Пластик для 3d принтера Hips, Sbs, Flex, Abs, Pla: характеристики

Печать на 3д принтерах выполняется с помощью специальных расходных материалов — 3д пластиков. Под действием высоких температур они размягчаются, приобретая пластичность, необходимую для формования изделий самой разной формы и размеров. Выбор марки пластика зависит от конкретных задач и целей.

Характеристики пластика для 3д принтера

Существует немало разновидностей пластика для 3д принтера. Чтобы понять, какой пластик самый лучший, необходимо рассмотреть самые известные продукты данной категории.

Hips

Ударопрочный стирол Hips – термопластичный полимер, получаемый путем полимеризации полистирола с синтетическим каучуком — полибутадиеном. В результате материал Hips приобретает эластичность бутадиенового каучука.

Hips обладает множеством положительных свойств, выделяющих его среди прочих материалов для 3д печати:

• стойкость к действию кислотно-щелочной среды;
• минимальный коэффициент термоусадки;
• абсолютная экологичность, обусловленная отсутствием канцерогенов;
• широкий эксплуатационный диапазон температур (-40°С до +70°С);
• низкая гигроскопичность;
• стойкость к разложению;
• высокая степень ударной прочности и пластичности, благодаря которым возможна механическая обработка готовых изделий;
• низкая электропроводность.

Справка! Неокрашенный Hips имеет яркий белоснежный цвет, который выгодно отличает его от других пластиков.

Благодаря своим свойствам Hips нашел применение в производстве пластиковой посуды, сувенирной продукции, игрушек, медицинских инструментов, строительных материалов. В отличие от многих нерастворимых материалов, он растворяется в лимонене (жидкий углеводород). Это свойство используется для усиления структуры при работе с другими материалами.

При работе с Hips требуется подогрев стола до 90°С. Температура экструзии – 220-240°С. Для формирования гладкой поверхности сопло необходимо охлаждать. Предпочтение следует отдавать устройствам с закрытым корпусом. Hips представлен богатой цветовой гаммой, что увеличивает его востребованность.

Sbs

Sbs или стирол-бутадиен сополимер – термопластичный материал, отличающийся повышенной гибкостью. Благодаря этому качеству изделия из пластика не ломаются при действии значительных нагрузок. 3д печать происходит равномерно, без надрывов нити.

Основные преимущества:

• высокая прочность;
• стойкость к высоким температурам;
• влагостойкость;
• высокая степень прозрачности – 93% светопропускания;
• отлично поддается окрашиванию, что позволяет создавать яркую палитру цветов и оттенков;
• низкая степень усадки, позволяющая создавать изделия больших размеров;
• экологичность, отсутствие запаха во время 3д печати;
• абсолютно безвреден для здоровья человека, разрешен для производства продукции, предназначенной для хранения пищевых продуктов;
• растворим в лимонене и сольвенте, благодаря чему создаются изделия, визуально имитирующие стекло;
• возможность сваривания отдельных фрагментов для создания сложных по конструкции изделий с гарантированной прочностью соединений.

Благодаря своим свойствам Sbs используется для изготовления детских игрушек, сувенирной продукции, декоративных элементов, медицинских изделий, пищевых контейнеров, крупногабаритных изделий (плафонов, контейнеров и другой тары большой емкости). Высокая светопропускная способность делает материал альтернативой дорогостоящему стеклу.

Справка! Благодаря практически нулевому уровню водопоглощения изделия из Sbs могут использоваться в условиях повышенной влажности без деформаций и ухудшения первоначальных свойств.

Температура экструзии – 225- 255°С, нить при печати не обрывается даже при подаче под углом 90°. Для 3д печати с максимальной светопрозрачностью рекомендуется использовать сопла с большим диаметром для печати в один слой.

Flex

Flex пластик или термоэластопласт – эластичный полимер со свойствами резины и пластика. Получаемые изделия так же легко тянутся, как резиновые.

Преимущества:

• повышенная гибкость и пластичность;
• ударопрочность;
• стойкость к действию растворителей, масел, бензина;
• высокая износостойкость;
• возможность спайки при высокой температуре нагрева (с использованием паяльного фена);
• едва ощутимый запах во время работы.

Flex используется для изготовления изделий сложной формы: детские игрушки, сувенирная продукция, декоративные элементы, медицинские протезы, маски, тапки, пневматические патрубки и многое другое.

Температура экструзии – 230-260°С, подогрев платформы до 80-120°С. Особенностью печати является необходимость подачи нити на минимальной скорости – 5-30 мм/сек.

Важно! На пути подачи нити от термобарьера до колесика экструдера не должно быть свободного пространства, чтобы нить не сгибалась и не нарушала работу принтера. При его наличии следует использовать тефлоновую трубку, которую необходимо вставить в свободный промежуток.

Abs

Abs – термопластичная смола акрило-нитрилбутадиен-стирол. Разновидность Abs зависит от соотношения этих 3-х компонентов. Может принимать множество разных полимерных форм с разными свойствами. Главным преимуществом считается высокая механическая прочность, которая недоступна другим видам пластиков.

Достоинства Abs:

• стойкость к действию температур до 100°С;
• возможность регулировки уровня блеска конечного изделия;
• стойкость к действию кислот, щелочей;
• растворимость в ацетоне, эфире, бензоле и нескольких других видах растворителей;
• практически нулевое водопоглощение;
• высокая размерная стабильность;
• возможность повторной переработки;
• относительная дешевизна получаемой продукции.

Abs используется для изготовления сувенирной продукции, предметов быта, пластиковой посуды и контейнеров для хранения продуктов, автомобильных деталей, элементов крепежа. Abs может использоваться в качестве гальванического покрытия при вакуумной металлизации, для спайки, сварки и точного литья.

Справка! Для получения 1 кг Abs пластика требуется около 2 кг нефти в эквиваленте в виде сырья и энергии.

Главными недостатками этого вида являются:

• высокая чувствительность к воздействию солнечных лучей и атмосферных осадков, в результате чего пластик обесцвечивается;
• высокая степень усадки при охлаждении (до 0,8%).

Первая проблема решается путем нанесения защитного покрытия на готовое изделие. Из-за второй изготовление моделей размером более 150х150х150 мм становится невозможным.

Для работы с Abs пластиком лучшим вариантом считается FDM принтер с технологией послойного создания трехмерного объекта. Температура экструзии – 180-260°С в зависимости от вида материала. Печать рекомендуется производить с нагретой платформой до 50-90°С в 3д принтерах с герметично закрытым корпусом и подогреваемыми рабочими камерами.

Pla

Полилактид Pla – полиэфир на основе мономера молочной кислоты, содержащейся в природном сырье (кукурузе, сахарном тростнике, целлюлозе и крахмале). Главным достоинством данного вида является экологичность, основанная на полном биологическом разложении полимера. На сегодняшний день Pla считается наиболее перспективным 3д пластиком, который может заменить бионеразлагаемые упаковочные материалы.

Преимущества Pla пластика:

• полное биоразложение;
• постоянное возобновление продуктов, используемых в процессе получения Pla;
• выброс вредных веществ в атмосферу в процессе производства уменьшается вдвое в сравнении с пластиками на основе нефтепродуктов;
• биосовместимость с любыми компонентами;
• возможность работы в плохо проветриваемых помещениях.

Справка! Продукция из Pla полностью разлагается в зависимости от природных условий в течение 1-36 месяцев.

Pla считается идеальным материалом для продукции одноразового использования. Его применяют для изготовления само рассасывающихся хирургических нитей.

Преимуществом этого вида является невысокая температура экструзии 150-160°С, сокращающая расходы на электроэнергию, а также позволяющая использовать более дешевые сопла из латуни или алюминия.

Сложностью при работе с полилактидом считается повышенная хрупкость и замедленное схватывание при температуре 50°. Для работы с ним рекомендуется 3д принтер с открытым корпусом плюс дополнительное воздушное охлаждение. Рабочий стол не требует обязательного подогрева при печати небольших изделий. Для крупных моделей рабочий стол требует подогрева снизу во избежание возможных деформаций.