Buying Guide: все о материалах для 3D-печати

3D-принтеры постепенно дешевеют, становятся все более распространенными и привычными устройствами. Трехмерная печать дома уже не вызывает такого ужаса, и удивить ею можно разве что собственную бабушку. Но вот разобраться в материалах для печати – не так просто, поэтому многие владельцы принтеров просто по привычке покупают один и тот же материал для всех своих штук, ограничивая себя в том, что еще можно напечатать.

Если тема печатного пластика сложна и для вас, скорее читайте новый Buying Guide от интернет-магазина Funduk.ua. Из него вы узнаете, каких видов он бывает, для чего годится и как его лучше использовать.

ABS пластик

Начнем наш Buying Guide с самого распространенного, самого известного, самого дешевого и самого простого материала – ABS пластика. Эти нити можно встретить у всех основных производителей расходников для 3D-печати, они отлично подходят для создания «повседневных»  объектов благодаря повышенной механической прочности и жесткости.

Кроме того, ABS-нти любят моделисты: он хорошо растворяется в ацетоне, а значит, из него можно делать детали сложных объектов, которые потом легко склеиваются друг с другм.

Выглядит этот материал едва ли не проще других, зачастую – он глянцевый, и убрать глянец можно только путем регулировки в процессе печати. Правда, основной минус состоит не в этом, а в заметной усадке при охлаждении: если вы вдруг решите напечатать из ABS пластика чехол или подставку для своего смартфона, будьте готовы сделать запас в размерах, иначе устройство рискует не влезть.

PVA пластик

Второй по известности материал – PVA. Правда, распространен он не так сильно, потому что не способен выдерживать больших физических нагрузок и легко растворяется в воде. С одной стороны, это делает его предельно экологичным, с другой – вы не сможете сделать из него прочный бытовой предмет. В домашних условиях такие нити подходят разве что для создания сувениров.

PLA пластик

К известным материалам относится и PLA. Этот материал изготавливается из кукурузы и сахарного тростника, так что с его экологичностью не поспоришь. Впрочем, как и PVA, этот пластик мало подходит для предметов быта: он не слишком прочный, недолговечный, становится мягким при контакте с водой. Так что и его стоит использовать разве что для упаковки, сувениров или предметов, которые никак и никогда не будут контактировать с влагой.

PET пластик

Продолжая тему экологичных материалов, переходим к PET. Это название вы, скорее всего, знали еще до появления 3D-печати как таковой:  PET пластик используется для упаковок еды и воды, он считается единственным безопасным для таких целей материалом. Он устойчив в кислотам, органическим растворителям, щелочам и даже температурным перепадам в широких пределах (от -40 до +75 градусов). Так что если вы решите напечатать себе крутой ланчбокс или бутылку для воды – используйте именно его.

Ударопрочный полистирол HIPS

Если вы вдруг решите сделать что-нибудь, не боящееся ударов и падений – например, сверхпрочный чехол для смартфона или игрушку для ребенка – выбирайте ударопрочный полистирол. Этот материал во многом похож на ABS пластик, но выдерживает куда большие нагрузки.

Как дополнительный плюс, HIPS поддается растворителю «лимонен», так что его можно использовать даже для сложный структур. При этом прочность конструкции не пострадает.

Ну а в качестве минуса кроется токсичность при нагреве: если решите печатать из полистерола, делайте это только в хорошо проветриваемых помещениях. Готовых предмет не опасен, пользоваться им можно в любых условиях.

BVOH пластик

BVOH пластик или, иначе говоря, сополимер бутенового винилового спирта – материал, который во многом похож на PLA, ABS и PET, но намного лучше подходит для печати объектов со сглаженными очертаниями.

Материал отлично растворяется в обычной воде, в этом заключается его главный плюс и минус одновременно. Как плюс – очертания готовых предметов легко можно сгладить в воде. Как минус – долговечные бытовые штуки из него делать точно не стоит.

Нейлон

Одним из самых прочных материалов для печати на 3D-принтерах считается нейлон. Он устойчив к бытовому износу, не боится трения и температурных колебаний. Использовать этот филамент стоит для подвижных деталей и цельных предметов, а вот сделать из него конструкцию не получится: нейлон очень плохо поддается склеиванию чем-либо.

Обратите внимание, что этот материал весьма подвержен усадке, так что платформу при печати придется подогревать, чтобы избежать ее в максимальной степени. При этом нейлон выделяет токсичные пары, так что о вентиляции помещения придется позаботится очень хорошо.

Поликарбонат

Еще один материал с повышенной прочностью – поликарбонат. Из него часто делают чехлы и кейсы для смартфонов, разнообразные подставки, они не боятся ударов, перепадов температур зимой и летом, отлично сохраняют свой вид на протяжении длительного использования.

При этом материал не лишен недостатков. При нагревании во время печати поликарбонат выделяет токсичные соединения, так что печатать им стоит только в проветриваемых помещениях. 

T-Glase

К прочным пластикам относится и T-Glase – прочное стекло из полимера PETT, предназначенное для печати на низких температурах. Этот филамент не токсичен, он полностью перерабатываемый и не подвержен деформации, отлично подходит для печати крупных объектов. После печати он остается полностью прозрачным, так что его можно использовать для создания безопасного стекла, прозрачных кейсов и чехлов, вставок в шкафы и т.д.

Полиметилметакрилат

Еще одно «пластиковое стекло», другие его названия - Acrylic, оргстекло, акрил, ПММА). Простой в использовании, прочный экологичный материал, который легко склеивается. В общем, отлично подходит для пользовательской печати и мог бы стать мечтой любого моделиста-конструктора. Но увы, в 3D-печати сегодня он используется крайне редко, так как не подходит для хранения в катушках. Производители активно работают над этой проблемой, так что не исключено, что в скором времени в продаже появится какая-нибудь удобная для использования разновидность акрила.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE, ПНД)

Полиэтилен – правда, знакомое слово? Да, это именно тот материал, из которого сделаны большинство пакетов в магазинах. В 3D-печати он используется весьма редко, но при этом предельно дешево и широко распространен. Причины редкого использования кроются в минусах филамента: он очень легко плавится, сильно усаживается при печати, умудряется застыть неровными слоями и, к тому же, выделяет вредные пары. Проще говоря, использование сопряжено с большими трудностями, требует сноровки, тренировки и высокой скорости печати. Но если вы подстроитесь – сможете печать все нужнее очень дешево.

Полипропилен (PP, ПП)

Легкий, широко распространенный в продаже, нетоксичный, весьма доступный по цене материал, с отличной влаго- и химической стойкостью – все это о нем, полипропилене. Этот материал часто используется для упаковки продуктов в магазинах, но его также можно брать для печати бытовых предметов, включая даже посуду.

В качестве основного минуса материала стоит отметить его сильную усадку, так что печатать придется с нагревом до 220 градусов.

Поликапролактон (PCL)

Поликапролактон – материал, с которым сложно подружиться. Он плавится при температуре уже в 60 градусов и запросто слипается с поверхностью печатного стола, так что если вы решите использовать его, придется приноровиться. Желательно – быстро и сразу, без использования высоких температур – нагрев этого филамента до 200-220 градусов может привести к потере материалом его свойств и поломке принтера (экструдера).

При этом сам по себе материал весьма хорош. Он пластичен, нетоксичен, а при попадании в организм человека или животного распадается самостоятельно, без какого-либо вмешательства. Его можно использовать для макетов, сувениров, пищевых контейнеров и тарелок – естественно, таких, в которых не будет подаваться горячая еда.

Полифенилсульфон (PPSU)

Полифенилсульфон редко используется в домашних условиях – это промышленный материал, который часто применяют в авиастроении. Он не боится никаких растворителей, устойчив к горюче-смазочным материалам и плавится при предельно высоких температурах (370 градусов).

***

Также есть несколько материалов и добавок, которые используются производителями намного реже.

Металлический порошок

Распечатать объект полностью из металла в омашних условиях пока что не получится – эта технология очень дорогая, используется только в промышленных принтерах. А вот повысить прочность и придать предмету эффект, будто он сделан из металла – вполне можно. Для этого используются металлические добавки, такие как BronzeFill.

Фактически, такой материал представляет собой PLA-основу с микроскопическими металлическими частицами в большом количестве. В готовом виде распечатанных предмет выглядит как металлический и, что еще важнее, поддается полировке, которая придется очень кстати для повышения сходства.

Композит переработанного дерева

Добавление в обычный полимер деревянных опилок позволило производителям получить еще один материал – имитирующий деревянные предметы (LAYWOO-В3). Этот материал практически не подвержен деформации после завершения печати, нетоксичен и выглядит очень реалистично. Что еще важнее – дальше работать с ним можно как с самым обычным деревом – сверлить, шлифовать, точить и т.д.

Используя разные температуры при печати можно добиться светлой (180 градусов) или максимально темной (250 градусов) поверхности. Комбинируя температуры, можно добиться эффектного рисунка.

Имитаторы песчаника

Имитировать производители научились и минеральные объекты – например, песчаник (пластик Laybrick). Этот материал не требует дополнительного нагрева платформы, отличается минимальной деформацией и малотоксичен в использовании. Что еще интересней, от температуры, при которой печатаются объекты из такого филамента, зависит их итоговый вид: при 165-190 градусах они получаются более «прилизанными», гладкими, а температура от 210 градусов и выше позволяет получить близкую к натуральной тестуру поверхности.

Углеродное волокно

Три предыдущие упомянутые добавки позволяют придать объектам далеко не пластиковый вид. Углеродное волокно же, в отличие от них, влияет не на итоговый внешний вид, а на прочность предметов. Добавка AdditiveCARBON позволяет сделать конструкцию более прочной. Правда, у нее пока что есть огромный минус: напечатать предмет полностью такой нитью нереально, можно только выложить из нее отдельные слои, укрепив таким образом конструкцию из других материалов.

***

Фотополимеры

Отдельно от всех этих материалов стоят фотополимеры. Для них используются другие принтеры, основанные на использовании фотополимерных материалов и солнечного света. Естественно, происходит печать в закрытом блоке, чтобы защитить таким образом зрение пользователя.

Слабое место всех полимерных материалов – их высокая стоимость печати. А вот с разнообразием проблем нет. Сегодня производители предлагают полимеры повышенной твердости, гибкие для резиновых моделей, гибкие для твердых моделей, а также специальные разновидности для ювелиров и стоматологов.

С технической точки зрения различают восемь видов фотополимеров.

Высокотемпературный фотополимер

Как видно из названия, этот материал способен выдерживать высокие температуры при использовании. С его помощью можно сделать кран, кусок трубы, залатать кровлю на крыше дома или сделать защитную крышку для радиатора отопления.

Прозрачные фотополимеры

У этих материалов название также понятное без лишних пояснений – с их помощью можно печатать прозрачные или полупрозрачные предметы. Материал отличается гладкой поверхностью и отличной прочностью.

Непрозрачные прочные фотополимеры

Гладкая поверхность и хорошая прочность есть у непрозрачных полимеров, но в числе их достоинств также значатся повышенная прочность и отличная детализация. Если вы решите создать что-то типа собственных Funko Pop!  - вам именно за таким материалом.

Имитаторы полипропилена

Имитаторы полипропилена пригодятся для создания гибких предметов. Этот материал устойчив к износу, выдерживает большие нагрузки на разрыв и не боится ударов.

Имитаторы резины

Хотите распечатать автомодель и вам нужны к ней колеса? Не вопрос! Берите имитаторы резины, и получайте реалистиные покрышки, которые по виду и свойствам ничем не отличаются от настоящих.

Цифровой ABS-пластик

Производители фотополимеров явно не любят заморачиваться: у последнего из пользовательских материалов название также весьма говорящее. По своим свойствам он очень похож на ABS пластик, разве что имеет еще более высокие механические характеристики, показатели теплоустойчивости и прочности, чем оригинал.

Биосовместимые фотополимеры и стоматологические фотополимеры используются сугубо в медицине, и дома не применяются. Их основные достоинства – полная безопасность для человека, отличный уровень детализации и долговечность. В общем, все то, что нужно в человеческом организме.