Poznaj...

Materiały do druku 3D

Nie wiesz, który materiał wybrać?
Opisz wymagania mechaniczne części i warunki eksploatacji. Dobierzemy odpowiedni materiał.

Materiały do druku 3D

Na dzień dzisiejszy istnieje kilkadziesiąt rodzajów tworzyw sztucznych oraz ich kombinacji stosowanych w druku 3D. Każdy z nich ma swoje właściwości i obszary zastosowań.

Wspólnie dobieramy materiał w zależności od konkretnych zadań i wymagań. Bierzemy pod uwagę sztywność, elastyczność, temperaturę pracy, odporność chemiczną, odporność na promieniowanie UV, wygląd powierzchni oraz budżet projektu.

Poniżej znajdziesz główne rodzaje materiałów do druku 3D i kryteria wyboru.

free icon printing 7188279

PLA – polilaktyd

Biodegradowalny, nietoksyczny polimer. Jeden z najbardziej ekologicznych (naturalnych) filamentów, ponieważ wytwarzany jest z kwasu mlekowego pozyskiwanego z kukurydzy, trzciny cukrowej, ziemniaków i podobnych produktów rolnych.

PLA to najprostszy polimer do druku 3D, zapewniający wysoką jakość wizualną wydruków. Jest dość twardy, ale w rzeczywistości bardzo kruchy i nie nadaje się do stosowania w pracujących mechanizmach.

 

Właściwości PLA

  • odporność termiczna – niska (50°C-60°C)
  • udarność – niska
  • sztywność – wysoka
  • wytrzymałość – umiarkowana
  • łatwy w druku, niski skurcz

Zastosowania PLA

Prototypy, wyroby dekoracyjne, nietrwałe elementy funkcjonalne, projekty edukacyjne, materiały reklamowe, projektowanie wnętrz, pamiątki, figurki, zabawki. Stosuje się w przypadkach, gdy nie ma wysokich wymagań dotyczących odporności termicznej i chemicznej oraz wytrzymałości mechanicznej.

free icon 3d printing 17099546

PETG – politereftalan etylenu modyfikowany glikolem

PETG jest kopoliesterem powstałym na bazie tworzywa PET zmodyfikowanego glikolem. Modyfikacja ogranicza kruchość materiału i poprawia jego przydatność w technologii FDM. PETG łączy stosunkowo łatwe drukowanie z dobrą odpornością mechaniczną, niewielkim skurczem i wysoką przyczepnością między warstwami.

 

Właściwości PETG

  • odporność termiczna – umiarkowana (do około 75°C)
  • udarność – umiarkowana
  • sztywność – umiarkowana
  • wytrzymałość – wysoka
  • łatwy w druku jak PLA, ale bardziej wytrzymały
  • dobra odporność na chemikalia i wilgoć

Zastosowania PETG

Części mechaniczne, obudowy, pojemniki, prototypy wizualne i funkcjonalne, testy dopasowania, modele koncepcyjne, oprzyrządowanie produkcyjne. Jest stosowany w produkcji elementów technicznych oraz części wymagających pewnej elastyczności i wytrzymałości.

free icon 3d printing 17099546

Styrene (ABS/ASA)

ABS (akrylonitryl-butadien-styren) oraz ASA (akrylowo-styrenowo-akrylonitrylowy) to techniczne tworzywa sztuczne odporne na uderzenia, charakteryzujące się dobrą wytrzymałością mechaniczną, sztywnością i odpornością na ścieranie. ASA to materiał o właściwościach zbliżonych do ABS, ale z lepszą odpornością na warunki atmosferyczne, co czyni go idealnym do drukowania elementów narażonych na działanie promieni UV.

 

Właściwości ABS/ASA

  • odporność termiczna – wysoka (ABS – do około 90°C, ASA – do około 105°C)
  • udarność – umiarkowana
  • sztywność – wysoka
  • wytrzymałość – wysoka
  • dobra odporność na ścieranie
  • podatny na skurcz i odkształcenia podczas chłodzenia
  • potencjalnie niebezpieczne opary podczas drukowania
  • ASA – odporny na promieniowanie UV

Zastosowania ABS/ASA

ABS jest często stosowany w prototypowaniu przemysłowym, produkcji wszelkiego rodzaju obudów, osłon, ochraniaczy, zabezpieczeń oraz elementów, które muszą być bardziej wytrzymałe i odporne na wysokie temperatury. To także popularny materiał w branży motoryzacyjnej i AGD. ASA doskonale nadaje się do produkcji elementów narażonych na działanie promieni UV, takich jak części zewnętrzne samochodów, szyldy lub akcesoria ogrodowe.

free icon 3d printing 17099546

Filamenty elastyczne (TPE, TPU, TPC)

Elastomery termoplastyczne (TPE) są tworzywami sztucznymi o właściwościach podobnych do gumy, dzięki czemu są niezwykle elastyczne i trwałe.

Termoplastyczny poliuretan (TPU) jest szczególną odmianą elastomerów termoplastycznych i jest popularnym włóknem do drukarki 3D. W porównaniu do standardowego TPE, TPU jest nieco bardziej sztywny – co ułatwia drukowanie. Jest również bardziej trwały i może lepiej zachować swoją elastyczność na zimno, wytrzymuje do -40°C bez utraty elastyczności.

Termoplastyczny kopoliester (TPC) to kolejna odmiana elastomerów termoplastycznych, choć nie tak powszechnie stosowana jak TPU. Główną zaletą TPC jest wyższa odporność na działanie substancji chemicznych i promieniowania UV, a także odporność na ciepło (do 150 °C).

Materiały te są dostępne o różnych twardościach w skali Shore’a A i D.

 

Właściwości TPE, TPU, TPC

  • odporność termiczna – wysoka (TPU – do około 90°C, TPC – do około 150°C)
  • udarność – wysoka
  • elastyczność – bardzo wysoka (rozciągliwość do 500-600%)
  • wytrzymałość – wysoka
  • dobra odporność na ścieranie
  • odporność na oleje, tłuszcze i chemikalia
  • trudne do wydrukowania, wymaga ekstrudera z napędem bezpośrednim i niskiej prędkości drukowania

Zastosowania TPE, TPU, TPC

Uszczelki i uszczelnienia techniczne, elementy pełniące rolę adsorbentów energii, części funkcjonalne, tuleje, tłumiki drgań, futerały ochronne, części zatrzaskowe. Filamenty elastyczne są stosowane w produkcji elementów wymagających elastyczności, trwałości, odporności chemicznej oraz możliwości zastosowania w szerokim zakresie temperatur.

free icon 3d printing 17099546

Poliamid / nylon (PA)

Nylon jest syntetycznym polimerem utworzonym z poliamidów, które są polimerami połączonymi wiązaniami amidowymi.

W druku 3D stosuje się głównie poliamidy PA6, PA66 i PA12.

PA66 — wysoka wytrzymałość na rozciąganie, najtwardszy ze wszystkich wymienionych poliamidów (PA). Wytrzymuje długotrwale do 180°C. Odporny na kwasy i chlor. Wchłania więcej wilgoci z powietrza podczas przechowywania niż pozostałe rodzaje.
PA6 — bardziej udarowy niż PA66. Posiada właściwości tłumiące drgania, odporny na ścieranie. Odporny na rozcieńczone kwasy i roztwory zasad. Wytrzymuje temperaturę do 120°C.

PA12 — najmiększy i najbardziej elastyczny z tworzyw PA, co czyni go najbardziej odpornym na uderzenia. Wchłania mniej wilgoci niż pozostałe i jest bardziej odporny na mróz.

 

Właściwości poliamidów

  • odporność termiczna – od wysokiej do bardzo wysokiej (100°C – 180°C)
  • udarność – bardzo wysoka
  • elastyczność – umiarkowana
  • wytrzymałość – bardzo wysoka
  • wysoka odporność na ścieranie
  • wysoka odporność chemiczna
  • podatny na wilgoć
  • podatny na skurcz i odkształcenia

Zastosowania poliamidów

Nylon jest popularnym wyborem w przemysłowym druku 3D, ponieważ jest mocny, wytrzymały i odporny na ścieranie. Jeśli zostanie wydrukowany wystarczająco cienki, może zapewnić przyzwoitą elastyczność przy zachowaniu wytrzymałości.

Niski współczynnik tarcia nylonu oznacza również, że dobrze nadaje się on do produkcji funkcjonalnych części ruchomych.

Nylon jest często używany do produkcji funkcjonalnych prototypów, wysokowytrzymałych narzędzi i oprzyrządowania, zawiasów, przekładni, kół zębatych oraz innych elementów narażonych na obciążenia mechaniczne i czynniki środowiskowe podczas eksploatacji.

free icon 3d printing 17099546

PC - poliwędlan

Materiał techniczny o bardzo dobrych własnościach wytrzymałościowych. Charakteryzuje się wysoką udarnością i sztywnością. Jeden z bardziej trwałych materiałów stosowanych w drukarkach 3D pracujących w technologii FDM.

Poliwęglan oferowany jest standardowo w postaci bezbarwnej i charakteryzuje się wysoką przezroczystością. Możliwy jest zakup tego materiału w wersji barwionej, najczęściej w kolorze białym i czarnym.

Druk 3D z wykorzystaniem poliwęglanu nie należy do najłatwiejszych. Cechą tego materiału jest wysoka absorbcja wilgoci z powietrza oraz skurcz termiczny.
PC nie należy mylić z akrylem lub pleksi (PMMA), które ulegają zniszczeniu lub pękają pod obciążeniem. W przeciwieństwie do tych dwóch materiałów PC jest umiarkowanie elastyczne (choć nie tak jak np. nylon), co pozwala mu się wyginać, dopóki ostatecznie nie ulegnie deformacji.

 

Właściwości PC

  • odporność termiczna – wysoka (do około 130°C)
  • odporny na mróz
  • udarność – wysoka
  • sztywność – wysoka
  • elastyczność – umiarkowana
  • wytrzymałość – bardzo wysoka
  • odporność chemiczna
  • nietoksyczny
  • wytrzymałość na warunki atmosferyczne
  • podatny na wilgoć
  • podatny na skurcz i odkształcenia

Zastosowania PC

Elementy konstrukcyjne i nośne, obudowy przemysłowe, części pracujące w środowiskach narażonych na temperaturę, tarcie lub obciążenia mechaniczne.

Dzięki swoim właściwościom fizycznym PC stanowi idealny wybór do drukowania elementów, które powinny zachować swoją wytrzymałość, odporność na uderzenia i kształt w warunkach wysokiej temperatury, takich jak komponenty elektryczne, mechaniczne, medyczne lub motoryzacyjne.

Warto również wykorzystać jego właściwości optyczne w projektach dotyczących systemów oświetleniowych lub ekranów.

free icon 3d printing 17099546

Kompozyty tworzyw polimerowych (Filamenty napełniane)

Na rynku filamentów istnieje wiele odmian standardowych materiałów takich jak: PLA, ABS, ASA, PETG, PCTG, PA, PC, PET. Napełniane filamenty zawierają dodatki wprowadzone do stopionego polimeru.

Wprowadzenie napełniaczy pozwala na zmianę własności bazowego polimeru. Zmianie ulegają: wytrzymałość, właściwości mechaniczne, właściwości termiczne, struktura powierzchni, wygląd, kolor. Filamenty napełniane i domieszkowane pozwalają i na tworzenie efektywnych i efektownych wydruków modeli 3D.

Wypełniacze ścierne powodują szybkie zużycie standardowych mosiężnych dysz do głowicy drukarki, więc zaleca się stosowanie dysz ze stali hartowanej.

Najczęściej stosowanymi filamentami napełnionych domieszkami, mającymi zmienić ich własności są:

 

Filament Carbon fiber (kompozyty polimeru i włokien węglowych)

Dodanie włókien węglowych do filamentu stosowanego do druku 3D zmienia właściwości mechaniczne oraz wygład wydruków 3D. Domieszka włókna węglowego znacząco poprawia odporność na pełzanie, uderzenia i obciążenia dynamiczne, a także eliminuje problem skurczu i odkształceń podczas druku. Cechuje się bardzo wysoką odpornością mechaniczną, sztywnością oraz stabilnością wymiarową, także w podwyższonych temperaturach.

 

Właściwości kompozytów z włóknami węglowymi

  • wysoka sztywność
  • wysoka wytrzymałość na rozciąganie
  • wysoka tolerancja na ciepło
  • wysoka odporność chemiczna
  • niska waga
  • niska rozszerzalność cieplna
  • matowa i estetyczna faktura powierzchni

Zastosowania kompozytów z włóknami węglowymi

Kompozyty z włóknami węglowymi są stosowane do produkcji prototypów funkcjonalnych i części, w których istotne znaczenie mają wytrzymałość na zerwanie, sztywność i trwałość.

Nadają się one do drukowania obudów, mocowań, dźwigni, osprzętu, skomplikowanych i wytrzymałych części samochodowych, elementów do dronów, a także znajdują zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym i maszynowym.

 

Filament Glass fiber (kompozyty polimeru i włokien szklanych)

Filamenty napełniane włóknem szklanym mają zwykle w nazwie dopisek GF. Są to filamenty, w których do polimeru dodawane są włókna szklane, co nadaje im dodatkowe właściwości i cechy.

Ten materiał ma wysokie właściwości ścierne wśród filamentów do drukowania 3D. Dodanie włókna szklanego zwiększa sztywność, wytrzymałość, odporność termiczną oraz dokładność geometrii. Włókna szklane są izolatorem w przeciwieństwie do włókien węglowych które są przewodnikiem.

 

Właściwości kompozytów z włóknami szklanymi

  • wysoka sztywność
  • wysoka wytrzymałość 
  • wysoka odporność chemiczna
  • niska rozszerzalność cieplna
  • matowa i estetyczna faktura powierzchni

Zastosowania kompozytów z włóknami szklanymi

Filamenty z włóknami szklanymi są często stosowane do drukowania prototypów i produkcji części samochodowych, takich jak obudowy silników, kanały powietrza, układy wydechowe; elementów konstrukcyjnych, takich jak belki, dźwigary, złącza i inne, które muszą spełniać rygorystyczne wymagania techniczne, oraz innych elementów wymagających wysokiej wytrzymałości, odporności na chemikalia, temperatury i działanie innych czynników.

 

Specjalistyczne filamenty z dodatkami funkcjonalnymi

 

Filament ESD (kompozyty polimeru i dodatków przewodzących)

Filamenty przeznaczone do stosowania w krytycznych zastosowaniach, które wymagają ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD), wysokich właściwości termicznych, wysokich właściwości mechanicznych i ognioodporności.

Zastosowania wydruków 3D z filamentów ESD są szerokie i obejmują przemysł elektroniczny, zautomatyzowane urządzenia, urządzenia medyczne, przemysł lotniczy i kosmiczny, przemysł obronny, produkcję komponentów elektrostatycznie wrażliwych oraz wiele innych.

 

Filament Copper, Aluminium, Iron, Brass (kompozyty polimeru i proszków metali)

Filamenty produkowane najczęściej na bazie PLA oraz innych tworzyw termoplastycznych napełniane proszkiem z miedzi, dzięki czemu wydrukowany model można w dalszym etapie obróbki wypolerować. Filamenty mogą być napełniane innymi proszkami metali: żelaza, mosiądz lub aluminium.

Modele 3D wydrukowane za pomocą filamentów napełnianych proszkami metali są wyraźnie większą masę dzięki zawartości sproszkowanego metalu oraz przypominają elementy wykonane z metalu.

 

Filament Wood (kompozyty polimeru i proszków lub włokien drewna)

Filamenty, najczęściej na bazie PLA oraz innych tworzyw termoplastycznych napełnione proszkami lub włóknami drewna. Wydrukowane modele imitują elementy wykonane z drewna.

Modele drukowane z wykorzystaniem filamentu drewnianego zachowują charakterystyczny dla drewna zapach.

Materiał ten umożliwia tworzenie ładnych, drewnopodobnych wydruków modeli 3D. Wydruki możesz szlifować i barwić. 

 

Filament Mineral, Stone (kompozyt polimeru i proszków mineralnych)

Filamenty najczęściej produkowane na bazie PLA oraz innych tworzyw termoplastycznych napełnianych proszkami mineralnymi. Filamenty napełnione proszkami mineralnymi powodują, że drukowane modele 3D imitują elementy wykonane z kamienia naturalnego.

Filamenty mineralne są dobrymi materiałami które mogą zostać wykorzystane w pracowniach architektonicznych oraz przez artystów. Materiały charakteryzują się podatnością na obróbkę mechaniczną po druku. Dzięki czemu sprawdzają się przy druku architektonicznym, druku makiet czy rzeźb.

free icon printing 7188279

Masz pomysł, projekt lub potrzebujesz unikalnej części?

Skontaktuj się z nami – chętnie doradzimy, dobierzemy optymalne rozwiązanie i pomożemy je zrealizować.

Przewijanie do góry