Jaki filament do drukarki 3D najlepiej wybrać?

Choć pytanie wydaje się z pozoru proste, odpowiedź na nie może być problematyczna, zwłaszcza gdy dopiero zaczynasz swoją przygodę z wydrukami 3D. To, jaki filament sprawdzi się najlepiej, zależy od przynajmniej kilku czynników, z których najważniejszymi są dwa – co dokładnie chcemy wydrukować i jaką drukarką dysponujemy. Poniżej znajdziesz przegląd kilku najpopularniejszych filamentów oraz podpowiedzi, do jakich drukarek nadają się najbardziej.

Czym właściwie jest filament drukarski?

Filamenty do drukarek 3D są materiałami termoplastycznymi przeznaczonymi do wykonywania trójwymiarowych wydruków w technologii FDM (Fused Deposition Modelling) lub FFF (Fused Filament Fabrication). Mają postać żyłek nawijanych na szpulki i są dostępne w dwóch standardowych średnicach – 1,75 mm lub 2,85 mm.

Rodzaje filamentów do drukarek 3D

Na rynku można znaleźć całkiem sporo różnego rodzaju filamentów – większość z nich to tworzywa sztuczne. Głównym czynnikiem przy wyborze materiału powinno być to, co chcemy z niego wykonać. Najpopularniejsze filamenty to zdecydowanie ABS, PLA, Nylon, PETG i HIPS.

ABS

Filament ABS to w pełni sztuczny polimer, zawdzięczający swoją popularność trwałości i dość niskiej cenie. Niestety jest też dość problematyczny przy druku ze względu na duży skurcz materiału – wymaga przez to podgrzewanego stołu roboczego (80-110°C).

Trzeba też pamiętać, że to tworzywo sztuczne wydziela podczas druku intensywne opary, które mogą szkodzić ludziom i zwierzętom. W związku z tym, pomieszczenie, w którym drukujemy filamentami ABS, powinno być dobrze wentylowane.

ABS jest dość elastyczny, cechuje się dobrą odpornością temperaturową i wysoką wytrzymałością, przez co świetnie nadaje się do tworzenia ruchomych części. Warto też pamiętać, że rozpuszcza się w acetonie.

PLA

Zdecydowanie najpopularniejszy obecnie filament używany do druku FDM. Wytwarzany jest z naturalnych składników (trzciny cukrowej lub skrobi kukurydzianej), przez co nazywany jest też zielonym plastikiem.

Dzięki temu podczas wydruku nie będzie wydzielał szkodliwych oparów jak inne tworzywa sztuczne, przez co może być bezpiecznie wykorzystywany np. na zajęciach edukacyjnych. Nadal jednak trzeba pamiętać o dobrej wentylacji pomieszczenia.

Choć nie jest tak elastyczny i wytrzymały jak ABS, charakteryzuje się małym skurczem materiału, dzięki czemu nie wymaga podgrzewanych stołów i wysokiej temperatury druku (zwykle jest to 180-220°C). Nadaje się świetnie do wydruków o charakterze pokazowym (np. prototypów lub dekoracji), nawet w dużych rozmiarach. Jest nierozpuszczalny, ale może się odkształcać w wysokich temperaturach (powyżej 50°C) i jest podatny na promieniowanie UV (po naświetleniu materiał staje się kruchy). Nie nadaje się też do dalszej obróbki mechanicznej.

Nylon

Kojarzony chyba najbardziej z żyłkami wędkarskimi, ten popularny, lekki i nierozpuszczalny polimer syntetyczny cechuje się dobrą wytrzymałością, elastycznością i dużą odpornością na ścieranie. Zapewnia też dobrą jakość wykończenia powierzchni. Właściwości te czynią z niego idealny materiał na detale muszące znosić duże obciążenia mechaniczne (np. łożyska i koła zębate).

Filament ten również wytwarza szkodliwe opary podczas druku – pomieszczenie musi więc być dobrze wentylowane. Trzeba też pamiętać, że jest nieco trudniejszy w wykorzystaniu – praca z nim wymaga ustawienia odpowiednich parametrów druku.

PETG

Filament PETG (oznaczany też jako PET-G) powstaje z tworzywa PET i glicerolu, co daje mu szeroki zakres zastosowań – może nawet być wykorzystywany do wytwarzania elementów mających kontakt z żywnością (oczywiście po otrzymaniu odpowiednich certyfikatów). Jest nierozpuszczalny, stosunkowo elastyczny i odznacza się dużą wytrzymałością, zwłaszcza na uderzenia. Cechuje się również niewielkim skurczem w trakcie druku, ale mimo to wymaga podgrzewanego stołu roboczego.

W trakcie druku kolejne warstwy wykazują bardzo dobrą przyczepność, a sam materiał nie wydziela niebezpiecznych oparów (mimo to należy pamiętać o dobrej wentylacji). Wymaga jednak doboru odpowiednich parametrów druku, co nieco utrudnia jego wykorzystanie.

HIPS

Biodegradowalne tworzywo wykorzystywane powszechnie w produkcji opakowań mających kontakt z żywnością. Jest nietoksyczne, również po podgrzaniu – nie wytwarza niebezpiecznych oparów podczas druku. Często jest też używane jako materiał podporowy dla innych tworzyw – jest rozpuszczalne w limonenie.

Cechuje się dużą trwałością i niską elastycznością. Może być problematyczne w trakcie druku – wykazuje słabą przyczepność i tendencję do podwijania się, co utrudnia wytwarzanie detali i wymusza użycie podgrzewanego stołu i zamkniętej komory.

Opisane wyżej filamenty oraz inne dostępne na polskim rynku możesz znaleźć tutaj.

Rodzaj filamentu a typ drukarki

To, jakich filamentów można używać zależy w dużej mierze od typu drukarki, jakim dysponujemy. Zależności te przedstawiają się następująco:

• Drukarka z otwartą komorą – zdecydowanie najtańszy typ drukarek. Są całkowicie pozbawione jakichkolwiek obudów – często są po prostu otwartymi układami kinetycznymi opartymi na aluminiowych profilach. Sprawdzają się przy drukowaniu z PET, PLA czy TPU, ale już niekoniecznie przy Nylonie i ABS-ie – z tego drugiego można wykonać raczej tylko bardzo małe konstrukcje (3-5 cm w każdej osi) bez pękania materiału.
• Drukarka z zamkniętą komorą – pozwala utrzymać wyższą temperaturę wokół wydruku, co umożliwia pracę z materiałami ciepłolubnymi. Poradzi sobie z większością filamentów, jednak przy ABS-ie i innych wymagających podgrzewania nadal obowiązywać będzie ograniczenie wielkości – max. 10-15 cm we wszystkich osiach.
• Drukarka z podgrzewaną komorą – pozwala na pracę z właściwie dowolnym, nawet najbardziej wymagającym materiałem. Niestety sprzęt tego typu ma dość zaporowe ceny – pojedyncza drukarka kosztuje ok. 40-60 tys. zł.

Podsumowanie

To, jaki filament do drukarki 3D należy wybrać, zależy w głównej mierze od tego, co chcemy stworzyć i jakim sprzętem dysponujemy. Mając to na uwadze, można stosunkowo łatwo znaleźć dobry filament, dzięki któremu gotowy wydruk będzie wytrzymały i nie popęka.