3D нитки принтера пояснено

Як правильно вибрати нитку

Вибравши 3D-принтер, перше рішення, яке вам доведеться прийняти, - це тип нитки, який ви хочете використовувати. Існує кілька десятків різновидів - навіть відміняючи численні кольори, в які вони потрапляють. Проникаючи через них ряд хімічних звукових назв: полімолочна кислота, полівініловий спирт, вуглецеве волокно і, наприклад, кручені язиком термопластичні еластомери. Серед них є запаморочливі різноманітні акроніми, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA та PCTPE. Але не лякайтеся цього супу з алфавітом. Лише декілька типів є загальноприйнятими, і виробники схильні уникати надто прискіпливих моніторів на користь більш описових назв, що натякають на істотну якість нитки, наприклад, на гнучкість (наприклад, Ninjafek Ninjaflex і Polymaker's Polyflex) і міцність (Makerbot, XYZprinting, і Ultimaker усі ринкові нитки називають Tough PLA).

Основи нитки

Нитки, що використовуються в 3D-друкуванні, - це термопластики, які являють собою пластмаси (інакше полімери), які плавляться, а не горять при нагріванні, можуть бути сформовані і формовані, а при охолодженні твердіють. Нитка подається в нагрівальну камеру в складі екструдера принтера, де вона нагрівається до температури її плавлення, а потім екструдується (бризкається) через металеву насадку, коли екструдер збирається, простежуючи шлях, запрограмований у файлі 3D-об’єкта для створення, шар за шаром, надрукований об’єкт. Хоча більшість 3D-принтерів мають один екструдер, є кілька моделей з подвійним екструдером, які можуть друкувати об'єкт різними кольорами або різними типами ниток.

Процес друку на пластиковій нитці називається або виготовленням плавлених ниток (FFF), або моделюванням плавленого осадження (FDM). Вони те саме; акронім FDM є торговою маркою піонера 3D-друку Stratasys Corp., тому інші виробники створили власні назви, щоб описати технологію своїх принтерів; FFF - це те, що зачепилося. Навіть сьогодні, за винятком брошур деяких виробників, ви побачите, як імена використовуються як взаємозамінні.

Нитка продається в котушках масою від 0, 5 кілограма до 2 кілограмів. Нитка буває двох товщин, 1, 75 міліметра і 3 міліметра. (Останній насправді трохи тонший, приблизно 2, 85 міліметра.) Переважна більшість ниток має 1, 75-міліметровий тип; Ultimaker і LulzBot - одні з небагатьох виробників, принтери яких використовують більш товстий розмір. Вага майже завжди перерахований у метричних одиницях.

Тепер давайте розглянемо кілька більш популярних і важливих типів ниток.

Динамічний дует: ABS та PLA

На сьогодні найпоширенішими типами ниток є акрилонітрил-бутадієновий стирол (ABS) та полімолочна кислота (PLA). Більшість основних 3D-принтерів призначені виключно для використання цих ниток. Частина їх звернення полягає в тому, що вони відносно недорогі, коштують всього 20 доларів за кілограм.

Не відкладайте на себе незграбну хімічну назву ABS; це той самий пластик, який використовується в Легосі. Об'єкти, надруковані з ABS, є міцними, міцними та нетоксичними. Він має відносно високу температуру плавлення, температура друку - від 210 градусів до 250 градусів Цельсія. Нижні кути предметів, що друкуються за допомогою АБС, мають тенденцію трохи згортатися вгору, особливо якщо ви використовуєте не нагрітий друкований шар. Під час друку ABS може виділяти гострий, неприємний запах, тому його найкраще використовувати з принтером із закритим кадром у добре провітрюваному приміщенні.

PLA має відносно низьку температуру плавлення, при цьому використовуються температури від 180 градусів до 230 градусів Цельсія. Він на основі рослинних та біологічно розкладаються. Він складніше, ніж АБС, друкує без деформації і з ним, як правило, легко працювати, хоча в рідкісних випадках це може спричинити заклини екструдера. PLA часто використовується в якості основного матеріалу для більш екзотичних, композиційних матеріалів, про які ми трохи поговоримо.

Нейлон

Нейлон - це неймовірно універсальний синтетичний матеріал, розроблений у 1930-х роках, який знайшов застосування у всьому, від зубних щіток до парашутів до шин до панчіх, а тепер нитки 3D-принтера. В основі її полімер, або пластик (або, точніше, сімейство пластиків). Він міцний і довговічний, але при цьому гнучкий і серед найнижчих цілей ниток 3D-друку. Він плавиться при більш високій температурі (близько 240 градусів Цельсія), ніж більшість ниток. Не всі 3D-принтери створені для обробки цього тепла - деякі часто використовувані речовини в екструдері виділяють пари при цій температурі. Як і у випадку з АБС, предмети, надруковані нейлоном, мають тенденцію до деформації, що може бути пом’якшене за допомогою нагрітого друкарського шару.

Гнучка нитка

ТПЕ (або термопластичні еластомери) - це термопластики з високою еластичністю (хоча, як і раніше, не вистачає, скажімо, гумок); предмети, надруковані з ними, відносно гнучкі. Один поширений тип TPE - це термопластичний поліуретан (TPU), популярним прикладом якого є NinjaFlex.

Розчинні нитки: HIPS і PVA

Один з найбільш вловимих абревіатур, HIPS, розшифровується як полістирол з високим впливом. HIPS має помірну ціну, легкий і може бути відшліфований, наклеєний та пофарбований акриловими фарбами. Він схожий на ABS, за винятком того, що HIPS розчиняється в лимонене, розчиннику на основі цитрусових, що робить його хорошим вибором - при друкуванні другого матеріалу (наприклад, ABS або PLA) з принтером з подвійним екструдером - як допоміжний матеріал які можуть бути розпущені після друку. Він також добре друкує самостійно, і це нитка, рекомендована LulzBot для свого 3D-принтера LulzBot Mini, який заслужив вибір нашого редактора. Розчинна нитка MakerBot також складається з HIPS.

Ще один розчинний філамент - PVA (полівініловий спирт), який зручно розчиняється у воді. PVA не має запаху, нетоксичний та біологічно розкладається. Він має низьку температуру плавлення і може заклинювати форсунку екструдера при перегріванні. Його часто використовують як допоміжний матеріал у принтерах з подвійним екструдером; Я протестував Ultimaker 3, надрукувавши тестовий об’єкт - коробку в коробці - використовуючи PLA для самих коробок і PVA як підтримку. Після того, як об’єкт був надрукований, я занурив його в теплу воду, і PLA поступово розчинявся, залишаючи пару вкладених коробок.

Композитні нитки

Композитні нитки мають основу PLA або інший термопластик, в який змішуються частинки, порошки або пластівці інших матеріалів. Деякі - суміші деревини, інші включають піщаник або вапняк, а інші мають різні види металів, включаючи залізо, алюміній, латунь, бронзу та мідь. Ці нитки набувають деяких властивостей матеріалів, з якими вони змішувалися. Ще один популярний композит - вуглецеве волокно; предмети, надруковані з нього, беруть частину міцності волокна. Недоліком цих композитних ниток є те, що вони коштують значно дорожче, ніж некомпозитні.

Поза пластиковою ниткою: друк на основі смоли

Завдяки розповсюдженню принтерів FFF сьогодні досить просто не помітити той факт, що на ринку є моделі, засновані на інших технологіях, які не використовують нитки. Головною з них є стереолітографія (aka SLA), перша технологія 3D-друку, яка була розроблена і яка здатна робити дуже детальні відбитки з високою роздільною здатністю. Цінники на принтери SLA для комерційного використання можуть скластися в п'ять (і навіть у шість) цифр, але ми побачили кілька моделей нижчої ціни, які підходять для любителів та ремісників.

При друкуванні на SLA ультрафіолетовий лазер відстежує форму предмета, що підлягає друкуванню, шар за шаром, на УФ-чутливій смолі (також фотополімері або фотополімерній смолі), розміщеній в лотку або чані, і смола, що піддається впливу лазера, твердне для формування надрукованого об’єкта. Смоли поставляються в 500-мілілітрових та 1-літрових пляшках, ціни виробників принтерів починаються приблизно від 100 доларів за літр. Деякі виробники сформулювали смоли для міцності, гнучкості, жорсткості та інших якостей, і такі смоли, як правило, продаються з премією. Смоли страждали від обмеженої палітри кольорів і, як правило, обмежувались чорними, сірими, білими та прозорими, хоча деякі яскравіші та металеві смоли стали доступні пізно.

DLP - це форма стереолітографії, яка використовує проектор замість лазера як джерела світла, використовуючи видиме світло замість ультрафіолету. Проектор, який використовує технологію DLP (Digital Light Processing) компанії Texas Instruments, проектує серію зображень у чану з фотополімерної смоли, подібної до смол, що використовуються при друкуванні за угодою SLA для створення об'єкта пошарово.

Тепер, коли ви знаєте все, що вам потрібно про найпопулярніші нитки, ви захочете прочитати наш посібник із придбання 3D-принтера, який містить огляди кращих моделей, які ми нещодавно протестували. Ви також можете перевірити, що мав сказати ранній усиновлювач про своє час навчання друку в 3D.