Особенности печати не совсем обычным стеклонаполненным филаментом.

Elrenuir
Идет загрузка
Загрузка
04.03.2019
4315
46
Расходные материалы

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

32

В посте пойдет речь о новом не совсем «обычном» конструкционном филаменте для 3D печати.

В последнее время участились новости о появлении разных наполненных инженерных филаментов для 3D печати. Среди них множество полиамидов (нейлонов), термопластичных полиуретанов (TPU), стирен акрилонитрилов (SAN). Иногда мелькает PETG или ABS. Подавляющее большинство этих филаментов содержит короткое углеволокно (как правило длина волокон не превышает 200 микрометров). Всё это достойные внимания материалы которые могут дать неплохие результаты для определенных применений. При выборе филамента стоит обратить внимание на особенности, полюсы и недостатки.

Одним из основных минусов для наполненных PETG и TPU является недостаток прочности а так же нестойкость под нагрузкой к температурам выше 70С. Для SAN и ABS это токсичные продукты полураспада во время экструзии и пригорания на частях печатной головки, а так же подверженность расслаиванию при печати. Наполненные полиамиды в свою очередь, отличные и прочные материалы пока в дело не вступает влажность. Так в зависимости от разных марок они набирают от 2 до 10 процентов по массе воды. Это сказывается на их прочности и геометрических размерах. Как правило после набора примерно одного процента влаги они теряют в тестах на разрыв до половины прочности и еще больше в жесткости. Так же их необходимо сушить перед печатью. Поликарбонаты - это отдельная тема – они состоят из пресловутого Бисфенола А. И если его хорошенько не высушить (нужно снизить содержание воды ниже 0.2%, что несколько затруднительно в домашних условиях), то бисфенол начнет выделятся при нагревании в результате гидролиза.

Как энтузиаст 3D печати и одновременно ученый, я постоянно сталкиваюсь с необходимостью изготовления различных функциональных деталей. Части лабораторной посуды, фиксаторы, поддержки, переходники, целые механизмы для подачи материалов в форме гранул, порошков, жидкостей и т.д. Для части применений уже имеющиеся материалы мне не подходили по тем или иным характеристикам. От сюда и родилась идея изготовить подходящий материал собственными силами. Сразу скажу что этот процесс был не быстрым и не простым. Многому приходилось учится буквально с ноля.

В результате появился филамент из не совсем обычного для 3D печати материала – полипропилена наполненного стекло волокном. Выбор такого сочетания обусловлен их общими свойствами – полипропилен как матрица хорош тем, что обладает достаточной прочностью, стойкостью к большинству кислот и растворителей, не впитывает воду, из него можно делать детали работающие в воде, у него отличная свариваемость слоев – это позволяет печатать водонепроницаемые структуры и он не подвержен расслаиванию во время печати как ABS. Термостойкость под нагрузкой около 110-120С. Его не нужно сушить перед печатью. Конечно не без ложки дегтя – у полипропилена довольно большая термоусадка, а значит и коробление при печати.

Для уменьшения усадки и для увеличения прочности и жесткости мы использовали стекловолокна. В процессе изготовления филамента удалось сохранить длину стекло волокон на уровне 0.8-0.2 мм.

В сравнительной таблице материал выделен желтым цветом. При сравнении, стоит обратить внимание на графу удельная прочность. Это прочность на разрыв отнесённая к плотности материала. Показывает, насколько прочной будет конструкция при заданной массе. То есть стекло наполненный полипропилен примерно на 150% прочнее не наполненного ABS и чуть больше чем в два раза уступает экструзионному алюминию при одинаковой массе изделия.

Теперь про особенности связанные с волокнами. При печати большая их часть ориентируется по направлению движения сопла. Но так делают не все волокна. Часть из них отклоняется чуть ли не на 90 градусов. Особенно это хорошо заметно на внешней стенке изделия.



Из этого следует две вещи: первая, - лучше после печати изделие брать в перчатках и обтереть жесткой щеткой. Вторая, - это создает отличные условия для сцепления с клеевыми и лакокрасочными составами, особенно эпоксидными. Ну или как вариант под постобработку.

Для изучения длины волокон мы взяли наш материал и парочку угленаполненных филаментов. Из фотографий волокон, после отжига полимера, ясно почему очень часто угленаполненные материалы не демонстрируют такого числа торчащих волокон – они попросту короче. На фото видно, что длина стекловолокон часто превышает 0.5 мм.

В качестве эксперимент мы попробовали печатать нашим материалом через 0.35мм сопло – не забьется ли. Честно говоря, я думал забьется сразу. Однако нет. Не забилось. Точнее забилось но далеко не сразу) а после около пол катушки. На фото ниже фрагмент стенки сосуда с резьбой, напечатанной этим соплом, для лабораторной шаровой мельницы.

И еще немного фото напечатанных деталей

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

32
Комментарии к статье

Комментарии

04.03.2019 в 21:51
0

Интересно. 
Легко ли таким печатать?
Сколько стоит за КГ?
Темный цвет пластика - неизбежность?

05.03.2019 в 13:08
2

Печатать легче чем АБС но сложнее чем ПЛА. Цена на сайте, тут не разрешают писать) иначе реклама получается.
Черный пока наш единственный цвет. Далее по обстоятельствам

04.03.2019 в 22:09
0

Занятный рассказ. Вы про температуру сопла и стола не упомянули, какой принтер открытый закрытый. Где продается этот пластик.

04.03.2019 в 23:55
2

У автора есть сайт. Немного оттуда можно почерпнуть.

05.03.2019 в 13:00
0

990 рублей за катушку.  А сколько в катушке веса или метров не написано. По фото вроде как 0.5 кг.

Понятно что вопрос не к вам, а владельцу сайта.

05.03.2019 в 13:09
0

550 грамм

05.03.2019 в 13:10
0

Из-за низкой плотности материала, это примерно соответствует длине 1.75мм 750г ПЛА

04.03.2019 в 23:39
0

и главное, стоит ли игра свеч?! прочность повышается? усадка заметно уменьшается?
табличку вижу, но так как это 'открытые источники' без хоть какой то методологии тестирования, то посчитал что это тесты просто прутка.

Лучше чем просто использовать petg?

04.03.2019 в 23:59
0

Лучше чем просто использовать petg?
Вы попробуйте читать не по диагонали. И сразу понятно, смотря для каких задач.

05.03.2019 в 13:18
0

Тесты полипропилена мы делали пока только на разрыв. Подробнее про методику тестирования я напишу позднее, там будет максимально подробно все изложено. В кратце это тести на разрывной машине АСТМ лопаток. Лопатки печатали 50 мм/с, 260С, сопло 0.6, тройная стенка, 100% инфилл. Данные по остальным материалам взяты с официальных сайтов производителей филаментов.

05.03.2019 в 09:50
1

Черная альтернатива TOTAL GF-30 от Filamentarno. Будут свободные 5 копеек, надо будет купить и попробовать деталь для самоката напечатать и испытать на прочность.)

05.03.2019 в 13:28
1

На самом деле это два разных материала. ПП УВ не нужно сушить, он равнодушен к кислотам и воде, жестче, спокойно держит 100С.
GF-30 сделан на основе термопластического полиуретано, он с отличной износостойкостью, ударопрочностью, прочность на разрыв превышает ПП УВ - но нужно сушить, размягчается под нагрузкой при менее 100С, обычные марки ТПУ делают это примерно с 70С.

05.03.2019 в 13:34
1

Это естественно. Здесь я больше имел ввиду, что он тоже со стекловолокном и другого цвета.) Я не так хорошо знаю рынок, но пока это 2 известных мне филамента в этой области со стекловолокном.

05.03.2019 в 13:58
1

Все норм.) По какой то причине многие производители были уверены, что со стеклом будет слишком хрупким) Я думаю скоро мы и другие филаменты со стеклом увидим)

06.07.2019 в 11:37
0

Я думаю скоро мы и другие филаменты со стеклом увидим
Впрочем как и было предсказано ровно год назад Санжаем Мортимером из E3D.

Одна из новаций сего года, и я очень рад что Вы в тренде.

07.03.2019 в 13:42
1

http://filamentarno.ru/id=85
TOTAL GF-30 черный ;)

07.03.2019 в 13:48
1

Вы издеваетесь, я еще тот не успел опробовать х)

10.03.2019 в 09:55
1

то же самое, только черный)))

05.03.2019 в 11:46
0

Как этот материал поддается сверлению и нормально ли в нем нарезается резьба?

05.03.2019 в 13:32
1

Сверлится примерно как АБС - то есть хорошо. Шлифуется и режется ножом тоже. Резьба М3-М6 нарезается да (Остальные не пробовал), - но мы ведь все понимаем, что такая резьба не для больших нагрузок или многократного ввинчивания вывинчивания. Под М3 можно просто болтом по отверстию 2.5.

05.03.2019 в 14:30
0

На нагретое стекло с БФ прилипнет?

05.03.2019 в 15:07
0

Да) причем лучше БФ2

05.03.2019 в 15:58
0

А сопла собственного производства?
Для обычного E3D подойдут?

05.03.2019 в 18:17
0

Сопла - нет, не собственного производства. Мы их включаем в набор практически по себестоимости. Нам важно дать пользователю печатать нашим материалом. Это клон E3D с резьбой М6 подойдет для любого E3D кроме вулкана.

05.03.2019 в 17:47
0

Автору благодарность за НАСТОЯЩУЮ толковую рекламу. Буду заказывать.
Да, альтернатив хватает. Но! Именно этот пластик для меня решит некоторые мои проблемы. Так же благодарю за комплексный подход, единственно не понял где на сайте купить отдельно адгезив?
Вся б реклама была такой...

05.03.2019 в 18:27
1

Спасибо!) Отдельно адгезив можно купить много где. Единственно, что из за особенностей резидентства в технопарке мы к сожалению не можем что то перепродавать. Из разных источников вы можете узнать о том, что главным компонентом 'секретного' адгезива является БФ2) Опять таки мы не ставим задачу поиметь с этого мегаприбыль и вкладываем количество которого хватит покрыть стол 230х230. Нужно будет включить в текст описания что можно запросить большее количество. Как альтернатива вы можете купить БФ2 и наносить его без разбавления либо немного разбавить спиртосодержащим растворителем в принципе будет то же самое)

05.03.2019 в 18:34
0

Благодаю

05.03.2019 в 20:17
0

На здоровье!

05.03.2019 в 23:32
0

Отлично, желаю успехов в начинании!
Есть вопрос: можно ли вообще сделать стекло/угленаполненный пруток под сопло 0.2мм? Регулярно печатаю шестерни для автомагнитол, хочется попробовать что-то поинтереснее нейлона.

06.03.2019 в 00:25
0

Интересный пластик, но меня легонько напрягла необходимость после печати брать изделие в перчатках. А если руками? А если плохо щеткой протру? А если дети?  Стекловолокно вещь хреновая..по стройке знаю..

06.03.2019 в 08:12
0

Этот пластик точно не для детей, как и любой стеклонаполненный пластик, из него при любом механическом воздействии летит стеклянная пыль.
Такие пластики желательно покрывать краской, или лаком для уменьшения возможности вылета пыли. Или использовать в закрытых механизмах.

06.03.2019 в 09:43
0

Понятно. Вот и основные ограничения по использованию..((
Не факт, что СанПиН одобрит..

06.03.2019 в 10:34
0

Что есть, то есть) У каждого материала свои задачи и сфера применений. Мы не ставим задачу вытеснить все остальные с рынка)

06.03.2019 в 10:32
1

Да, дейвствительно, стекловолокно налагает свои ограничения. Именно по этому мы позиционируем материал как инженерный. Прежде всего для решения инженерных задач. Он не для печати децких игрушек и других резиново имитационных изделий) разве что для любителей) Но смею заметить, что углеволокно является еще более хрупким и при обработке летит везде ничуть не хуже стекла. Мы сейчар работаем над задачей уменьшения торчания волокон. Но тут будет другое ограничение - тогда его будет нереально окрашивать.
В принципе мы опробовали и другое решение - это печать на двухголовом принтере. Внешнюю стенку печатать из пищевого полипропилена или другого совместимого полимера. Получается достаточно интерестные изделия.

06.03.2019 в 14:30
-1

Вот почему, как только я вижу и слышу про нечто из Сколково, так меня сразу передергивает и на ум приходит словосочетание 'Очередная сколковщина'.... Почему сразу думается что это очередной громкий PR продукта который или родиться в пилоте, или родиться в серии а цена от пилота залупиться до космических высот, либо постоянно будут вертеться красивые истории на ресурсах и собираться деньги 'на предзаказ', а в итоге народ получит нечто совсем заурядное.

Сразу приходит на ум 'команда' Анизопринт с их убогим Композером, которые не могут пояснить как у них реализовано то или это в машине и почему на демовидео их принтер печатает жирной колбасой которая растекается и качество слоев хуже чем у начинающих печатать шоколадом из шприцов и прочего. Но эт фигня, главное сказали что они технологичнее и лучше Маркфорджета(там наверное парни просто трепещут)

Вспоминается репортаж по федеральному каналу, где внатуре мегамозги в Сколково разработали экзопротезы кистей 'в массы', но потом как то цена подросла неимоверно за FDM пластмаски с антропологической механикой на уровне робота вертера, да и на удивление исходники всего этого 'прорыва' сыскались на Тинге, лежащие там уж два с лишним года как...
Как то у меня сложилась аналогия... Скорее даже не так - как то слово Сколково, равно как и происхождение компании/продукта 'оттудова', несет на себе 'легкий флёр' профанации...

Как то мне кажется прорывов болше будет случаться по другим адресам... на ул.Золотой, д.11 к примеру, и им подобным. Но никак не в Сколково

06.03.2019 в 16:25
0

А есть критика по существу?)

07.03.2019 в 14:29
1

Сразу приходит на ум 'команда' Анизопринт с их убогим Композером, которые не могут пояснить как у них реализовано то или это в машине
Слышите звон, да не знаете где он? Принтер им разрабатывали Karfidov Lab, а не они сами.
где внатуре мегамозги в Сколково разработали экзопротезы кистей 'в массы', но потом как то цена подросла неимоверно за FDM пластмаски с антропологической механикой на уровне робота вертера, да и на удивление исходники всего этого 'прорыва' сыскались на Тинге, лежащие там уж два с лишним года как...
Если вы о Моторике, то там много хороших разработок, которые сделаны лучше, чем те, что лежат на фигниверсе или у OpenBionics. Тяговые протезы клепаются на SLS уже давно и быстро подгоняются под руку и число оставшихся пальцев пациента, тут без принтера никак, индивидуальные особенности. Рынок пуст, так скажем. А если говорить о электронных протезах, то разработка его далека от iLimb того же или Michelandgelo, но все идет к этому, результаты очень быстрые.
Как то у меня сложилась аналогия... Скорее даже не так - как то слово Сколково, равно как и происхождение компании/продукта 'оттудова', несет на себе 'легкий флёр' профанации...
Это ваше личное мнение, и уверен, что вы только 'слышите звон' от всяких чудо-блогеров, которые говорят что угодно лишь бы набить лайков. 

З.Ы. Там не работаю, но лично знаком с разработчиками из Моторики.

06.03.2019 в 17:51
0

Температура плавления 145 град это температура стеклования? То есть до ~120 град вполне можно использовать под нагрузкой?
И как у него с горючестью? Негорючий или самозатухающий?

06.03.2019 в 20:10
0

145С Да это стеклования. 120С под нагрузкой разве что небольшой. Что хотите печатать?
В плане негорючести не лучший выбор. Он отлично горит.

06.03.2019 в 20:43
0

кронштейн радиатора ДВС.
Находил статью, что для ПЭТ добиваются снижения горючести до 10...30 путем добавления бентонитов.

07.03.2019 в 11:08
0

 Прикольно, должно подойти. Мы уже думали над снижением горючести и думаю как минимум попробуем сделать одну трудногорючую модиффикацию.

 Да бентониты снижают горючесть в принципе стекловолокно тоже. Но к сожалению повышают хрупкость и уменьшают прочность. ПЭТ в принципе лучше антипирируется и еще лучше ПБТ. У ПБТ и теплостойкость на уровне 150, правда у него усадка на уровне 1.5-2% даже стеклонаполненного.

04.04.2019 в 14:27
1

Отпечатали уже около 3кг этого пластика. 
Незаменимая вещь в моделировании и для R&D задач
Рекомендую

04.04.2019 в 15:25
0

Спасибо за отзыв!) Кстати как сопло после 3 кило?

04.04.2019 в 17:41
0

После 1кг на каленом 0.4 сопле качество печати значительно снизилось. Под микроскопом не смотрел, но полагаю диаметр сопла увеличился и кромка выходного отверстия стала не ровной, потому как просто увеличив в параметрах слайсера диаметр сопла, повысить качество печати не удалось.

05.04.2019 в 14:18
0

Если есть штангель, то можно померить диаметр прутка который выходит из сопла в спокойном состоянии.

06.07.2019 в 09:59
0

Подскажите, а что за полипропилен у вас? Какая марка? Или хотя бы гомополимер или рандом?

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Sapphire Pro cura profile

Еще одна самоделка, и понял, что ничего не знаю

Учусь красить

Домик для кнопки звонка.

Ender 3d

Сканирование санок-наколенников