Название пластика для 3d печати который не токсичен экологичен и разрешен для применения в школе

Обновлено: 03.07.2024

Пластик для 3D-печати используют в самых различных сферах:

— Машиностроение. Изготовление прокладок, шестерен и других мелких элементов.

— Электроника. Производство необходимых деталей, корпусов оборудования.

— Проектирование. Создание макетов отдельных зданий и целых микрорайонов.

— Обувная промышленность. Изготовление моделей для высокой моды.

— Образование. Печать наглядных пособий, необходимых для обучения в детских садах, школах, университетах.

— Реклама. Дизайн интересных упаковок и создание элементов наружной и внутренней рекламы.

— Сувенирная продукция. Выпуск предметов искусства, эксклюзивной продукции, мелкосерийных изделий.

— Ювелирное дело. Создание прототипов украшений на 3D-принтере.

— Геоинформационные системы. Разработка ландшафтных трехмерных карт.

ВИДЫ ПЛАСТИКА ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ

Каждый материал — полилактид, акрилонитрил бутадиен стирол, поликарбонат, полиэтилен высокой плотности, полиметилметакрилат, ударопрочный полистирол — обладает уникальными свойствами. Чтобы выбрать тот или иной тип пластика, необходимо знать, какое изделие будет изготавливаться. Исходя из поставленных задач и характеристик материла, отдавать предпочтение тому пластику, который максимально отвечает требованиям. Остановимся подробно на основных типах материалов, предназначенных для трехмерной печати.

ПОЛИЛАКТИД (PLA, ПЛА)

Этот вид термопластиков завоевал популярность благодаря ряду факторов:

Отличается экологичностью. ПЛА — биоразлагаемый материал. Он создан из растений — кукурузы и сахарного тростника.
Экономичен, так как имеет низкую температуру плавления — 170-180°C. За счет этого свойства тратится меньше электроэнергии и становится возможным применение бюджетных латунных и алюминиевых сопел.
Характеризуется низким коэффициентом взаимодействия для контактирующих поверхностей.
Проходит процесс экструзии при 160-170°C.
Достаточно медленно застывает. Стеклование идет при температуре 50°C.
Дает минимальную усадку (от 0,1 до 0,3 %) и деформацию.
Не имеет резкого запаха.
Не токсичен. Пригоден для производства детских игрушек и контакта и пищей.
Стоит недорого.

Сферы применения

Используется в медицине для изготовления шовных материалов, штифтов.
Служит для выпуска авторских моделей, сувениров, детских конструкторов.
Применяется для производства подшипников, которые не несут высоких физических нагрузок. В частности, в моделировании.
Участвует в изготовлении упаковки для пищевых продуктов, а также емкостей для лекарств.

Минусы

— Легкое впитывание воды.

— Относительная хрупкость. Его лучше не применять для продукции, которая должна сжиматься, падать. Например, чехол для телефона из ПЛА — неудачная идея.

АКРИЛОНИТРИЛ БУТАДИЕН СТИРОЛ (ABS, АБС)

Так как АБС зарекомендовал себя повышенной механической прочностью, его относят к группе инженерных пластиков. Описываемый материал обладает рядом преимуществ:

Высокая прочность, позволяющая заменить некоторые детали из металла.
Устойчивость к водной, кислотной и жирной среде.
Отличные показатели температур для эксплуатации: от −40°C до +80°C.
Возможность окрашивания, нанесения защитных составов на поверхность изделий из ABS.
Невысокая температура плавления.
Быстрое застывание (по сравнению с ПЛА) за счет небольшого разброса температур между экструзией и стеклованием.
Экологически безопасный.
Легкая переработка без потери качества.
Хорошая растворимость в ацетоне. За счет этого свойства получается производить достаточно крупные модели по частям, впоследствии склеивая их.
Долгий срок службы.
Небольшая цена.

Применение

Выпуск деталей для автомобилей.
Изготовление корпусов для бытовой техники и офисного оборудования.
Производство аксессуаров для дома.

Недостатки

— Ультрафиолет губителен для некоторых видов ABS. Он разрушает изделия из него.

— В процессе охлаждения продукт может потерять до 0,8% объема. Усадка способна привести к изменению формы модели, растрескиванию верхних слоев.

Чтобы избежать неприятных последствий усадки, применяют два решения:

В ход идут подогреваемые платформы, которые снижают разницу температур между нижними и верхними слоями модели.
Устройство 3D-принтеров для печати этим материалом предполагает наличие закрытых корпусов, а также возможность регулирования температурного режима рабочей камеры. Благодаря этой хитрости удается поддерживать температуру новых слоев чуть ниже показателей, необходимых для стеклования. Как следствие — уменьшение степени усадки. Когда модель полностью готова, она проходит этап полного охлаждения.

— При нагревании выделяются ядовитые пары акрилонитрила, раздражающие слизистые оболочки и вызывающие отравление. При небольших масштабах производства достаточно хорошо проветривать помещение или установить мощную вытяжку, чтобы избежать негативного воздействия на здоровье.

— Нельзя использовать представленный материал для выпуска пищевых контейнеров, посуды или игрушек для малышей.

Пластики для 3D принтера. Руководство по видам пластиков и их характеристики.

В данной статье, мы сравним основные пластики для 3D печати по свойствам - PLA, ABS, PET, Nylon, TPU (Flexible) и PC и поможем найти оптимальный вариант для тех или иных задач.

Вступление

Выбор правильного типа пластика для 3D печати объекта становится все более трудным, так как на рынке 3D-печати регулярно появляются радикально новые материалы. В FDM 3D-печати PLA и ABS исторически были двумя основными используемыми полимерами, но их первоначальное доминирование можно было сказать случайным. Поэтому для других полимеров в целом нет каких-либо серьезных препятствий, чтобы сыграть свою роль в будущем FDM технологии.

Сейчас мы видим, что новые виды филамента становятся все более популярными, как чистые полимеры, так и композиты. В этом исследовании мы сфокусируемся на основных чистых полимерах, которые существуют на рынке сегодня: PLA, ABS, PET, Nylon, TPU (Flexible) и PC. Мы суммируем ключевые различия между их свойствами, чтобы пользователи могли быстро принять решение о том, какой полимер лучше всего подходит для их работы.

Методология

Пластики для 3D принтеров обычно классифицируются по 3 категориям: механические характеристики, визуальное качество и пригодность к постобработке. Далее мы разобьём эти категории, чтобы нарисовать более четкую картину свойств полимеров. Выбор материала зависит от того, что пользователь хочет напечатать, поэтому перечислим ключевые критерии, необходимые для выбора материала, кроме стоимости:

Простота печати: Насколько легко печатать пластиком: адгезия между слоями, максимальная скорость печати, частота возможного брака, точность печати, удобство подачи в принтер и т. д.

Визуальное качество: насколько хорошо выглядит готовая модель.

Максимальные нагрузки: максимальное напряжение, которое может испытать объект, прежде чем сломаться при медленном натяжении.

Растяжение на разрыв: максимальная длина объекта, растянутого до разрыва.

Ударопрочность: энергия, необходимая для разрушения объекта при внезапном ударе.

Термостойкость: максимальная температура, которую объект может выдержать до размягчения и деформации.

У нас нет точной количественной оценки, но можно сказать, что это важный фактор. Так же есть такие параметры, как влагостойкость или токсичность.

Пластик PLA

PLA - самый простой полимер для печати и обеспечивает хорошее визуальное качество полученных деталей. Он довольно твёрдый, но на деле очень хрупкий и не подходит для использования в работающих механизмах.

Не имеет запаха

Не легко склеивать

Пригоден для обработки

шлифовальной бумагой и

покраске акриловыми красками

Устойчив к ультрафиолету

Пластик ABS

ABS обычно выбирается вместо PLA, когда требуется более высокая термостойкость и более высокая прочность.

Можно обрабатывать парами ацетона для получения глянцевой поверхности

Чувствительность к ультрафиолету

Можно обрабатывать шлифовальной бумагой и красить акриловыми красками

Запах при печати

Ацетон также может быть использован в качестве сильного клея

Потенциально высокие выбросы дыма

Хорошая стойкость к истиранию

Пластик PET

PET более мягкий полимер, который обладает более интересными свойствами, но с оговоркой на некоторые существенные с недостатками.

Может вступать в контакт

с продуктами питания

Работать с этим

материалом тяжелее чем с

Высокая химическая стойкость

Хорошая мех. воздействиям

шлифовальной бумагой и

покрасить акриловыми красками

Пластик Нейлон (Nylon)

Нейлон обладает отличными механическими свойствами и, в частности, лучшей ударопрочностью для негибкой нити. Но могут возникнуть, и обязательно возникнут, если не позаботиться о специальном клее, проблемы как с адгезией к платформе, так и между слоями.

Anton_Berezin

Новичок

Наиболее безопасным с точки зрения расходника и готового изделия является ПЛА-пластик. Данный материал получают из растительного крахмала, соевых отходов, целлюлозы. ПЛА расшифровывается как полилактид. Он полностью биоразлагаем, простой в деле, очень крепкий.

Чаще всего этот пластиковый материала идеально подходит для финишных форм или конечной обработки изделий. Главное преимущество ПЛА-пластика — получение практически идеальной поверхности готовой модели. не требующей дальнейшей обработки.

Многие печатники положительно оценили свойства и качества данного безопасного материала.

С каждым годом 3D печать становится более популярна и доступна. Раньше 3D принтер был больше похож на сложный ЧПУ станок, но теперь производители идут на встречу пользователям. Упрощаются и автоматизируются настройки, которые многих новичков вгоняли в ступор. Несмотря на это, начинающему пользователю бывает сложно разобраться в многообразии постоянно появляющихся пластиков для 3D принтера.

Выбрать пластик для 3D принтера очень важно, особенно когда стоит цель напечатать функциональную модель с определенными свойствами. Будет обидно, если напечатанная шестерёнка сломается почти сразу, или декоративная модель быстро потеряет свою красоту.

Важно понимать, сможет ли принтер работать с выбранным пластиком. Некоторые материалы (чаще всего инженерные) требуют определенных условий для удачной печати.

Для начала определитесь, какую модель нужно напечатать. Какие свойства у нее должны быть? Модель должна быть прочной? Или это мастер модель для дальнейшего тиражирования, в которой важно качество поверхности?

В 90% 3D принтеров используется пластиковая нить диаметром 1.75. Диаметр 3мм встречается редко, но лучше заранее уточнить, какой размер используется в вашем принтере.

PLA (полилактид) – это самый популярный и доступный пластик для 3D принтера. PLA изготавливают из сахарного тростника, кукурузы или другого натурального сырья. Поэтому он считается нетоксичным, биоразлагаемым материалом.

Температура экструдера - 190-220 градусов. Подогрев стола не нужен, но если стол у принтера с "грелкой" для лучшего прилипания, можно разогреть его до 50-60 градусов. С PLA очень просто работать. Единственное требование - это обдув модели. Усадка у этого материала практически отсутствует. При печати он практически не имеет запаха, а если и пахнет, то запах напоминает жженую карамель.

Не дает усадки. Благодаря этому можно легко изготавливать сборные или огромные модели без изменения размеров.

Нет специфических требований к 3D принтеру. Подойдет любой исправный 3D принтер. PLA не нужен подогреваемый стол или закрытый корпус.

Нетоксичен. Благодаря этому во время печати не пахнет или имеет еле уловимый аромат жженой карамели.

Разнообразная палитра цветов.

PLA плохо шлифуется и механически обрабатывается.

Начинает деформироваться уже при небольшом нагреве (около 50 градусов).

Хрупкость. По сравнению с другими материалами, PLA очень хрупкий и легко ломается.

Разрушается под воздействием ультрафиолета. В труху он конечно не развалится, но может стать более хрупким и выцвести.

PLA отлично подойдет для изготовления габаритных или составных моделей. Например декоративные предметы интерьера, макетирование, корпуса для электроники и т.д.

Недавно в продаже появился PLA+. Он может отличаться от обычного PLA улучшенными характеристиками. Например более прочный, с улучшенной адгезией слоев.

Макет турбины

Декоративные подставки

ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) – это второй по популярности пластик для 3D печати, благодаря своим свойствам, доступности и небольшой цене.

Хорошие прочностные характеристики позволяют изготавливать из ABS функциональные прототипы.

Простая механическая и химическая обработка. ABS легко шкурится и сверлится, а при помощи ацетоновой бани можно добиться идеально гладкой поверхности.

На сегодняшний момент это самый недорогой вид пластика для 3D печати.

Большой выбор цветов и оттенков.

Высокая усадка. Из-за этого может быть проблематично изготовление габаритных изделий.

Для печати требуется подогреваемый стол и закрытая камера. Без этого ABS может отклеиваться от стола или трескаться по слоям.

В процессе печати ABS может неприятно пахнуть. Поэтому рекомендуется печатать в проветриваемых помещениях или использовать принтер с закрытой камерой и фильтром.

ABS – можно считать инженерным пластиком. Он подойдет для изготовления несложных функциональных изделий.

ABS после химической обработки в ацетоновой бане

РУ модель из ABS

ABS+ отличается от обычного ABS улучшенными прочностными характеристиками (упругость, жесткость, твердость), меньшей усадкой и иногда устойчивостью к некоторым маслам и растворителям (например бензин).

HIPS (ударопрочный полистирол) – изначально задумывался как пластик растворимой поддержки для материалов с высокой температурой печати. Например для ABS или Нейлона.

Температура экструдера – 230-260 градусов. Температура стола – 80-100 градусов. Желательно наличие закрытой камеры у 3D принтера.

Меньшая усадка чем у ABS.

Простота механической обработки.

Матовая поверхность очень выигрышно смотрится на декоративных изделиях.

Разрешен контакт с пищевыми продуктами (но стоит обязательно уточнить наличие сертификатов у конкретного производителя)

Для печати нужен принтер с подогреваемым столом и закрытой камерой.

Более гибкий и менее прочный чем ABS. Из-за этого не получится изготавливать функциональные изделия.

Маленькая палитра цветов.

Чаще всего HIPS используется по назначению для печати на 2х экструдерных принтерах в качестве поддержки для ABS. Он отлично (хоть и не очень быстро) растворяется в лимонеле.

Иногда HIPS используют в качестве самостоятельного материала. Изделия из него получаются не очень прочные, но этот пластик любят за лёгкую постобработку. HIPS можно использовать для моделей которые впоследствии будут контактировать с пищевыми продуктами (не горячими).

Использование HIPS в качестве растворимой поддержки

Декоративная ваза из HIPS

PVA (поливиниловый спирт) – это материал который разрабатывался как водорастворимая поддержка для PLA.

Температура экструдера – 190-210. Подогрев стола не требуется. PVA - немного “капризный” материал, его не рекомендуется перегревать и печатать на высоких скоростях.

PVA очень гигроскопичен и растворяется обычной водой. Поэтому он используется только в качестве поддержки для PLA или других пластиков имеющих близкую температуру печати к PVA.

Читайте также: