Jak vybrat správné filamenty pro svou 3D tiskárnu?

3. února 2020, 20:31 | Stejně jako běžné tiskárny potřebují inkoustové náplně, potřebují 3D tiskárny plastové struny, ze kterých se tisknou předměty různých rozměrů. Výběr vhodného filamentu určí, jak bude výtisk tepelně a mechanicky odolný, zda půjde použít jako namáhaná součástka nebo jak složité jej bude vůbec vyrobit. Přečtěte si, jak vybrat správné 3D struny.

Princip fungování klasických 3D tiskáren (tzv. FDM/FMM tiskáren) jsme vám představili v jednom z minulých článků. Stručně jej ale zopakujeme:

Při 3D tisku taví tisková hlavice zásobní materiál (filament) a přesnými pohyby (podle předlohy) jej vrství na podložku a tisknutý předmět. Roztavený plast rychle tuhne a po dokončení poslední vrstvy je možné výtisk z podložky sejmout. O fungování 3D tisku se dozvíte více v článku Jak funguje stolní 3D tiskárna: Základní technologie 3D tisku.

Co jsou tiskové filamenty?

Filament je plastová struna spotřební materiál 3D tiskáren. Cívka, na kterých je filament navinutý, se vsazuje do tiskárny, která si v průběhu tisku odvíjí potřebné množství materiálu.

Filamenty můžeme rozdělit podle:

• druhu materiálu (některé jsou mechanicky odolné, jiné jsou elastické apod.),
• průměru struny (standardem je 1,75 mm pro tisk malých předmětů, a 2,85 mm pro tisk středně velkých předmětů),
• čistoty (některé struny v sobě mají příměsi, které jim dodávají speciální vlastnosti),
• zdravotní nezávadnosti (některé filamenty jsou dokonce biologicky odbouratelné),
• teplotní odolnosti,
• snadnosti tisku.

Rozlišujeme také výrobce - někteří se v komunitě 3D tiskařů těší dobré reputaci, jiní jsou známí pro levné zboží. Nejběžnější materiály a jejich vlastnosti shrnuje tabulka níže.

 

PLA filament

PLA filament je jedním z nejrozšířenějších. Díky relativně nízké teplotě tavení (okolo 180 °C) a dobré soudržnosti při tisku je ideálním materiálem pro začátečníky.

Základem PLA filamentů je kyselina polymléčná, která se vyrábí ze škrobu nebo cukrové třtiny. Jde o řetězec (polymer) kyseliny mléčné, běžně přítomné i v lidském těle - vzniká při intenzivním pohybu a je jednou z příčin bolesti svalů. PLA struny jsou šetrné k životnímu prostředí. V přírodě se rychle rozkládají a někteří výrobci je označují jako bioplasty.

Výrobky z PLA filamentů poměrně dobře vypadají; nejsou ale ohebné, mají nízkou mechanickou i tepelnou (do 60 °C) odolnost. PLA výtisky jsou křehké a snadno se rozbijí, hodí se proto pro výrobu dekoračních předmětů nebo detailních modelů.

PLA struny seženete už od 359 Kč (PLA filamenty od C-TECH); kvalitnější materiály (Polaroid Universal Premium PLA filament) jsou dostupné i ve 20 barvách.

ABS filament

Materiál ABS je mezi levnějšími filamenty alternativou k PLA strunám. Snese poměrně vysoké teploty, je tuhý a pevný a odolný vůči mechanickému poškození i různým chemikáliím.

Na druhou stranu jeho produkce není příliš ekologická (vyrábí se z ropy) a tisknutí je poměrně náročné. Pokud není chladnutí materiálu řízené, výrobek se deformuje. Nezbytností je proto tisková podložka s možností vyhřívání (na teplotu okolo 80 °C).

Další nevýhodou je vznik chemických výparů během tisku, které mohou u citlivějších jedinců vyvolat kašel a podráždění.

Díky svým vlastnostem jsou ABS struny vhodné pro výrobu nástrojů (obal na telefon, rukojeti) nebo např. hraček. ABS filamenty patří mezi nejlevnější, pořídíte je už za 291 Kč (GEMBIRD tisková struna (filament) ABS, 1,75 mm).

PETG filament

Základem PETG filamentů je dobře známý PET plast (využívá se u lahví a obalů) vylepšený glykolem. PETG vlákna kombinují snadný tisk PLA strun s odolností ABS filamentů.

PETG má řadu výhod: dá se snadno recyklovat, výrobky z něj jsou pevné a dobře odolávají vyšším teplotám. Dá se výborně spojit lepidlem a při hoření neprodukuje žádné jedovaté látky.

Mezi negativa materiálu patří sklon pohlcovat vzdušnou vlhkost. PETG je ideální pro výrobu pohyblivých, mechanicky namáhaných částí a součástek. Na tisk je obtížnější - podložka s vyhříváním okolo 60 °C je nezbytností.

PETG filamenty jsou dostupné jak v průměru 1,75 mm pro tisk menších objektů (GEMBIRD Tisková struna (filament) PETG, 1,75mm), tak s průměrem 2,85 mm (VERBATIM 3D Printer Filament PET-G 2.85mm) pro větší předměty.

TPE filament

TPE je ohebný materiál podobný kaučuku - výrobky z něj jsou proto typicky „gumové“. Na tisk je náročnější; teplota tisku je okolo 220 °C a teplotu podložky je nutné udržovat v rozmezí 20 až 40 °C, což může být problém zejména v horkých letních dnech.

Výrobky z TPE jsou flexibilní a odolné. TPE filamenty se používají pro výrobu automobilových součástek (těsnění), pomůcek pro domácnost, obalů na mobily, ale i bot. Cena 1 kilogramu TPE strun je vyšší - necelých 800 Kč (GEMBIRD Tisková struna (filament) flexibilní, 1,75mm).

 

Věděli jste, že 3D tiskárnu si můžete postavit i sami? Tady se vám ale budou hodit znalosti v oblasti programování. Zjednodušeně lze říci, že si 3D tiskárnu postavíte s pomocí arduina a dalších komponent.