3D-Skrivar filament förklarat

Vi kommer att täcka för- och nackdelar med olika typer av filament, samt några grundläggande saker du bör känna till innan du gör dina första utskrifter.

Hur man väljer rätt filament

När du har valt en 3D-skrivare är det första du behöver göra att bestämma vilken typ av filament du vill använda. Det finns dussintals varianter – även om du tar bort många av färgerna de innehåller. Att köra igenom dem avslöjar några kemiskt klingande namn: polymjölksyra, polyvinylalkohol, kolfiber och hållbara termoplastiska elastomerer, till exempel. De har en svindlande mängd förkortningar, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA och PCTPE. Men var inte rädd för denna alfabetsoppa. Endast ett fåtal typer är vanliga, och tillverkare tenderar att undvika namn som är för trubbiga, till förmån för mer beskrivande namn som refererar till glödtrådens viktiga egenskaper, såsom flexibilitet (som NinjaTeks Ninjaflex och Polymakers Polyflex) och styrka (Makerbot och XYZ). ). Utskrift, samt en filament som heter Tough PLA på marknaden och Ultimaker kommer snart att introducera sin tuffa PLA).

Filament grunderna

Filamenten som används i 3D-utskrift är termoplaster, som är plaster (alias polymerer) som smälter när de värms upp och inte brinner, kan formas och formas och stelna när de kyls. Filamentet matas in i värmekammaren i skrivarens extruderenhet, där det värms upp till smälttemperatur och sedan extruderas (injiceras) genom ett metallmunstycke när extruderenheten rör sig och följer den programmerade banan för 3D-objektfilen för att skapa ett lager . -post-lager tryckt objekt. Medan de flesta 3D-skrivare har en extruder, har vissa modeller två extruders som kan skriva ut objekt med olika färger eller olika typer av filament.
Processen att trycka med plastfilament kallas antingen fused filament fabrication (FFF) eller fused deposition modeling (FDM). De är samma saker; FDM är en akronym för 3D-utskriftspionjären Stratasys Corp. varumärke, så andra tillverkare har skapat sina egna namn för att beskriva sin skrivarteknik; FFF är den som fixat det. Än idag, förutom i vissa tillverkares broschyrer, kommer du att se namnen utbytta.

Filament säljs i rullar som väger 0,5-2 kg. Filamentet finns i två tjocklekar, 1,75 millimeter och 3 millimeter. (Den senare är faktiskt något tunnare, cirka 2,85 millimeter.) De flesta filament är 1,75 millimeter; Ultimaker och LulzBot är de få tillverkare vars skrivare använder den tjockare storleken. Vikt anges nästan alltid i metriska enheter.
Låt oss nu titta på några av de mer populära och viktiga filamenttyperna.

PLA och ABS funkar perfekt

De vanligaste typerna av filament är akrylnitril-butadien-styren (ABS) och polymjölksyra (PLA). De flesta konventionella 3D-skrivare är designade för att endast använda dessa filament. En del av deras överklagande är att de är relativt billiga och kostar bara $20 per kilo.
Låt dig inte avskräckas av det tunga kemiska namnet ABS; det är samma plast som används i Legos. ABS-tryckta föremål är starka, hållbara och giftfria. Den har en relativt hög smältpunkt och trycktemperaturen varierar från 210 grader Celsius till 250 grader Celsius. De nedre hörnen av ABS-tryckta föremål tenderar att krulla sig lite, speciellt om du använder en ouppvärmd tryckbädd. ABS kan avge en stickande lukt vid utskrift, så det är bäst att använda i ett välventilerat utrymme med en skrivare med sluten ram. Smältpunkten för
PLA är relativt låg och dess driftstemperatur är 180-230 grader Celsius. Det är växtbaserat och biologiskt nedbrytbart. Det är hårdare än ABS, skriver ut utan skevhet och är i allmänhet lätt att arbeta med, även om det i sällsynta fall kan orsaka extruderingspluggar. PLA används ofta som basmaterial för mer exotiska kompositmaterial, vilket vi kommer att prata om mer i detalj.

Nylon

TPE (eller termoplastiska elastomerer) är termoplaster med hög elasticitet (men fortfarande långt ifrån gummiband, till exempel); produkter som trycks med dem är relativt flexibla. En vanlig typ av TPE är termoplastisk polyuretan (TPU), som NinjaFlex är ett populärt exempel på.

Flexibelt filament

TPE (eller termoplastiska elastomerer) är termoplaster med hög elasticitet (men fortfarande långt ifrån gummiband, till exempel); produkter som trycks med dem är relativt flexibla. En vanlig typ av TPE är termoplastisk polyuretan (TPU), som NinjaFlex är ett populärt exempel på.

Lösliga filament: HIPS och PVA

En av de mest minnesvärda akronymerna, HIPS står för High Impact Polystyrene. HIPS är prisvärt, lätt och kan slipas, limmas och färgas med akrylfärger. Det liknar ABS, förutom att HIPS löser sig i limonen, ett citrusbaserat lösningsmedel, vilket gör det till ett bra val – vid utskrift med annat material som ABS eller PLA på en dubbelpress – som stödmaterial. som kan lösas upp efter utskrift. Den skriver också ut bra på egen hand och är LulzBots rekommenderade filament för sin LulzBot Mini 3D-skrivare, vilket ger vårt Editors’ Choice. MakerBots upplösbara filament är också gjord av HIPS.
Ett annat lösligt filament är PVA (polyvinylalkohol), som lätt löser sig i vatten. PVA är luktfritt, giftfritt och biologiskt nedbrytbart. Den har en låg smältpunkt och kan fastna på extrudern när den överhettas. Det används ofta som stödmaterial för dubbla extruderingsskrivare; Jag testade Ultimaker 3 genom att skriva ut ett testobjekt – en låda i en låda – med PLA för själva boxarna och PVA för baksidan. Efter att föremålet hade skrivits ut blötlade jag det i varmt vatten och PLA löstes gradvis upp och lämnade några holkar.

Kompositfilament

Basen för kompositfilament är PLA eller annan termoplast blandad med partiklar, pulver eller flingor av andra material. Vissa är träkompositer, andra innehåller sandsten eller kalksten, och andra är olika metaller som järn, aluminium, mässing, brons och koppar. Dessa filament antar några av egenskaperna hos de material som de blandas med. En annan populär komposit är kolfiber; föremål som skrivs ut från den tar bort en del av fibern. Nackdelen med dessa kompositfibrer är att de kostar betydligt mer än icke-kompositfibrer.

Källor: här