5 популярных пластиков для FDM-печати: особенности, применение, отличия

Выбор пластиков для 3D-печати на рынке огромен. Но для решения большинства задач обычно используются 5 материалов, о которых мы расскажем ниже: чем они отличаются, почему один дешевле другого и что выбрать для вашего индивидуального проекта.

PLA

PLA (полилактид, полимолочная кислота) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный материал, в основе которого лежит молочная кислота. Этот сверхпопулярный пластик используют не только в 3D-печати, но и во множестве других отраслей. В 2021 году PLA был самым часто используемым биопластиком в мире.

PLA-пластик отличают две ключевые характеристики:

1. Низкая температура плавления.
2. Высокая жесткость.

Жесткость

Многие ошибочно полагают, что такие материалы, как ABS, ASA или PETG прочнее, чем PLA. Исследования портала CNC Kitchen показали, что в некоторых видах тестов (например, на изгиб в 3 точках) PLA превосходит эти популярные материалы:

Но за высокую жесткость приходится платить другими характеристиками. Так, ударная вязкость PLA намного меньше, чем у ABS или ASA. Конечно, существуют улучшенные варианты PLA, т.н. “прочные PLA”, которые отличаются повышенной гибкостью или ударопрочностью в зависимости от марки. Однако, если для вас важны эти характеристики, стоит выбрать специализированный материал.

Низкая температура плавления

Почему это преимущество? Низкая термостойкость позволяет использовать PLA в подавляющем большинстве 3D-принтеров — от самых дешевых до промышленных. С ним справится любой экструдер. Но стоит помнить, что из-за этого готовые изделия могут деформироваться даже при небольшом нагревании — достаточно подвергнуть их нагрузке при температуре 45 ºC.

Кроме того, несмотря на то что PLA обладает неплохой химостойкостью, он плохо реагирует на УФ-излучение и прямые солнечные лучи. Наконец, всем известно, что под постоянной нагрузкой этот материал со временем деформируется.

Что печатают из PLA?

1. Любые декоративные изделия: сувениры, статуи, мебель и т.д.
2. Функциональные детали для использования внутри помещений: оснастка, детали для тестов и т.д.

Подробнее о материале PLA >>

TPU

3D-печать гибких деталей — популярная задача в 3D-печати. Существует много видов гибких пластиков, но в FDM-печати чаще всего используется именно TPU — термопластичный полиуретан, который позволяет готовому изделию легко растягиваться или сгибаться.

Как за месяц отбить затраты на 3D‑принтер, печатая запчасти из TPU >>

TPU выпускается многими производителями и обычно имеет цифровой индекс, обозначающий уровень жесткости (92А, 95А и т.д.). Чем больше цифра — тем выше жесткость. Помните: чем ниже индекс вы выбираете, тем с большими проблемами при печати можете столкнуться, потому что мягкие материалы плохо подвергаются экструзии. Запаситесь терпением и приготовьтесь к неудачным тестам.

TPU — идеальный выбор, если вы печатаете гибкие, деформируемые изделия: защелки, переходники и т.д.

Подробнее о материале TPU 92A >>

PETG

PETG (сокращение от полиэтилентерефталат гликоль-модифицированного) — прочный материал, обладающий стойкостью к большинству химических реагентов и ультрафиолету.

Традиционно PETG считался более прочной альтернативой PLA и доступным аналогом для ABS и ASA. Но так ли это на самом деле? Снова обратимся к тестам CNC Kitchen:

Как мы видим, PETG действительно немного превосходит PLA в прочности, но при этом значительно уступает ASA.

Другие минусы PETG:

• Медленно плавится. Его нельзя использовать в 3D-принтерах с высокой скоростью печати.
• Повышенная адгезия к печатной платформе. Можно повредить и платформу, и изделие.
• Часто забивает сопла экструдера.
• Нуждается в сушке перед печатью, необходима специальная камера.
• Термостойкость и устойчивость к УФ лучше PLA, но хуже ASA.

Если у PETG столько недостатков, почему он до сих пор популярен? Есть несколько простых причин:

• Главная причина — PETG можно использовать в 3D-принтерах с открытой камерой.
• С ним могут работать не самые современные экструдеры.
• Поставляется во множестве цветов.
• Хорошо подходит для полупрозрачных изделий (не мутнеет после печати как PLA).
• Показывает лучшую гибкость чем PLA.
• Дешевле ASA.

В целом PETG можно назвать противоречивым материалом, который, однако, имеет свои ниши для применения. Например, некоторые производители предлагают материалы PETG, усиленные углеводородным волокном. Также его активно используют для печати в принтерах с открытыми камерами. Особенно, когда важна не скорость, а прочность.

Подробнее о материале PETG >>

ABS

ABS (сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол) — универсальный инженерный пластик, обладающий многими важными характеристиками, главными из которых можно назвать высокую ударную стойкость, механическую прочность и жесткость.

ABS — самый часто используемый пластик в повседневной жизни. Из него производят элементы детских конструкторов, детали автомобилей, части бытовой техники и многое-многое другое. Это связано с тем, что ABS обладает целым рядом преимуществ по отношению к другим материалам, особенно в традиционном производстве.

• Отличный баланс прочности и жесткости, высокая износостойкость.
• Множество модификаций с улучшенными свойствами (PC ABS, ABS-M30, ABS-CF10, ABS-ESD7 и др.).
• Обеспечивает феноменальную стабильность под нагрузками, что делает этот пластик предпочтительным для любых функциональных деталей, которые будут подвергаться длительной нагрузке, особенно в условиях повышенных температур.
• Быстро плавится, поэтому отлично подходит для 3D-принтеров с высокоскоростными режимами печати.
• Прост в обработке, отлично переносит ацетоновые бани для сглаживания поверхности.

Мы видим много преимуществ, неужели ABS это идеальный материал для 3D-печати? Есть и недостатки:

• Главное: для качественной печати ABS-пластиком нужен 3D-принтер с закрытой камерой. Еще лучше, если камера будет с активным подогревом.
• При печати ABS выделяет вредные пары, которыми вы точно не захотите дышать. Поэтому 3D-принтер должен быть оснащен не только закрытой камерой, но и фильтром.

Подробнее о некоторых модификациях ABS: ABS-M30, ABSi, ABS-CF10.

ASA

ASA (акрилонитрил-стирол-акрилат) — более продвинутый, атмосферостойкий аналог ABS. Устойчив к ультрафиолетовому излучению, воздействию химикатов, не желтеет на открытом воздухе.

Многие коротко характеризуют ASA как “улучшенный ABS”. Давайте разберемся, так ли это. Действительно, ASA во многом устраняет недостатки своего “предшественника”.

• Во-первых, им можно печатать в принтерах с открытой камерой. Внешняя среда гораздо меньше влияет на точность и усадку.
• Во-вторых, ASA гораздо лучше переносит УФ-излучение.
• В-третьих, он еще лучше ABS переносит внешнее воздействие, нагрев, химическую среду. Высококачественный ASA выделяет гораздо меньше неприятных запахов.
• Меньше усадка и деформация при печати.

Конечно, не все так радужно, у ASA есть и недостатки:

• В среднем килограмм ASA стоит в 1,5-2 раза дороже, чем ABS.
• Количество производителей и цветов значительно меньше, чем у ABS-пластиков.
• Плохая адгезия к платформе печати.