Filament znamená v angličtině vlákno (synonymem je např. též fiber) a v kontextu 3D tisku se jedná o materiál, který tiskárna využívá k realizaci výrobků. Filamenty se prodávají ve formě struny navinuté na cívce. Jde převážně o různé druhy čistého plastu, existují ale i plastové filamenty s příměsí, a pak dokonce takové, které mají základ v úplně jiném materiálu. S výběrem optimálního filamentu vám pomohou následující kapitoly.

Jaké vlastnosti a parametry u filamentů rozlišujeme?

Při výběru filamentu se řídíme určitými vlastnostmi a parametry, které by měly
odpovídat nejen schopnostem námi vlastněné tiskárny, ale také tomu, co budeme tisknout. Správným výběrem můžeme předejít problémům s kompatibilitou, komplikacím při tisku i nedokonalostem finálního výrobku. Mezi parametry a vlastnosti, které by měl řešit každý domácí tiskař a které můžete ve filtrování produktů na Alza.cz nastavit, patří ty následující:

 

  • Průměr filamentu: filamenty (struny) se prodávají s několika hodnotami průměru. Nejčastější průměry strun jsou 1,75 mm a 2,85 mm (též označován jako 3 mm). Před koupí filamentu se vždy ujistěte, jaký průměr vaše tiskárna vyžaduje.
  • Materiál: různé materiály mají různé vlastnosti, které jsou pro kvalitu tisku stěžejní. Na konkrétní materiály se zaměříme níže v článku.
  • Maximální teplota trysky: materiály pro 3D tisk tají při různých teplotách. Teplota trysky musí odpovídat nejen požadavkům konkrétního materiálu, ale také rychlosti tisku. Pomalejší (kvalitnější) tisk vyžaduje nižší teplotu trysky (pomalejší tání), rychlejší tisk naopak vyžaduje rychlejší tání, a tedy i vyšší teplotu trysky. „Maximální teplota trysky“ udává maximální hodnotu ve °C, na kterou je materiál dimenzován.
  • Teplota podložky: předpokladem optimálního průběhu 3D tisku je nahřívání podložky, i když ne všechny tiskárny ho umožňují. Aby materiál držel dobře pohromadě a nedeformoval se nechtěným chladnutím, měla by mít podložka určitou teplotu. Jakou? To vám prozradí právě tento parametr.
  • Pružnost: míra pružnosti definuje poddajnost vytištěného materiálu. Zatímco výrobek z málo pružného materiálu při namáhání praskne, ten s vyšší pružností se ohne.
  • Teplotní odolnost: tento parametr udává, jakým teplotám materiál odolá, potom co je vytištěn.

Dva základní druhy tiskových materiálů

PLA

PLA je biologicky rozložitelný plast v důsledku jeho přirozeného původu (kukuřice, cukrová třtina nebo brambory). Přidáním jiných materiálů k PLA lze získat filamenty,  jako jsou WOOD (částečky dřeva), PLASTER (sádra), BRONZEFILL (broz), STEELFILL (ocel). Vyrábí se i vodivé PLA, které je dimenzované pro malé napětí a proudy. Je pružnější než klasické PLA, avšak za cenu menší adheze mezi vrstvami.

Věděli jste, že lze získat u materiálu PLA dva výsledné povrchy?
Pokud je teplota tisku nižší než 225 °C, výsledný povrch je lesklý, ale pokud je teplota vyšší než 225-230 °C, bude povrch matný.

PET-G

Polyethylentereftalát (PET) je nejvíce běžně používaný plast na světě – láhve, oděvní vlákna, nádoby a obaly na potraviny. PET-G je upravená verze PET. „G“ znamená „modifikovaný glykol“, který se přidává k materiálové kompozici během polymerace. Výsledkem je vlákno, které je jasnější, méně křehké a snadněji se používá než jeho základní forma PET (PETG je vysoce odolný proti nárazu na rozdíl od PET). V chemii se tento materiál označuje jako (polyethylentereftalátko-1,4-cyklohexylendimethylentereftalát).

PETG vlákno kombinuje vlastnosti materiálů ABS (silnější, odolnější teplotám, odolnější) a  PLA (snadný tisk). Adheze mezi vrstvami je obvykle vynikající, riziko zkroucení nebo výrazného smrštění není tak velké a výhodou je, že jej lze recyklovat. Mnoho výrobců a uživatelů se shoduje na tom, že nejde o nejjednodušší materiál pro tisk. Obvykle vyžaduje, abyste našli správné nastavení tiskárny. Při 3D tisku proto pravděpodobně budete muset s  parametry experimentovat více než obvykle.

A jaký je mezi nimi rozdíl?

PLA vs. PET-G

 – U PLA je snadnější nastavení tisku, než vlákno PETG. Není také tolik náchylné na tiskové chyby.
 – Oba materiály vykazují během chlazení menší zmražení.
 – Oba jsou nezávadné pro potraviny (výrobci certifikují své struny pro styk s potravinami).
 – Oba jsou uživatelsky přívětivé, ale PETG je odolnější, silnější a zvládne větší nárazy.
 – PETG je více náchylný k poškrábání než PLA.
 – Technicky není potřeba vyhřívanou podložku pro tisk obou materiálů, ale snadnější je tisknout PETG na vyhřívanou podložku.
 – PETG je obecně dražší než PLA.
 – PLA nabízí mnohem více variací než vlákno PETG.

 

 

PLA

PET-G

Teplota trysky

180 – 230 °C

220 – 260 °C

Teplota podložky

20 – 60 °C

60 – 90 °C

Komora při tisku

Nepovinná

Nepovinná

Přilnutí první vrstvy

Dobré

Drobné problémy

Výpary

Skoro žádné

Skoro žádné

Absorbce vlhkosti

Ano

Ano

Youngův modul (GPa)

3,5

2,2

Modul pružnosti (GPa)

4

1,9

Pevnost v ohybu (MPa)

80

64

Poměr pevnosti k hmotnosti (kN*m/kg)

40

42

Pevnost v tahu (MPa)

110

53

Odolnost proti nárazu (J/m)

77

Tvrdost Rockwell R

108

Teplota skelného přechodu (°C)

60

81

Deformace při teplotě (°C)

65

70

Teplota tání (°C)

160

140

Tepelná kapacita (J/kg*K)

1800

1200

Tepelná vodivost (W/m*K)

0,13

0,29

Tepelná difuzivita (m^2/s)

0,058

0,19