Как выбрать филамент высокого качества

Филамент для 3D-печати - это кровь вашего принтера. В этой статье мы поделимся с вами некоторыми соображениями по поводу пластиковых филаментов. Они помогут вам лучше понять, чем хорош филамент 1,75 мм и на что надо обращать внимание, когда вы покупаете пластиковые материалы для своего принтера.


Схема устройства экструдера

Существует много разновидностей филаментов. Большинство из приведенных ниже в этой статье примеров и соображений будут касаться непосредственно пластиков PLA и ABS, но принципы, описанные в статье применимы, в большинстве случаев, и для других видов пластика.

Как PLA, так и ABS пластики – отличные материалы, и вы можете создавать с их помощью удивительные вещи. Но наверно, лучше попробовать оба эти вида, чтобы понять, какой из них вам больше по душе. Ниже вы найдете список основных характеристик для обоих пластиков.


Почему PLA?

  • PLA (сокращение от Полимолочная Кислота) представляет собой пластик на основе возобновляемых крахмалов, таких как кукурузный крахмал и крахмал из сахарного тростника.
  • Этот пластик биоразлагаемый и при печати он выделяет малое количество ультратонких частиц (UFCs).
  • При работе с этим пластиком появляется едва заметный, но довольно приятный, сладкий запах.
  • В зависимости от характеристик и цвета филамента, температура экструзии может варьироваться от 160 до 220 ° C.
  • Детали, отпечатанные с использованием PLA более жесткие, чем детали из ABS (ABS пластик более гибкий).
  • В целом, у деталей, отпечатанных из PLA пластика слегка глянцевая поверхность.
  • PLA менее подвержен деформации во время печати и гораздо более «липкий», чем ABS.
  • PLA становится мягким при температуре около 60 ° C (температура тепловой деформации).
  • PLA требует немного больше усилий для проталкивания при экструдировании, так как он отличается более высоким коэффициентом трения, по сравнению с ABS.
  • PLA появился немного позже в истории FDM 3D-принтеров и у него довольно многообещающее будущее.

Почему ABS?

  • ABS (сокращение от акрилонитрил бутадиен стирол) является обычным термопластиком (к примеру, конструктор LEGO изготовлен из ABS пластика). Этот пластик производится из нефтепродуктов.
  • Пластик ABS более склонен к выделению ультатонких частиц (UFCs) по сравнению с PLA. Поэтому использовать этот пластик рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении.
  • При работе с ним появляется слабый запах «жженого пластика».
  • В зависимости от характеристик и цвета, температура экструзии может варьироваться от 220 до 260 градусов по Цельсию.
  • Изделия, распечатанные из ABS пластика слегка эластичны и менее хрупкие, чем изделия из PLA.
  • В целом, детали, отпечатанные из ABS пластика обладают более глянцевой поверхностью, чем детали из PLA пластика.
  • Пластик ABS становится мягким при около 100 ° C (температура тепловой деформации), что делает его более теплостойким, чем PLA пластик.
  • ABS обладает меньшим коэффициентом трения, чем PLA и требует немного меньше сил для экструдирования, чем PLA.
  • ABS может считаться «традиционным» типом филамента, поскольку его использовали для 3D-печати еще до появления пластика PLA.

Почему 1,75 мм?

  • Чем легче филамент из расчета на единицу длины, тем меньшие массы приходится перемещать мотору экструдера, и тем легче ему производить эту работу.
  • Кроме того, филамент с меньшим диаметром нагревается быстрее (поскольку требуется меньше времени для того, чтобы тепло достигло центра), и поэтому вы можете печатать быстрее.
  • Это позволяет использовать чуть более компактную конструкцию горячего сопла экструдера.
  • Меньшие по размеру сопла позволяют добиться более точного управления потоком пластика и уменьшает риск протеканий.
  • Обладая более компактными размерами, они могут очерчивать более точно контуры и делать более острые углы.
  • Сила, необходимая для проталкивания пластика в экструдер меньше, потому что давление, образующееся внутри сопла, тоже будет меньше.
Теперь, когда мы объяснили достоинства филамента с диаметром 1,75 мм, давайте поговорим о том, на что надо обращать внимание при покупке хорошего филамента. Некоторые их этих правил более очевидны, чем другие, но и другие правила не менее важны при выборе. В этой статье мы рассмотрим наиболее важные из них, для того, чтобы вы могли самостоятельно принять обоснованное решение при покупке филамента для 3D-принтера.

Допуск по диаметру


Нестабильный диаметр = нестабильная экструзия

При печати на любом принтере типа FDM, важно понимать, что программное обеспечение, управляющее принтером вычисляет объем экструзии на основании диаметра филамента, диаметра сопла экструдера на вашем принтере и скорости экструзии (обычно используют название скорость потока – в мм/с).

По сути, ваш принтер контролирует количество пластика, которое выталкивается из сопла, при вращении шестеренки экструдера и проталкивании определенной длины филамента в горячее сопло.

Если у филамента нерегулярный диаметр, объем экстрадированного пластика будет меняться, и программное обеспечение не сможет регулировать длину экструзии для компенсации этих колебаний. Вместо этого он будет продолжать печать, с расчетом, что выйдет «теоретически» определенное количество пластика. Это то, что мы называем «нестабильной экструзией».


Допуск на диаметр филамента

В идеале филамент обладает абсолютно постоянным диаметром по всей длине, до самого конца. Однако, в реальной жизни, из-за производственного процесса, всегда есть допуск, в пределах которого будет варьироваться диаметр филамента.

Допуск филамента показывает фактические изменения в диаметре определенного филамента. Например, филамент компании Boots Industries, при диаметре 1,75 мм, имеет допуск ± 0,03 мм.

Серьезные проблемы могут возникнуть из-за непостоянности диаметра филамента. Типичным последствием является отказ экструдера, состояние, при котором экструдер перестает функционировать и пластик больше не поступает в его горячее сопло. Это может произойти, если нить филамента вдруг становится слишком тонкой для натяжного механизма и давление, оказываемое на нить, оказывается недостаточным для сцепления.


Тонкая нить филамента может потерять контакт с колесиком экструдера

Еще одним эффектом уменьшения диаметра нити филамента является обратный поток в горячем сопле (препятствующий поступлению пластика в головку устройства).

Другой крайностью является внезапное большое расширение диаметра филамента, когда мотору экструдера не хватает мощности, чтобы протолкнуть его или же такой большой диаметр не входит в отверстие горячего сопла.

Другим эффектом большого увеличения в диаметре филамента является то, что шестеренка экструдера может стереть поверхность пластика, в результате чего натяжной механизм не сможет захватить нить, чтобы протолкнуть ее и подача прекратится.


Сильное увеличение диаметра у филамента плохого качества

Во всех случаях, сложности с экструдером такого характера могут быть компенсированы натяжным механизмом, который поддерживает давление на нить динамически, независимо от ее диаметра, с помощью пружины. Однако не все натяжные механизмы обладают этой особенностью и поэтому не могут предотвратить сложности, связанные с большими отклонениями в диаметре.

Обычно, при поиске качественного филамента, ориентируются на золотой стандарт, принятый в этой отрасли в отношении допусков по диаметру, составляющий не больше 0,05 мм. Тесно сотрудничая с производителями, мы обнаружили, что очень трудно улучшить этот стандарт и поддерживать постоянность диаметра по всей длине катушки. При покупке новой катушки филамента вы можете воспользоваться микрометром для измерения диаметра в нескольких местах и чтобы убедиться, что он соответствует объявленной толерантности.

Округлость сечения филамента

При контакте с колесом экструдера, нить филамента всегда подвергается некоторому сжатию из-за того, что колесу экструдера необходимо сцепление с пластиком. Это в самом деле, уменьшат округлость сечения нити филамента, но этот эффект постоянен по всей длине катушки, поэтому практически не влияет на качество печати.


Нормальная деформации при контакте с колесом экструдера

Но, несмотря на вышесказанное, постоянность круглая форма филамента по всей длине катушки имеет большое значение. Это потому, что если нить филамента внезапно теряет свою идеально круглую форму и становится овальной, это может привести к сбою в работе экструдера так же, как и при увеличении или уменьшении диаметра нити филамента.

Диаметр катушки

При покупке филамента, вероятней всего, вы хотите использовать его весь. Мы исследовали материалы от различных поставщиков и сталкивались с различными типами катушек. Мы обнаружили, что некоторые конструкции катушек могут значительно снижать удобство использования материала. При использовании катушки с относительно небольшим (< 100 мм) внутренним диаметром, мы обнаружили, что плотно намотанный пластик труднее разматывается. Это может зависеть от температуры пластика, при которой он наматывался на катушки заводом-изготовителем. Некоторые производители при производстве пластика вводят дополнительный шаг производства, позволяя готовому пластику немного остыть перед намоткой на катушки.

Тем не менее, важно помнить, что большинство конструкций экструдеров предполагает стягивание филамента прямо с катушки. Таким образом, когда вы достигнете конца плотно намотанной катушки, становится все труднее разматывать нить филамента, и колесико экструдера может начать скользить и обдирать нить филамента.


Плотно намотанный на катушку пластик PLA

Эта ситуация обычно исправляется путем увеличения давления экструдера, но следует учесть, что слишком большое давление колесика может значительно повлиять на округлость нити филамента (при слишком большом давлении при прохождении через экструдер, нить филамента становится немного овальной).

Во избежание таких сложностей и для сведения к минимуму деформации нити при прохождении через экструдер, мы рекомендуем катушку с внутренним диаметром более 100 мм. Конечно, катушка со слишком большим внутренним диаметром так же не является наилучшим выбором, потому что они более дорого обходятся при транспортировке и хранении. У каждого поставщика свои собственные принципы и приоритеты в отношении производства и качества филаментов, но мы обсуждали здесь внутренний диаметр катушки лишь с точки зрения удобства для 3D-печати.

Хранение филамента


Три различных диаметра катушек, которые мы тестировали

Если вы планируете приобрести филамент высокого качества и правильно настроить принтер для достижения высокого качества печати, условия хранения филамента тоже важны. Распространенная проблема, которая присуща большинству видов пластика (независимо от качества) это то, что со временем, он впитывает влагу, и в результате, внутри нити филамента образуются маленькие капельки воды. Проблема заключается в том, что эти небольшие капельки, при нагревании в горячем сопле экструдера, достигают точки кипения примерно при 100 градусов Цельсия и взрываются. Это резко снижает качество печати, поскольку из-за этого пластик будет время от времени разбрызгиваться, вместо того, чтобы аккуратно укладываться слоями. Мы рекомендуем простую стратегию для хранения филамента. Мы рекомендуем вам приобрести большой пластиковый контейнер для хранения филамента и использовать ведро с сухим рисом в качестве осушителя. Это недорогой и очень эффективный способ, позволяющий сохранить филамент совершенно сухим.

Перечень параметров, которые стоит проверять при покупке филамента


Обычный пластиковый контейнер с катушками филамента и ведром риса в качестве осушителя

Выше мы обсудили некоторые из наиболее важных параметров, которые следует учитывать при покупке пластикового филамента. Ниже мы приводим полный перечень советов для покупающих филамент, который вы, возможно, найдете полезным.

  • Покупайте только такой филамент, допуск по диаметру которого является гордостью производителя, и соответственно рекламируется (0,05 мм и меньше - золотой стандарт).
  • Покупайте только такой филамент, который обладает идеально круглым сечением по всей длине (обычно при этом параметре и допуск по диаметру бывает очень хорошим).
  • Если внутренний диаметр катушки очень мал, будьте готовы к сложностям в использовании материала.
  • Покупайте филамент, только в надлежащей упаковке, которая защищает его свойства.
  • Убедитесь, что человек, продающий филамент, обладает опытом работы с 3D-печатью. Некоторые торговцы являются лишь посредниками, и не знают или не проверяют свой товар. Не торопясь задавайте вопросы продавцам и не удовлетворяйтесь неполными или расплывчатыми ответами.
Успехов!

Перейти на главную страницу Энциклопедии 3D-печати