Filamenty do drukarki 3D – Niezbędny wymiar w Twoim życiu.

Filamenty stosowane w druku 3D to tworzywa termoplastyczne (tzw. polimery), które po podgrzaniu topią się, zamiast spalać, można je kształtować i formować, a po schłodzeniu integrują się, filament podawany jest do komory grzewczej w zespole ekstrudera drukarki, gdzie jest podgrzewany do temperatury topnienia, a następnie wytłaczany (squisted) przez metalową dyszę podczas ruchu zespołu ekstrudera, śledząc ścieżkę zaprogramowaną w pliku obiektu 3D, aby utworzyć, warstwa po warstwie, drukowany obiekt.

Filamenty są zwykle dostępne w standardowych średnicach 1,75 mm i 2,85 mm. Filament 2,85 mm jest czasami błędnie określany jako "3 mm", ale nie należy go mylić z mniej powszechnym rozmiarem filamentu, który w rzeczywistości ma średnicę 3 mm. Chociaż większość drukarek 3D ma pojedynczą wytłaczarkę, istnieją modele z dwoma wytłaczarkami, które mogą drukować obiekt w różnych kolorach lub z różnymi rodzajami włókien. 

 Po wybraniu drukarki 3D pierwszą decyzją, którą musisz podjąć, jest rodzaj filamentu, którego chcesz użyć. Istnieje kilkadziesiąt odmian – nawet pomijając liczne kolory, w jakich występują https://www.igus.pl/3d-print-material/3d-print-filament. Przedzieranie się przez nie ujawnia szereg chemicznie brzmiących nazw: na przykład kwas polimlekowy, polialkohol winylowy, włókno węglowe i skręcające język elastomery termoplastyczne. Przechodzą przez oszałamiającą różnorodność akronimów, między innymi ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA i PCTPE. Tylko kilka typów jest w powszechnym użyciu, a producenci mają tendencję do unikania nadmiernie geekowych pseudonimów na rzecz bardziej opisowych nazw nawiązujących do zasadniczej jakości filamentu, takich jak elastyczność (na przykład Ninjaflex firmy NinjaTek i Polyflex firmy Polymaker) i wytrzymałość (Makerbot i XYZprinting). Oba filamenty rynkowe o nazwie Tough PLA, a Ultimaker wkrótce wprowadzi własny, twardy PLA.

Najczęściej wykorzystywane filamenty do drukarki 3D to:

• Filament ABS- czyli akrylonitrylo – butadieno – styren. W przeciwieństwie do filamentu PLA ABS jest nieco bardziej techniczny i może stanowić większe wyzwanie dla nowych użytkowników druku 3D. ABS to sztywny materiał do druku 3D, odporny na uderzenia i ciepło.

• Filament PLA to termoplastyczny polimer wytworzony wyłącznie z surowców odnawialnych. Kwas polimlekowy (PLA) jest wytwarzany z biodegradowalnego materiału, takiego jak skrobia kukurydziana, skrobia ziemniaczana, korzenie trzciny cukrowej i tapioki, i ma gładki, lśniący wygląd.

• Filament ASA (akrylonitryl-styren-akrylan) jest idealnym, uniwersalnym termoplastem do druku 3D, odpowiednim do wielu różnych zastosowań. Ma podobny skład chemiczny do plastiku ABS, ale oferuje trzy ulepszenia: lepsze właściwości mechaniczne, doskonałą estetykę i odporność na promieniowanie UV.

• Filament PETG, znany również jako glikol z politereftalanu etylenu, to kopoliester znany ze swojej trwałości i łatwości użytkowania. G w PETG oznacza modyfikowany glikolem, co sprawia, że produkt końcowy jest przejrzysty i ma właściwości wizualne przypominające szkło.

• Filament TPU lub termoplastyczny poliuretan to elastyczny i trwały filament do druku 3D zarówno dla początkujących, jak i profesjonalistów. TPU ma unikalne właściwości, które sprawiają, że jest elastyczny jak guma, a jednocześnie wytrzymały jak plastik.

Higroskopijność, czyli podatność włókien na wchłanianie wilgoci, jest w tym przypadku zjawiskiem niepożądanym, ale występuje bardzo często, zwłaszcza wśród materiałów inżynierskich. Jak to wygląda w praktyce? Woda osadza się na zewnętrznych warstwach materiału i wnika do środka, wpływając bezpośrednio na proces drukowania 3D i modele. 

Filamenty higroskopijne powodują znaczne problemy podczas samego procesu drukowania, nie zawsze widoczne na pierwszy rzut oka.

Nawet niewielka ilość wilgoci w materiale może mieć negatywny wpływ na:

• Parametry mechaniczne druku – drukując, z materiałów inżynierskich o określonych właściwościach nie możemy, sobie pozwolić na utratę ich parametrów mechanicznych.

• Jakość modelu – na ściankach wydruku mogą pojawić się pęcherzyki powietrza.

• Laminowanie warstwowe – możliwość łączenia kolejnych warstw druku.

• Wysoka porowatość – struktura materiału, który wchłonął, wilgoć po druku może ulec "spienieniu". Świadczy to o dużej liczbie porów, które tworzą się podczas wytłaczania filamentu z dyszy. Cząsteczki wody w kontakcie z gorącą dyszą odparowują, tworząc bąbelki. Przekłada się to bezpośrednio na gęstość struktury wydruku (o czym świadczy jaśniejszy kolor) oraz dokładność wymiarową 3D.