Філамент для 3D-друку – це кров вашого принтера. У цій статті ми поділимося з вами деякими міркуваннями щодо пластикових філаментів. Вони допоможуть вам краще зрозуміти, ніж гарний філамент 1,75 мм і на що треба звертати увагу, коли ви купуєте пластикові матеріали для свого принтера.
Існує багато різновидів філаментів. Більшість з наведених нижче в цій статті прикладів і міркувань стосуватимуться безпосередньо пластиків PLA та ABS, але принципи, описані в статті, застосовні, в більшості випадків, і для інших видів пластику.
Як PLA, так і ABS пластики – чудові матеріали, і ви можете створювати з їх допомогою дивовижні речі. Але напевно, краще спробувати обидва ці види, щоб зрозуміти, який з них вам більше до вподоби. Нижче ви знайдете список основних характеристик обох пластиків.
- Чому PLA?
- Чому ABS?
- Чому 1,75 мм?
- Допуск по діаметру
- Округлість перерізу філаменту
- Діаметр котушки
- Зберігання філаменту
- Перелік параметрів, які варто перевіряти при покупці філаменту
Чому PLA?
- PLA (скорочення від Полімолочна Кислота) є пластиком на основі відновлюваних крохмалів, таких як кукурудзяний крохмаль і крохмаль із цукрової тростини.
- Цей пластик біорозкладається і при друкуванні він виділяє невелику кількість ультратонких частинок (UFCs).
- Працюючи з цим пластиком з'являється ледь помітний, але досить приємний, солодкий запах.
- Залежно від характеристик та кольору філаменту, температура екструзії може змінюватись від 160 до 220 °C.
- Деталі, надруковані з використанням PLA жорсткіші, ніж деталі з ABS (ABS пластик більш гнучкий).
- В цілому, у деталей, надрукованих з PLA пластику злегка глянсова поверхня.
- PLA менш схильний до деформації під час друку і набагато більш «липкий», ніж ABS.
- PLA стає м'яким за температури близько 60°C (температура теплової деформації).
- PLA вимагає трохи більше зусиль для проштовхування при екструдуванні, так як він відрізняється вищим коефіцієнтом тертя порівняно з ABS.
- PLA з'явився трохи пізніше в історії FDM 3D-принтерів і має досить перспективне майбутнє.
Чому ABS?
- ABS (скорочення від акрилонітрил бутадієн стирол) є звичайним термопластиком (наприклад, конструктор LEGO виготовлений з ABS пластику). Цей пластик виготовляється з нафтопродуктів.
- Пластик ABS більш схильний до виділення ультатонких частинок (UFC) порівняно з PLA. Тому використовувати цей пластик рекомендується в приміщенні, що добре провітрюється.
- Працюючи з ним з'являється слабкий запах «паленого пластика».
- Залежно від характеристик та кольору, температура екструзії може змінюватись від 220 до 260 градусів за Цельсієм.
- Вироби, роздруковані з пластику ABS злегка еластичні і менш крихкі, ніж вироби з PLA.
- В цілому, деталі, надруковані з ABS пластику мають більш глянсову поверхню, ніж деталі з PLA пластику.
- Пластик ABS стає м'яким за близько 100 ° C (температура теплової деформації), що робить його більш теплостійким, ніж PLA пластик.
- ABS має менший коефіцієнт тертя, ніж PLA і вимагає трохи менше сил для екструдування, ніж PLA.
- ABS може вважатися традиційним типом філаменту, оскільки його використовували для 3D-друку ще до появи пластику PLA.
Чому 1,75 мм?
- Чим легше філамент із розрахунку на одиницю довжини, тим менші маси доводиться переміщати мотору екструдера, і тим легше робити цю роботу.
- Крім того, філамент з меншим діаметром нагрівається швидше (оскільки потрібно менше часу для того, щоб тепло досягло центру), і тому ви можете друкувати швидше.
- Це дозволяє використовувати трохи компактнішу конструкцію гарячого сопла екструдера.
- Менші за розміром сопла дозволяють досягти більш точного керування потоком пластику та зменшує ризик протікань.
- Маючи компактніші розміри, вони можуть окреслювати більш точно контури і робити гостріші кути.
- Сила, необхідна для проштовхування пластику в екструдер менше, тому що тиск, що утворюється всередині сопла, теж буде меншим.
Тепер, коли ми пояснили переваги філаменту з діаметром 1,75 мм, поговоримо про те, на що треба звертати увагу при купівлі хорошого філаменту. Деякі з цих правил очевидніші, ніж інші, але й інші правила не менш важливі при виборі. У цій статті ми розглянемо найважливіші з них, щоб ви могли самостійно прийняти обґрунтоване рішення при купівлі філаменту для 3D-принтера.
Допуск по діаметру
Нестабільний діаметр = нестабільна екструзія
При друку на будь-якому принтері типу FDM , важливо розуміти, що програмне забезпечення, що керує принтером, обчислює обсяг екструзії на підставі діаметра філаменту, діаметра сопла екструдера на вашому принтері та швидкості екструзії (зазвичай використовують назву швидкість потоку – в мм/с).
По суті, ваш принтер контролює кількість пластику, що виштовхується із сопла, при обертанні шестерні екструдера та проштовхуванні певної довжини філаменту в гаряче сопло.
Якщо у філаменту нерегулярний діаметр, обсяг екстрадованого пластику змінюватиметься, і програмне забезпечення не зможе регулювати довжину екструзії для компенсації цих коливань. Натомість він продовжуватиме друк, з розрахунком, що вийде «теоретично» певна кількість пластику. Це те, що ми називаємо «нестабільною екструзією».
Допуск на діаметр філаменту
В ідеалі філамент має абсолютно постійний діаметр по всій довжині, до самого кінця. Однак, у реальному житті, через виробничий процес, завжди є допуск, в межах якого варіюватиметься діаметр філаменту.
Допуск філаменту показує фактичні зміни у діаметрі певного філаменту.
Серйозні проблеми можуть виникнути через непостійність діаметра філаменту. Типовим наслідком є відмова екструдера, стан, у якому екструдер перестає функціонувати і пластик більше надходить у його гаряче сопло. Це може статися, якщо нитка філаменту раптом стає занадто тонкою для натяжного механізму і тиск, що чиниться на нитку, виявляється недостатнім для зчеплення.
Тонка нитка філаменту може втратити контакт із коліщатком екструдера.
Ще одним ефектом зменшення діаметра нитки філаменту є зворотний потік у гарячому соплі (що перешкоджає надходженню пластику в головку пристрою).
Іншою крайністю є раптове велике розширення діаметра філаменту, коли мотору екструдера не вистачає потужності, щоб проштовхнути його або такий великий діаметр не входить в отвір гарячого сопла.
Іншим ефектом великого збільшення в діаметрі філаменту є те, що шестірня екструдера може стерти поверхню пластику, в результаті чого натяжний механізм не зможе захопити нитку, щоб проштовхнути її і припиниться подача.
У всіх випадках складності з екструдером такого характеру можуть бути компенсовані натяжним механізмом, який підтримує тиск на нитку динамічно, незалежно від її діаметра, за допомогою пружини. Однак не всі натяжні механізми мають цю особливість і тому не можуть запобігти складностям, пов'язаним з великими відхиленнями в діаметрі.
Зазвичай, при пошуку якісного філаменту, орієнтуються на золотий стандарт, прийнятий у цій галузі щодо допусків за діаметром, що становить не більше 0,05 мм. Тісно співпрацюючи з виробниками, ми виявили, що дуже важко покращити цей стандарт та підтримувати постійність діаметра по всій довжині котушки. При покупці нової котушки філаменту ви можете скористатися мікрометром для вимірювання діаметра в декількох місцях і переконатися, що він відповідає оголошеній толерантності.
Округлість перерізу філаменту
При контакті з колесом екструдера нитка філаменту завжди піддається деякому стиску через те, що колесу екструдера необхідне зчеплення з пластиком. Це насправді зменшить округлість перерізу нитки філаменту, але цей ефект постійний по всій довжині котушки, тому практично не впливає на якість друку.
Але, незважаючи на сказане вище, постійність кругла форма філаменту по всій довжині котушки має велике значення. Це тому, що якщо нитка філаменту раптово втрачає свою ідеально круглу форму і стає овальною, це може призвести до збою в роботі екструдера так само, як при збільшенні або зменшенні діаметра нитки філаменту.
Діаметр котушки
При покупці філаменту, найімовірніше, ви хочете використовувати його весь. Ми досліджували матеріали від різних постачальників та стикалися з різними типами котушок. Ми виявили, що деякі конструкції котушок можуть значно знижувати зручність використання матеріалу. При використанні котушки з відносно невеликим (< 100 мм) внутрішнім діаметром ми виявили, що щільно намотаний пластик важче розмотується. Це може залежати від температури пластику, за якої він намотувався на котушки заводом-виробником. Деякі виробники при виробництві пластику вводять додатковий крок виробництва, дозволяючи готовому пластику трохи охолонути перед намотуванням на котушки.
Тим не менш, важливо пам'ятати, що більшість конструкцій екструдерів передбачає стягування філаменту прямо з котушки. Таким чином, коли ви досягнете кінця щільно намотаної котушки, стає все важче розмотувати нитку філаменту, і коліщатко екструдера може почати ковзати і обдирати нитку філаменту.
Щіло намотаний на котушку пластик PLA
Ця ситуація зазвичай виправляється шляхом збільшення тиску екструдера, але слід врахувати, що занадто великий тиск коліщатка може значно вплинути на округлість нитки філаменту (при надто великому тиску при проходженні через екструдер нитка філаменту стає трохи овальною).
Щоб уникнути таких складнощів і для мінімізації деформації нитки при проходженні через екструдер, ми рекомендуємо котушку з внутрішнім діаметром більше 100 мм. Звичайно, котушка з занадто великим внутрішнім діаметром так само не є найкращим вибором, тому що вони дорожче коштують під час транспортування та зберігання. Кожен постачальник має свої власні принципи та пріоритети щодо виробництва та якості філаментів, але ми обговорювали тут внутрішній діаметр котушки лише з точки зору зручності для 3D-друку.
Зберігання філаменту
Три різні діаметри котушок, які ми тестували
Якщо ви плануєте придбати філамент високої якості та правильно налаштувати принтер для досягнення високої якості друку, умови зберігання філаменту також важливі. Поширена проблема, яка притаманна більшості видів пластику (незалежно від якості) це те, що з часом він вбирає вологу, і в результаті всередині нитки філаменту утворюються маленькі крапельки води. Проблема полягає в тому, що ці невеликі крапельки, при нагріванні в гарячому соплі екструдера, досягають крапки кипіння приблизно при 100 градусів Цельсія і вибухають. Це різко знижує якість друку, оскільки через це пластик час від часу розбризкуватиметься, замість того, щоб акуратно укладатися шарами. Ми рекомендуємо просту стратегію зберігання філаменту. Ми рекомендуємо вам придбати великий пластиковий контейнер для зберігання філаменту та використовувати відро з сухим рисом як осушувач. Це недорогий і дуже ефективний спосіб, що дозволяє зберегти філамент сухим.
Перелік параметрів, які варто перевіряти при покупці філаменту
Звичайний пластиковий контейнер з котушками філаменту та відром рису як осушувач
Вище ми обговорили деякі з найважливіших параметрів, які слід враховувати при покупці пластикового філаменту. Нижче ми наводимо повний перелік порад для філаменту, який ви, можливо, знайдете корисним.
- Купуйте тільки такий філамент, допуск за діаметром якого є гордістю виробника, і відповідно рекламується (0,05 мм і менше – золотий стандарт).
- Купуйте тільки такий філамент, який має ідеально круглий переріз по всій довжині (зазвичай при цьому параметрі і допуск по діаметру буває дуже хорошим).
- Якщо внутрішній діаметр котушки дуже малий, будьте готові до складнощів у використанні матеріалу.
- Купуйте філамент лише у належній упаковці, яка захищає його властивості.
- Переконайтеся, що людина, яка продає філамент, має досвід роботи з 3D-друком. Деякі торговці є лише посередниками, і знають чи перевіряють свій товар. Не поспішаючи запитуйте продавців і не задовольняйтеся неповними або розпливчастими відповідями.
Успіхів!
