Vlákno pro 3D tiskárny je materiál, z něhož se takříkajíc vyrábějí moderní sny – slouží totiž k modelování 3D modelů.

Při výrobě pomocí technologie FDM nataví tryska 3D tiskárny vlákno, které získá tekutou až pastovitou konzistenci. Tento materiál je pak přesně umísťován a tak vzniká vrstvu po vrstvě 3D model.

Ale není vlákno jako vlákno. Různá vlákna se neodlišují jen barvou, ale také svými mechanickými vlastnostmi. Některá z nich mají navíc zvláštní vlastnosti, jako je např. zdravotní nezávadnost při styku s potravinami. Výběr je takřka nekonečný, a proto vám chceme poskytnout přehled různých materiálů, které jsou dostupné na trhu:

Prototypy s vysokým rozlišením – PLA

PLA je ideální vlákno pro nekomplikovaný tisk. Je biologicky odbouratelné a ekologické. Materiál při ochlazení nevykazuje téměř žádné deformace, proto je optimální pro začátečníky. Má ale nízkou teplotu měknutí, a tak se pro příliš nehodí funkční modely.

Příklady použití:

  • Výroba krytů, obalů, skříní
  • Architektonické modely
  • Dětské hračky
  • Figurky

Přednosti

  • Lze zpracovávat v téměř všech 3D tiskárnách
  • Dostupná výroba a ohleduplnost vůči životnímu prostředí
  • Téměř žádné deformace při ochlazování – optimální pro začátečníky

Zápory

  • Tvrdý materiál – obtížnější následné zpracování
  • Nízká odolnost proti lomu
  • Nízká teplota měknutí

PLA kompozity – se vzhledem kovu a dřeva nebo se speciálními efekty

PLA kompozity se perfektně hodí pro umělecké účely. V architektuře i ve stavbě modelů získáte vždy skvělý vzhled. Díky podílu dřevěného materiálu lze například s pomocí změněného nastavení teploty dosáhnout realistické struktury dřeva. Takový model pak můžete podobně jako běžné dřevo brousit nebo do něj vrtat. PLA kompozit s podílem kovu zase vypadá skutečně jako kovový materiál a je možné ho leštit jako skutečný kov.

Příklady použití:

  • Výroba krytů, obalů, skříní
  • Architektonické modely
  • Dětské hračky
  • Figurky

Přednosti

  • Vizuální a hmatový rozdíl vůči běžným tiskovým materiálům
  • Lepší následná opracovatelnost než PLA
  • Pomocí změny teploty lze u dřevěné varianty vytvářet pěkné barevné efekty
  • Pomocí leštění lze vytvořit povrch podobný kovu

Zápory

  • Nízká odolnost proti lomu
  • Nízká teplota měknutí

PLA High Speed – pro mimořádně rychlý tisk

Díky vylepšené viskozitě je možné s High Speed PLA tisknout až 4x rychleji než s běžným PLA vláknem. Je zvláště vhodné pro velké prototypy, které je třeba vytisknout během krátké doby.

Příklady použití:

  • Výroba krytů, obalů, skříní
  • Architektonické modely
  • Dětské hračky
  • Figurky

Přednosti

  • Až 4x vyšší rychlosti tisku oproti PLA
  • Lze zpracovávat v téměř všech 3D tiskárnách
  • Dostupná výroba a ohleduplnost vůči životnímu prostředí
  • Téměř žádné deformace při ochlazování

Zápory

  • Nízká odolnost proti lomu
  • Nízká teplota měknutí

ABS Pro – stabilní funkční modely

Vlákno ABS Pro je ve srovnání s běžným ABS podstatně méně náchylné k deformacím. Dá se s ním snadno tisknout a je vhodné i pro větší modely.

Příklady použití:

  • Mechanické funkční díly
  • Náhradní díly

Přednosti

  • Nízká náchylnost k deformacím
  • Vysoká zatížitelnost
  • Vysoká lomová odolnost
  • Teplotní odolnost do cca 85 °C

Zápory

  • Při ochlazování sklon k deformacím
  • Je třeba vyhřívaná podložka pro tisk

PETG – zdravotní nezávadnost při styku s potravinami

Vlákno Renkforce PETG vykazuje na rozdíl od běžných PLA vyšší odolnost vůči lomu a vůči vysokým teplotám, lze ho ale tisknout snáze než ABS. Navíc je tento materiál zdravotně nezávadný při styku s potravinami, a proto má velmi široké možnosti uplatnění.

Příklady použití:

  • Modelářství
  • Kuchyňské potřeby

Přednosti

  • Zdravotní nezávadnost při styku s potravinami
  • Teplotní odolnost do 75 °C
  • Nízká náchylnost k deformacím
  • Vyšší odolnost vůči lomu než PLA

Zápory

  • Menší odolnost vůči lomu než ABS

PVA – vodou rozpustné opěrné struktury

PVA se ideálně hodí jako opěrný materiál pro materiály jako PLA, Elastic, Flex a další. Při jeho využití lze pomocí 3D tiskárny vybavené technologií FDM vyrábět i ty nejkomplexnější struktury a tvary. Po vytisknutí je pak možné PVA jednoduše nechat rozpustit ve vlažné vodě tak, že na modelu nezůstanou žádné stopy.

Příklady použití:

  • Opěrné struktury

Přednosti

  • Vodorozpustnost
  • Dobrá přilnavost v kombinaci s materiály PLA a Flex

Zápory

  • Silně hydrofilní
  • Vhodné jen v kombinaci s materiály o podobné teplotě

HIPS – opěrné struktury pro ABS

HIPS se na rozdíl od PVA hodí jako opěrný materiál pro vlákna s vyšší teplotou tisku. Pro rozpuštění HIPS je zapotřebí speciální extrakt D-limonenu.

Mimo to se HIPS hodí také jako náhrada vlákna ABS, protože má při tisku podobné mechanické vlastnosti.

Příklady použití:

  • Opěrné struktury
  • Mechanické funkční díly
  • Kryty, obaly, skříně

Přednosti

  • Rozpustnost v extraktu D-limonenu
  • Dobrá přilnavost v kombinaci s ABS

Zápory

  • Při ochlazování má tendenci k protahování
  • Je třeba vyhřívaná podložka pro tisk

Flex – extrémně flexibilní modely

Materiál Flex je extrémně flexibilní a odolný proti přetržení. Díky vysoké flexibilitě je rychlost tisku omezená a zpracování není možné v každé tiskárně. Ideálně se hodí pro díly jako obaly mobilních telefonů nebo gumové tlumiče. Vlákno Renkforce Flex se vyznačuje mimořádně dobrou přilnavostí k materiálu PLA, takže je vhodné i pro tisk s duálním extrudérem.

Příklady použití:

  • Gumové tlumiče
  • Závěsy
  • Knoflíky
  • Nožičky přístrojů

Přednosti

  • Extrémně flexibilní
  • Odolný proti přetržení

Zápory

  • Nevhodný pro vysoké rychlosti tisku
  • Náročné zpracování

Elastic – semiflexibilní modely

Vlákno Renkforce Elastic je semiflexibilní materiál a dá se na rozdíl od materiálu Renkforce Flex zpracovávat v téměř všech 3D tiskárnách. Díky o něco vyšší pevnosti ho lze tisknout rychleji a snáze než vlákno Flex.

Příklady použití:

  • Gumové tlumiče
  • Závěsy
  • Knoflíky
  • Nožičky přístrojů
  • Těsnění

Přednosti

  • Flexibilní
  • Snazší zpracování než u materiálu Flex

Zápory

  • Nevhodný pro vysoké rychlosti tisku

Polyamid (nylon) – mechanicky namáhané díly

Polyamid, nazývaný také nylon, je plast s velkou rázovou houževnatostí, který se skvěle hodí pro výrobu mechanicky namáhaných dílů.

Příklady použití:

  • Mechanické funkční díly
  • Ozubená kola
  • Kladky
  • Kluzná ložiska
  • Nářadí

Přednosti

  • Rázová houževnatost
  • Teplotní odolnost do cca 85 °C
  • Odolnost vůči olejům a pohonným hmotám

Zápory

  • Při ochlazování se protahuje
  • Je třeba vyhřívaná podložka pro tisk
  • Špatná přilnavost k podložce pro tisk
  • Silně hydrofilní

PC – extrémně stabilní výtisky

Polykarbonát je materiál s extrémní rázovou houževnatostí a klimatickou odolností. Ideálně se hodí pro mechanické funkční díly a prototypy, zvláště pokud jsou určeny pro prostředí s vysokými teplotami.

Příklady použití:

  • Mechanické funkční díly
  • Prototypy
  • Pouzdra, obaly, skříně

Přednosti

  • Extrémní rázová houževnatost
  • Teplotní odolnost do cca 120 °C
  • Klimatická odolnost
  • Při zlomení minimální tříštivost

Zápory

  • Při ochlazování se deformuje
  • Je třeba vyhřívaná podložka pro tisk
  • Špatná přilnavost k podložce pro tisk

PP – zdravotní nezávadnost při styku s potravinami a elasticita

Vlákno Renkforce Polypropylen bylo americkým Federálním úřadem pro potraviny a léky (FDA) certifikováno jako zdravotně nezávadné při styku s potravinami. Jeho teplotní odolnost je do 100 °C.

Příklady použití:

  • Mechanické funkční díly
  • Prototypy

Přednosti

  • Zdravotní nezávadnost při styku s potravinami
  • Teplotní odolnost do cca 100 °C

Zápory

  • Při ochlazování se protahuje
  • Je třeba vyhřívaná podložka pro tisk
  • Špatná přilnavost k podložce pro tisk

Krátký přehled:

Vlákno Vlastnost Doporučená teplota tisku Doporučená teplota podložky pro tisk Doporučená rychlost tisku Stupeň obtížnosti*  Náchylnost k deformacím** 
PLA – 100% biologicky odbouratelné
– lehké zpracování
– vysoká věrnost barev
– stálost barev
– odolnost vůči UV záření
– téměř žádné deformace při ochlazování
180-230 °C 0-60 °C 40-80 mm/s ***** *****
PLA kompozity – PLA a další materiály jako dřevo, měď nebo bronz
– leštitelné
– barevný tón dřeva lze měnit pomocí nastavení teploty
180-230 °C 0-60 °C 30-60 mm/s **** *****
PLA High Speed – až 4x vyšší rychlost tisku ve srovnání s PLA
– lze zpracovávat téměř na všech 3D tiskárnách
– dostupná výroba a ohleduplnost vůči životnímu prostředí
– téměř žádné deformace při ochlazování
190-230 °C 0-60 °C 60-300 mm/s **** *****
ABS Pro – syntetická látka
– vysoká rázová pevnost
– optimální pro následné zpracování
– nízká náchylnost k deformacím
230-260 °C 80-120 °C 40-80 mm/s **** ****
PETG – zdravotní nezávadnost při styku s potravinami

– rázová houževnatost

230-260 °C 60-80 °C 40-80 mm/s **** ****
PVA – rozpustnost ve vodě
– ideální jako opěrná struktura
180-220 °C 0-60 °C 40-100 mm/s *** ****
Nylon (PA) – vysoká pevnost
– malé opotřebení
– odolnost vůči organickým rozpouštědlům
230-270 °C 90-130 °C 25-40 mm/s *** **
Flex – silně elastické 180-220 °C 0-60 °C 10-30 mm/s ** *****
Elastic – vlastnosti jako guma
– lehce roztažitelné
180-230 °C 0-60 °C 15-45 mm/s *** *****
HIPS – opěrná struktura pro ABS
– mechanická alternativa k ABS
220-260 °C 80-120 °C 40-80 mm/s **** ***
Polykarbonát (PC) – lehké
– stabilní
– teplotně odolné
220-260 °C 80-120 °C 20-30 mm/s *** **
PolyPropylen (PP) – odolné vůči oděru
– nárazuvzdorné
– zdravotně nezávadné při styku s potravinami
210-260 °C 50-110 °C 20-30 mm/s ** *

*Stupeň obtížnosti:

* = velmi těžko zpracovatelné

***** = velmi snadno zpracovatelné

**Náchylnost k deformacím:

* = velmi výrazně náchylné k deformacím

***** = velmi málo náchylné k deformacím

Autor

Průvodce světem techniky a elektroniky

Napsat komentář