Na úvod by bolo asi fajn začať otázkou, čo to teda ten "filament" alebo inak povedané vlákno do 3D tlačiarne je ?
Filament je druh tlačového materiálu, ktorý používajú 3D tlačiarne. Filament je teda súvislé tenké vlákno, ktoré sa potom zvyčajne navíja do kotúča. Surovinou filamentu je termoplastický materiál, vrátane najčastejšie používaných plastov. Avšak niekedy je zmiešaný aj so špeciálnym materiálom na určitý účel. Pod pojmom špeciálny materiál môžeme chápať vlákno plnené kovom, drevom, či fosforom.
Ako využijem filamenty v 3D tlačiarni ?
Keďže svet technológii neustále napreduje využitie 3D tlačiarní a ich produktov ma čoraz väčší okruh. Aj keď síce majú zjavné mechanické obmedzenia, svoju hodnotu nahrádzajú pri prototypovaní, použití v bežnom živote, ale aj v ľahkej priemyselnej prevádzke. Využívajú sa, či už ako rekvizity; hračky; diely do áut, strojov alebo ako názorné modely pri vzdelávaní.
Aký rozdiel je v kvalite filamentov do 3D tlačiarní ?
Síce filamenty môžu vyzerať rovnako, ale na kvalite skutočne záleží. Najhlavnejší rozdiel je asi v polomere. Ďalej záleží na čistote materiálu, konzistencii šarže, navíjaní cievky a absorbcie vlhkosti. Toto všetko sú faktory, ktoré môžu ovplyvniť kvalitu filamentov a následne výkon tlače a kvalitu výsledku.
Pre porovnanie výsledok absorbovanej vlhkosti vlákna TPU vs. Výsledok suchého vlákna TPU
Ako si teda vybrať vlákno pre 3D tlačiareň?
Na začiatok je dôležité vedieť, načo vlákno chceme použiť, teda čo chceme vytlačiť a musíme aj objektívne zhodnotiť naše skúsenosti s 3D tlačením. Následne sa podľa toho vieme rozhodnúť, aké vlákno a s akými vlastnosťami potrebujeme.
Filamenty môžeme rozdeliť do 2 skupín :
- Základné
- Exotické
V prvej skupine si predstavíme typy základných filamentov 3D tlačiarní, ktoré sú vhodné pre bežné tlačenie, je s nimi ľahká manipulácia a majú dobré fyzikálne vlastnosti.
- PLA
Kyselina polymliečna. Je jedna z dvoch najpoužívanejších filamentov pre stolnú 3D tlač. Je to najviac odporúčaný materiál, keďže je využiteľný v širokom spektre aplikácií. Zároveň pri tlačení nevytvára zápach, má nízku deformáciu a nevyžaduje vyhrievané lôžko. Je dostupný v širokej škále farieb a štýlov.
Keďže ma všestranné a ľahké využitie, skôr treba spomenúť kde PLA nevyužiť. Keďže je dosť krehký neodporúča sa pri tlačení premetov, ktoré by sa mohli opakovane ohnúť alebo spadnúť. Taktiež je dobré vyhnúť sa používaniu spolu s predmetmi, ktoré musia odolávať vyšším teplotám. PLA má totiž tendenciu sa pri vyšších teplotách ako 60°C ohnúť alebo zdeformovať.
Využitie: prototypy, hračky, aplikácie s nízkym namáhaním
- ABS
Akrylonitrilbutadiénstyrén. Je síce menej populárny ako PLA pre každodennú tlač, ale v skutočnosti je mierne lepší ako PLA. Majú vysokú odolnosť a schopnosť odolávať vysokým teplotám. Je však náročnejší na tlač a je náchylný na deformáciu bez horúceho tlačového lôžka a lepidla na lôžko.
Bežne sa používa pri vstrekovaní plastov a nachádza sa v mnohých tovaroch, vrátane LEGO kociek a prilieb na bicykle.
Využitie: predmety s ktorými sa často manipuluje, padajú alebo sa zahrievajú; puzdrá na telefóny, hračky s vysokým opotrebovaním, rukoväte náradia a súčasti automobilového obloženia
- PETG, PETT
PETG je materiál pre 3D tlač prirodzene čistejší, menej krehký a tlač s ním nie je až taká ťažká. Z tohto dôvodu sa považuje za dobrý stred medzi PLA a ABS.
PETT je len ďalšou variantov, ktoré je o niečo pevnejšie ako spomínané PETG a zároveň je obľúbené pre svoju priehľadnosť.
Pri jeho používaní by ste mali pamätať na to, že je hygroskopický, čo znamená, že absorbuje vlhkosť zo vzduchu. To ma neskôr negatívny vplyv na kvalitu materiálu pri tlači. Pri tlači je taktiež lepkavý a hoci nie je krehký, poškriabe sa ľahšie ako ABS.
Využitie: funkčné predmety, ktoré sú vystavené trvalému a náhlemu namáhaniu; časti tlačiarne a ochranné komponenty
- TPE, TPU, TPC
TPE sú plasty s vlastnosťami gumy, vďaka čomu sú mimoriadne flexibilné a odolné. Práve vďaka týmto vlastnostiam dokáže tento materiál vydržať fyzickú záťaž, ktorú pre príklad ABS a PLA určite neznesú. No na druhej strane netreba zabúdať, že tlač s týmto materiálom už nie je až taká ľahká.
TPU je špeciálna odroda TPE. V súčasnosti je dosť obľúbený, keďže je o niečo pevnejší a to následne aj uľahčuje tlač. Je zároveň o niečo odolnejší a lepšie si zachováva elasticitu v chladnejšom prostredí.
TPC je ďalšia odroda TPE, aj keď nie tak často využívanou. Jeho hlavnou výhodou je jeho vyššia odolnosť voči UV žiareniu, chemikáliám, ale aj teplu a to až do 150°C.
Využitie: predmety, ktoré sa často opotrebúvajú; automobilové diely, domáce spotrebiče a zdravotnícke potreby, ale aj nositeľné predmety ako náramky alebo puzdrá na telefón
Ďalšiu skupinu filamentov sme nazvali exotická a to práve kvôli vlastnostiam, ktoré filamenty majú. Patria tu filamenty :
- plnené drevom alebo kovom
- vodivé filamenty, ktoré vedú elektrinu
- plnené fosforom (následne nám v tme svietia)
- biologicky odbúrateľné (negujú environmentálny odpad)
- plnené práškovým železom (správajú sa feromagneticky)
- filamenty meniace farbu
- plnené hlinou (výzor ako keramika)