vzniká výtisk. Tiskárna vláknem prakticky píše, nejprve po tiskové podložce, později po již dříve položených vrstvách. Jak bude ukázáno později  v  dílu o slicerech a slicování, výtisk není (obvykle) homogenní, ale skládá se z povrchů a výplní, někdy doplněných i podpěrami. To vytváří požadavky na optimální viskozitu vlákna, jeho teplotu a také rychlost chladnutí, smrštění a mechanickou pevnost.  A také přilnavost k podložce. U náročnejších filamentů sem pak vstupuje i jejich abrazivita. Výrobci filamenů se snaží svojí nabídkou pokrýt co nejširší spektrum potřeb, ve většině případů ovšem v rámci jednoho parametru.  Pojďme se se se základními materiály seznámit.

ABS je osvědčená klasika z průmyslové výroby, mnoho běžných produktů (např. LEGO kostky) je vyrobeno právě z něj. Vyniká vysokou rázovou odolností, tepelnou stabilitou a dlouhou životností. Při tisku ale vyžaduje trochu více zkušeností. Pokud hledáte materiál pro funkční a pevné díly, ABS je skvělou volbou. Má tendenci se při tisku deformovat, proto je důležitá stabilní teplota v tiskovém prostoru. Výhodou je možnost dodatečného leštění pomocí acetonu, ideální pro dosažení lesklého povrchu bez viditelných vrstev.

• Odolává teplotám až do 100 °C.
• Velmi vysoká rázová i mechanická odolnost.
• Pro lepší přilnavost doporučujeme použít adhezní sprej.
• Lze snadno opracovávat: vrtat, brousit, vyhlazovat acetonem.

ALE: Má silnou tendenci ke kroucení a praskání. Bez uzavřeného tiskového prostoru je tisk z ABS velmi náročný. Navíc během tisku vydává výrazný zápach, který nemusí každému vyhovovat.

ASA (akrylonitril-styren-akrylát) je chytrá alternativa k ABS – stejně pevný, ale navíc odolný vůči UV záření a povětrnostním vlivům. Bez problémů snáší slunce, déšť i vítr a časem nežloutne.

• Vysoká UV odolnost: nežloutne.
• Tepelná odolnost až do cca 95 °C.
• Minimální deformace při správné přilnavosti k podložce.
• Pro lepší přilnavost doporučujeme adhezní sprej nebo PEI podložku.
• Výborné spojení vrstev, nízké smrštění.

ALE: Uzavřený tiskový prostor je výhodou, bez něj může docházet k praskání výtisku.

PETG je ideální zlatá střední cesta mezi PLA a ABS. Tiskne se téměř stejně snadno jako PLA, ale je výrazně houževnatější a odolnější. Navíc je odolný vůči UV záření i vlhkosti, skvělá volba pro venkovní použití. Kombinuje pevnost a odolnost vůči povětrnostním vlivům. I v horkém létě na terase nebo na zahradě si zachovává tvar. Neštěpí se a snadno se opracovává (vrtání, broušení, lakování).

• Je pevný, houževnatý a odolný vůči počasí, drží tvar i při letních teplotách.
• Odolává UV záření a vodě.
• Má výbornou rázovou odolnost.
• Poměrně snadno se tiskne.
• Výborně přilne k PEI nebo sklu, v případě potřeby lze použít lepicí tyčinku.
• Minimální kroucení, pružný a houževnatý povrch.

ALE: PETG má tendenci tvořit jemné „vlásky“ (stringing). Pomocí jemného doladění retrakce a ventilátoru nastaveného na 50-70 % to ale poměrně snadno vyřešíte.

PCTG:  Tento materiál je jakousi „novou generací“ PETG, nabízí vyšší rázovou houževnatost, lepší tepelnou odolnost a ještě pevnější spojení vrstev. Stále častěji se používá jako profesionální alternativa k PETG, zejména tam, kde je potřeba skutečně odolný výtisk.

• Výrazně vyšší rázová odolnost než PETG, ideální pro mechanicky namáhané díly.
• Odolnost vůči teplotám až cca 80-90 °C (běžné PETG zvládá kolem 70 °C).
• Vynikající chemická odolnost, například vůči olejům a čisticím prostředkům.
• Skvělá přilnavost mezi vrstvami a minimální deformace při tisku.
• Velmi dobrá optická čirost, ideální pro transparentní výtisky.
• Výborná přilnavost k podložce, flexibilní PEI podložka je v tomto případě k nezaplacení.

ALE: PCTG je citlivější na chlazení, příliš silné ofukování může zhoršit spojení vrstev.

PLA (Polylactid) je tak trochu „filament pohody“ mezi materiály pro 3D tisk. Tiskne se snadno, vytváří hezký povrch a odpouští drobné chyby. Žádné kroucení, žádný zápach, žádné drama, stačí tisknout a radovat se z bezproblémového výsledku.

• Tiskne se velmi snadno a téměř se nedeformuje.
• Skvěle přilne k PEI podložce, sklu nebo s pomocí lepicí tyčinky.
• Nepotřebujete uzavřenou tiskovou komoru.
• Nevydává nepříjemný zápach.
• Je vyroben z obnovitelných surovin.

ALE: PLA je citlivý materiál. Už při teplotě kolem 60 °C (např. v autě během léta) se může deformovat. Nedoporučuje se proto pro venkovní použití.

TPU (termoplastický polyuretan) je ideální volba, pokud potřebujete pružnost a ohebnost. Lze ho ohýbat, natahovat, a přesto se vždy vrátí do původního tvaru. S TPU snadno vytisknete pružné a zároveň odolné díly, jako jsou tlumiče vibrací, držáky kabelů, řemínky nebo obaly na mobilní telefon.

• Pružné a odolné proti oděru.
• Výborně tlumí nárazy.
• Odolné vůči chemikáliím.
• Skvěle přilne k PEI nebo skleněné podložce.
• Ideální je přímý extruder, doporučuje se pomalý tisk (~30 mm/s) a omezená retrakce.

ALE: Ne každý extruder je vhodný pro flexibilní filamenty, pokud není správně uzpůsobený, může dojít k ucpání podavače.

Přehledně vlastnosti filamentů  ukazuje tabulka, převzatá z webu 3D Jake.

Tabulka názorně ukazuje, proč je PLA - nehledě na celý vějíř jeho nedostatků - první volbou začátečníka. Tolerancí  k začátečnickým chybám vám velmi usnadní vytvoření prvního úspěšného výtisku a ušetří vás stresu a zklamání z talíře špaget namísto věci, které půjde krásně zastrčit do vašeho miláčka.