Filamenty pro 3D tisk: velký přehled materiálů, jejich vlastností a nastavení

Různé druhy filamentů pro 3D tisk – PLA, PETG, ABS, TPU, CF, wood a metal

Napsal(a)

v rubrice

Když si člověk pořídí první 3D tiskárnu, obvykle si koupí cívku PLA a je spokojený. Jenže po pár měsících přijde první díl, který se má dostat na sluníčko, do auta nebo pod kapotu – a najednou se ukáže, že výběr materiálu je stejně důležitý jako samotná tiskárna. V tomhle článku jsme dali dohromady kompletní přehled filamentů pro FDM tisk: co který materiál umí, jak se tiskne, co snese a kde má své limity.

Jak číst vlastnosti materiálů (a nenaletět marketingu)

Než se pustíme do jednotlivých materiálů, je dobré si ujasnit pár pojmů. Výrobci je totiž běžně zaměňují a z „nejpevnějšího filamentu na trhu“ se pak vyklube něco, co praskne při prvním pádu ze stolu.

  • Tuhost (modul pružnosti) – jak moc se díl ohne pod zatížením. Vysoká tuhost = díl drží tvar. Uhlíková vlákna tuhost výrazně zvyšují.
  • Pevnost v tahu – jaké zatížení díl vydrží, než se přetrhne. Není totéž co tuhost.
  • Houževnatost / rázová odolnost – kolik energie materiál pohltí, než praskne. Přesný opak lámavosti. Pozor: plnivo typu CF houževnatost obvykle snižuje.
  • Teplota skelného přechodu (Tg) – teplota, při které materiál měkne. U PLA je to zhruba 55–60 °C, což je běžná teplota v zaparkovaném autě v létě.
  • Hygroskopie – jak rychle materiál nasává vlhkost ze vzduchu. Vlhký filament praská, dělá bublinky a ztrácí pevnost. Nylon a PVA jsou v tomhle nejhorší.
  • Abrazivita – jak rychle materiál ničí trysku. Všechno plněné (CF, GF, dřevo, kov, glow) potřebuje kalenou nebo ještě lepší trysku.

A jedna věc, na kterou se často zapomíná: pevnost výtisku není jen o materiálu. Počet perimetrů, výška vrstvy, typ výplně a orientace dílu na podložce ovlivňují výsledek často víc než samotná volba filamentu.

Řez 3D výtiskem s viditelnou gyroid výplní a perimetry
Řez výtiskem: pevnost určuje z velké části geometrie – počet perimetrů a typ výplně – ne jen samotný materiál.

Základní materiály – s těmi si vystačíte na 90 % dílů

PLA – král začátečníků i většiny běžných dílů

PLA (kyselina polymléčná) se vyrábí z obnovitelných zdrojů, typicky z kukuřičného škrobu. Tiskne se prakticky bez problémů, skoro se nekroutí, nesmrdí a dá se s ním tisknout i na levné otevřené tiskárně. Za to všechno ale platí velmi nízkou tepelnou odolností.

Vlastnosti: vysoká tuhost, slušná pevnost v tahu, ale křehkost – PLA se spíš zlomí, než ohne. Tepelně odolá zhruba do 55–60 °C, pak měkne. Na přímém slunci časem křehne a bledne, ve vlhku a v teple se pomalu rozkládá. Vůči vodě je krátkodobě v pohodě, dlouhodobě ne.

Tisk: tryska 190–220 °C, podložka 50–60 °C, chlazení naplno, uzavřený prostor není potřeba (spíš škodí). Sušení 45–50 °C / 4–6 h stačí. Běžná mosazná tryska bez problémů.

Hodí se na: prototypy, dekorace, figurky, organizéry, držáky, modely – zkrátka všechno, co nebude na slunci ani v teple. Kombinuje se dobře s rozpustným PVA i s break-away podporami.

ProProti
  • Nejsnáze tisknutelný materiál vůbec
  • Minimální kroucení, skvělá adheze
  • Nejlevnější, obrovský výběr barev a efektů
  • Bez zápachu, vhodný do bytu
  • Vysoká tuhost a rozměrová přesnost
  • Měkne už kolem 55–60 °C – nesmí do auta
  • Křehký, špatně snáší rázy
  • Časem degraduje na UV a ve vlhku
  • Nevhodný na funkční díly pod zatížením

PLA+ , Silk, Matte, HF – varianty, které stojí za zmínku

Označení PLA+ není normovaný pojem – každý výrobce si pod ním představuje něco jiného. Většinou jde o PLA s přidanými modifikátory houževnatosti, díky kterým je materiál méně lámavý a lépe snáší rázy. Tiskne se o něco tepleji (210–230 °C).

Silk PLA má lesklý, „hedvábný“ povrch, ale mechanicky je slabší – vrstvy k sobě drží hůř. Matte PLA obsahuje matovací plnivo, krásně skrývá vrstvy a je mírně abrazivní. HF (High Flow / High Speed) PLA je upravené pro rychlé tiskárny, taví se ochotněji a zvládá vyšší průtoky.

ProProti
  • PLA+ výrazně méně lámavé než klasické PLA
  • Matte skvěle maskuje vrstvy – hezký vzhled bez broušení
  • HF varianty zvládají 300+ mm/s na moderních strojích
  • Silk je mechanicky slabší a hůř se lepí mezivrstvě
  • Označení „+“ nic nezaručuje, kvalita se liší výrobce od výrobce
  • Tepelná odolnost zůstává stejně nízká jako u PLA

PETG – rozumný kompromis mezi PLA a ABS

PETG je glykolem modifikovaný PET – ano, stejný plast jako v petkách. Pro nás je to nejlepší „univerzální“ materiál: tiskne se skoro tak snadno jako PLA, ale je houževnatější, odolnější vůči teplu i chemikáliím a mnohem lépe snáší venkovní prostředí.

Vlastnosti: nižší tuhost než PLA, ale výrazně vyšší houževnatost – díl se spíš ohne, než praskne. Tepelně odolá do zhruba 75–80 °C. Skvělá odolnost vůči vodě (je zdravotně nezávadný v potravinářské variantě) a vůči většině zředěných kyselin a zásad. UV snáší průměrně – venku dlouhodobě mírně žloutne a křehne, ale zdaleka ne tak rychle jako ABS.

Tisk: tryska 230–250 °C, podložka 70–85 °C. Chlazení jen 30–50 % – při plném chlazení trpí soudržnost vrstev. Uzavřený prostor není nutný. Typický problém je stringing (vlásky) – řeší se sušením a laděním retrakce. PETG má tendenci se lepit k podložce až moc, na hladkém PEI nebo na skle se doporučuje separátor nebo mírně vyšší první vrstva.

Hodí se na: funkční díly, držáky, venkovní použití, díly do vlhka, ochranné kryty, mechanické součástky se středním zatížením. PETG se skvěle používá jako separační vrstva pod PLA podpory (a naopak) – tyto dva materiály se k sobě prakticky nelepí, takže podpora jde odloupnout ručně.

ProProti
  • Houževnatý – ohne se místo prasknutí
  • Odolný vůči vodě, vlhku a chemikáliím
  • Slušná tepelná odolnost (~75 °C)
  • Nepotřebuje uzavřenou komoru
  • Skvěle funguje jako break-away podpora pod PLA
  • Náchylný na stringing, potřebuje suchý filament
  • Hůř se dokončuje – špatně se brousí a lepí
  • Lepí se k podložce až příliš, hrozí poškození PEI
  • Nižší tuhost než PLA, mírně „gumové“ chování
  • Mostíky a převisy zvládá hůř kvůli slabšímu chlazení

ABS – klasika pro tepelně namáhané díly

ABS je materiál, ze kterého jsou LEGO kostky, kryty elektroniky i díly v autech. Na 3D tiskárně je ale docela nevlídný: silně se kroutí, odlepuje se od podložky a při tisku uvolňuje styren, který rozhodně nechcete dýchat.

Vlastnosti: tepelně odolá kolem 95–100 °C, dobrá houževnatost, slušná rázová odolnost, dobře se obrábí, brousí a lepí. Rozpouští se v acetonu, což je zároveň výhoda (vyhlazování v acetonových parách, lepení) i nevýhoda (žádná odolnost vůči rozpouštědlům). Na UV je na tom špatně – venku do roka žloutne a křehne.

Tisk: tryska 230–260 °C, podložka 90–110 °C, chlazení 0–20 %, uzavřená komora je prakticky povinná – bez ní se velké díly rozdělí ve vrstvách. Odsávání nebo filtrace vzduchu je silně doporučená. Sušení 70–80 °C / 4 h.

Hodí se na: díly do tepla, kryty elektroniky, opravy plastových dílů z automobilů, prototypy, které se budou dál obrábět. Kombinuje se s HIPS jako rozpustnou podporou (rozpustí se v limonenu).

ProProti
  • Tepelná odolnost kolem 100 °C
  • Houževnatý a rázově odolný
  • Skvěle se brousí, lepí a vyhlazuje acetonem
  • Levný, dostupný, dlouhodobě ověřený
  • Silné kroucení a delaminace – nutná uzavřená komora
  • Nepříjemný a zdraví škodlivý zápach při tisku
  • Velmi špatná odolnost vůči UV – venku nepoužitelný
  • Rozpouští ho aceton a řada dalších rozpouštědel
  • Horší rozměrová přesnost kvůli smrštění

ASA – ABS, který přežije venku

ASA je v podstatě ABS, ve kterém je butadien nahrazen akrylátem. Výsledek? Prakticky totožné mechanické vlastnosti, ale výborná odolnost vůči UV a povětrnosti. Pokud tisknete cokoli, co má být dlouhodobě venku, je ASA jasná volba.

Vlastnosti: tepelná odolnost ~100 °C, dobrá houževnatost, mírně lepší rozměrová stabilita než ABS, výborná odolnost vůči slunci, dešti i mrazu. Barevná stálost je několikanásobně lepší než u ABS.

Tisk: tryska 240–270 °C, podložka 90–110 °C, chlazení 0–20 %, uzavřená komora nutná. Tiskne se o něco lépe než ABS (méně se kroutí), ale zápach je podobný.

Hodí se na: držáky antén, díly pro zahradu a exteriér, komponenty pro auta a motorky, kryty kamer, meteostanice, cokoli venkovního.

ProProti
  • Nejlepší odolnost vůči UV a povětrnosti z běžných filamentů
  • Tepelná odolnost jako ABS (~100 °C)
  • Barevně stálý, nežloutne
  • Kroutí se o něco méně než ABS
  • Uzavřená komora je nutnost
  • Zápach při tisku, potřebuje odvětrání
  • Dražší než ABS
  • Stále náchylný na delaminaci u velkých dílů
Detail trysky FDM tiskárny při tisku filamentu
Správná teplota trysky je u každého materiálu jiná – rozdíl mezi PLA a PC je i 100 °C.

Technické materiály – když už PETG nestačí

PA (nylon) – nejhouževnatější běžně dostupný filament

Nylon (polyamid, nejčastěji PA6 nebo PA12) je materiál na ozubená kola, klouby, panty a všechno, co se má opotřebovávat co nejpomaleji. Má výbornou houževnatost, nízké tření a snáší opakované namáhání. Jeho velká slabina je vlhkost.

Vlastnosti: velmi vysoká houževnatost a otěruvzdornost, nižší tuhost (díly jsou pružnější), tepelná odolnost 70–120 °C podle typu. Výborná odolnost vůči olejům, palivům a mnoha chemikáliím. Extrémně hygroskopický – cívka nechaná den na vzduchu už tiskne špatně a hotový díl po nasáknutí vody měkne a mění rozměry.

Tisk: tryska 240–280 °C, podložka 70–100 °C, chlazení minimální, uzavřený prostor doporučen. Sušení 80 °C po dobu 12 hodin před každým tiskem – a ideálně tisknout přímo ze sušičky. Adheze k podložce bývá problematická, pomáhá PVA lepidlo nebo Garolite plát.

Hodí se na: ozubená kola, kluzná ložiska, panty, živé klouby, díly nářadí, součásti vystavené olejům.

ProProti
  • Nejlepší houževnatost a odolnost proti oděru
  • Nízké tření – ideální na ozubená kola
  • Odolný vůči olejům a palivům
  • Snáší opakované ohyby bez únavy
  • Extrémně nasákavý – nutné sušení před každým tiskem
  • Rozměrové změny po nasáknutí vlhkosti
  • Špatná adheze k podložce, silné kroucení
  • Vyšší teploty – potřeba all-metal hotend
  • Dražší

PC (polykarbonát) – pevnost a teplo za cenu složitého tisku

Polykarbonát je jeden z nejpevnějších materiálů, které se dají na běžné FDM tiskárně vytisknout. Snáší teploty přes 110 °C, má vynikající rázovou odolnost a v čiré variantě i slušnou průhlednost. Tisknout ho ale není žádná legrace.

Vlastnosti: vysoká tuhost i pevnost, velmi dobrá rázová odolnost, tepelná odolnost 110–145 °C. Odolnost vůči UV je slušná (časem žloutne), ale vůči rozpouštědlům velmi špatná – pod napětím v kontaktu s IPA nebo acetonem doslova praská. Je hygroskopický.

Tisk: tryska 260–300 °C, podložka 90–120 °C, uzavřená a vyhřátá komora nutná, all-metal hotend povinný. Bez komory se velké díly rozdělí. Sušení 80 °C / 8–12 h.

Hodí se na: díly do vysokých teplot, ochranné kryty, formy pro odlévání, konstrukční prvky pod zatížením, díly do blízkosti motoru.

ProProti
  • Velmi vysoká pevnost a tuhost
  • Tepelná odolnost přes 110 °C
  • Vynikající rázová odolnost
  • V čiré variantě průsvitný
  • Vyžaduje vyhřívanou komoru a hotend do 300 °C
  • Silné kroucení a delaminace
  • Praská v kontaktu s rozpouštědly (IPA, aceton)
  • Hygroskopický, nutné sušení
  • Drahý a náročný na ladění

PP (polypropylen) – chemická odolnost a živé klouby

PP je materiál na kbelíky, obaly na chemii a všechno, co má vydržet ohyb tisíckrát za sebou. Na 3D tiskárně je to trochu exot – skoro nic se k němu nelepí, včetně tiskové podložky.

Vlastnosti: nízká hustota (plave na vodě), výborná chemická odolnost, skvělá únavová pevnost – ideální na živé klouby a pánty. Není tuhý, spíš poddajný. Tepelná odolnost kolem 100 °C.

Tisk: tryska 220–250 °C, podložka 90–110 °C, silné smrštění. Adheze je hlavní problém – nejlépe se tiskne na lepicí pásku z PP nebo na speciální PP plát. Uzavřená komora pomáhá.

ProProti
  • Skvělá chemická odolnost
  • Nejlepší únavová pevnost – živé klouby vydrží tisíce cyklů
  • Velmi lehký, odolný vůči vodě
  • Potravinářsky přívětivý
  • Extrémně špatná adheze k podložce
  • Velké smrštění, kroucení
  • Špatně se lepí a lakuje
  • Malý výběr na trhu

Flexibilní materiály – TPU a TPE

Ohebný 3D výtisk z TPU filamentu v rukou
TPU se chová jako guma – snese ohyb, náraz i opakované namáhání.

TPU – guma, kterou si vytisknete doma

TPU (termoplastický polyuretan) je nejrozšířenější flexibilní filament. Měkkost se udává ve Shore hardness95A je zhruba jako pneumatika a tiskne se rozumně na většině tiskáren, 85A už je výrazně měkčí a vyžaduje direct drive extruder s krátkou drahou filamentu. Pod 80A se dostáváme do teritoria, kde si filament v extruderu jednoduše nadělá kličku.

Vlastnosti: výborná pružnost a odolnost proti oděru, skvělá rázová odolnost, dobrá odolnost vůči olejům a tukům. Tepelná odolnost 60–80 °C. UV snáší středně – čiré a bílé varianty časem žloutnou. Je mírně hygroskopický.

Tisk: tryska 220–250 °C, podložka 40–60 °C, rychlost 20–40 mm/s (u měkkých typů i pomaleji), retrakce co nejmenší, chlazení 30–50 % u 95A a méně u měkčích. Direct drive extruder je pro TPU zásadní výhoda; bowden zvládne maximálně 95A a výš. Sušení 50–55 °C / 6–8 h.

Hodí se na: těsnění, protiskluzové podložky, kryty na telefon, tlumicí prvky, kolečka, pásky, ochranné nárazníky, rukojeti. Tip: měkkost dílu se dá krásně ladit i geometrií – stejný TPU s 10% výplní je mnohem měkčí než se 100% výplní.

ProProti
  • Ohebný, prakticky nezničitelný nárazem
  • Výborná odolnost proti oděru
  • Tlumí vibrace a rázy
  • Měkkost se dá ladit výplní i tloušťkou stěn
  • Odolný vůči olejům a tukům
  • Pomalý tisk – velké díly trvají dlouho
  • Bowden extruder si s měkčími typy neporadí
  • Silný stringing, obtížné ladění retrakce
  • Nelze použít na tuhé konstrukční díly
  • Podpory se z něj odstraňují špatně

TPE a TPC – ještě měkčí příbuzní

TPE je širší kategorie, do které TPU spadá. Filamenty prodávané jako „TPE“ bývají měkčí (70–85A) a gumovější, ale také podstatně hůř tisknutelné. TPC (kopolyesterální elastomer) nabízí vyšší tepelnou a chemickou odolnost než TPU a lépe snáší UV – hodí se na venkovní těsnění.

ProProti
  • Skutečně gumový pocit i měkkost
  • TPC navíc odolá vyšším teplotám a UV
  • Vyžadují direct drive a velmi pomalý tisk
  • Nejšpatnější tisknutelnost ze všech běžných materiálů
  • Vysoká cena, malý výběr

Kompozity – plněné filamenty pro vlastnosti i vzhled

Porovnání výtisků z carbon fiber, dřevěného a kovového filamentu
Kompozity mění nejen vlastnosti, ale hlavně vzhled a povrch výtisku.

Společným jmenovatelem všech plněných filamentů je abrazivita. Mosazná tryska u nich vydrží řádově jednu cívku, pak už má otvor místo 0,4 mm třeba 0,5 mm a výtisky přestanou sedět. Kalená ocelová tryska je minimum, ideálně tryska s rubínem nebo z karbidu wolframu. Také se doporučuje větší průměr – 0,6 mm místo 0,4 mm silně snižuje riziko ucpání.

CF – filamenty s uhlíkovými vlákny (PLA-CF, PETG-CF, PA-CF)

Do základního plastu se přidá zhruba 10–20 % krátkých uhlíkových vláken. To je důležité pochopit: nejde o karbonový kompozit jako u kol nebo dronů, kde jsou vlákna dlouhá a protáhlá skrz celý díl. Krátká vlákna výrazně zvyšují tuhost a rozměrovou stabilitu, ale pevnost v tahu zvyšují jen mírně – a houževnatost naopak snižují. Díl z PLA-CF je tužší, ale i křehčí než z čistého PLA.

Skutečný přínos mají CF varianty tam, kde základní materiál trpí kroucením – PA-CF a PET-CF se tisknou nesrovnatelně lépe než čistý nylon nebo PET a přitom si drží houževnatost základu. To je důvod, proč se průmyslové díly tisknou právě z nich.

Tisk: PLA-CF 210–230 °C / podložka 55–65 °C. PETG-CF 240–260 °C / 70–85 °C, sušení 65 °C / 8 h. PA-CF 260–290 °C / 80–100 °C, uzavřená komora, sušení 80 °C / 12 h před každým tiskem. Vždy kalená tryska, ideálně 0,6 mm.

Bonus: CF filamenty mají krásný matný, jemně zrnitý povrch, který úspěšně maskuje vrstvy. Řada lidí je kupuje prostě kvůli vzhledu.

ProProti
  • Vysoká tuhost a rozměrová stabilita
  • Podstatně menší kroucení (hlavně PA-CF, PET-CF)
  • Krásný matný povrch, neviditelné vrstvy
  • Nízká hmotnost při vysoké tuhosti
  • Nižší houževnatost – díly jsou křehčí
  • Silná abrazivita – nutná kalená tryska
  • Vyšší náchylnost k ucpání trysky
  • Tepelnou odolnost základu nezvyšují (PLA-CF je pořád PLA)
  • Dražší než neplněné varianty

GF – skelná vlákna

Skelná vlákna fungují podobně jako uhlíková, ale jsou levnější a díly z nich zůstávají houževnatější – nejsou tak křehká. Za to mají o něco nižší tuhost. PA-GF nebo PP-GF jsou výborná volba na díly, které mají vydržet mechanický náraz i teplo. Abrazivita je bohužel ještě vyšší než u CF.

Wood – filamenty s dřevěnými vlákny

Dřevěný filament je obvykle PLA s 20–40 % skutečných dřevěných vláken nebo pilin. Výtisky vypadají a voní jako dřevo, dají se brousit, mořit i lakovat – a po broušení působí opravdu jako dřevěný výrobek. Mechanicky jsou ale slabší a křehčí než čisté PLA – dřevo funguje jako plnivo, ne jako výztuha.

Tisk: tryska 190–220 °C – nechodíte výš, dřevo se spalí a ucpává trysku zuhelnatělými zbytky. Podložka 50–60 °C. Doporučená tryska 0,5–0,6 mm a kalená, malé průměry se ucpávají velmi často. Zajímavý trik: změnou teploty během tisku můžete záměrně vytvořit efekt letokruhů – vyšší teplota = tmavší vrstva.

ProProti
  • Jedinečný dřevěný vzhled i vůně
  • Dá se brousit, mořit a lakovat jako dřevo
  • Matný povrch skvěle maskuje vrstvy
  • Tiskne se při teplotách PLA – není potřeba komora
  • Křehčí a slabší než čisté PLA
  • Časté ucpávání trysky – nutný větší průměr
  • Abrazivní
  • Nesmí se tisknout příliš horké – riziko spálení materiálu
  • Nevhodný na jemné detaily

Metal – filamenty plněné kovem

Kovové filamenty obsahují 40–80 % kovového prášku – nejčastěji měď, bronz, mosaz nebo ocel – v PLA nebo PLA-podobné matrici. Výtisky jsou výrazně těžší (několikanásobně oproti PLA), studené na dotek a po vyleštění vypadají skutečně kovově. Bronzové varianty dokonce časem přirozeně oxidují a získávají patinu.

Pozor ale na očekávání: díl není kov, je to plast s kovem uvnitř. Mechanicky je dokonce křehčí než čisté PLA – kovové částice přerušují spojitost polymeru. Jde čistě o dekorativní materiál.

Tisk: tryska 190–220 °C, podložka 50–60 °C, pomalá rychlost (20–40 mm/s), kalená tryska povinně – kovový prášek je zdaleka nejabrazivnější plnivo vůbec. Po tisku následuje broušení a leštění drátěnkou nebo brusným papírem.

ProProti
  • Výtisk vypadá a váží jako kov
  • Po vyleštění nádherný metalický lesk
  • Bronz krásně stárne a získává patinu
  • Vyšší tepelná vodivost – zajímavý na dotek
  • Křehké – mechanicky horší než čisté PLA
  • Nejabrazivnější materiál, ničí trysky
  • Vysoká cena a hmotnost cívky
  • Vyžaduje ruční dokončování, aby vynikl efekt
  • Pomalý tisk, riziko ucpání

Další plněné speciály

  • Glow in the dark – PLA se strontium aluminátem. Svítí po nabití světlem, ale je velmi abrazivní a křehké.
  • Magnetické (iron-filled) – obsahuje železný prášek, díl reaguje na magnet a dá se nechat zrezavět.
  • Vodivé (conductive) – PLA se sazemi nebo grafenem. Vodivost stačí na dotyková tlačítka a antistatiku, ne na silný proud.
  • Termochromní a UV-reaktivní – mění barvu podle teploty nebo na slunci. Čistě efektní záležitost.
  • Keramické a křídové (chalk / stone PLA) – matný, kamenný povrch, hodí se na dekorace a modely staveb.

Podpůrné materiály – když podpora nemá zanechat stopu

3D výtisk s podporami z rozpustného podpůrného materiálu
Podpory z PVA nebo BVOH se prostě rozpustí ve vodě – ideální pro složité vnitřní dutiny.

Pokud máte tiskárnu s více extrudery nebo s multimateriálovou jednotkou, otevírá se vám svět rozpustných podpor. Rozdíl je dramatický: místo lámání podpor kleštěmi a broušení jizev na povrchu prostě díl hodíte do vody.

PVA – rozpustný ve vodě

PVA (polyvinylalkohol) se rozpouští v obyčejné vodě, rychleji v teplé. Tiskne se při 185–215 °C a podložka 45–60 °C. Nevyžaduje speciální hotend. Skvěle drží s PLA. Je ale absolutně nejhygroskopičtější filament, který si můžete koupit – potřebuje sušičku, jinak při tisku bublá a ucpává se.

BVOH – lepší, ale dražší bratranec

BVOH se rozpouští ve vodě rychleji a čistěji než PVA a lépe drží i k PETG a nylonu, kde PVA často selže. Tiskne se při 200–215 °C. Cena je jeho hlavní nevýhoda.

HIPS – podpora pro ABS

HIPS se rozpouští v d-limonenu, nikoli ve vodě. Tiskne se při 230–245 °C a podložka 90–110 °C, takže se ideálně kombinuje s ABS – stejné teploty, stejná komora. Své vlastnosti má slušné i sám o sobě, dá se z něj tisknout i normálně.

Break-away kombinace – rozpouštědlo netřeba

Nejlevnější trik vůbec: PETG jako podpora pod PLA nebo naopak. Tyto dva materiály se k sobě prakticky nelepí, takže podpora jde odloupnout rukou a zanechá hladký povrch. Existují i komerční break-away filamenty navržené přímo pro tento účel.

ProProti
  • Dokonale hladký povrch i na převisech
  • Umožňují tisknout uzavřené dutiny a složité mechanismy
  • Žádné stopy po podporách, žádné broušení
  • PETG/PLA kombinace nestojí nic navíc
  • Vyžadují multimateriálovou tiskárnu nebo IDEX
  • PVA a BVOH jsou drahé a extrémně citlivé na vlhkost
  • Rozpouštění trvá hodiny až desítky hodin
  • Výrazně delší tisk (čistění trysky, wipe tower)
  • Vyšší spotřeba materiálu

PVB – filament, který se vyhladí alkoholem

PVB je zajímavý tím, že se rozpouští v izopropylalkoholu. Tiskne se při 200–220 °C podobně jednoduše jako PLA, ale hotový díl můžete postříkat IPA nebo ho nechat v parách a povrch se krásně vyhladí do lesku. Ideální na průhledné a lesklé modely, vázy nebo stínítka. Je měkčí a méně tepelně odolný než PLA a hygroskopický.

Vysokoteplotní materiály – PEEK, PEKK a PEI (ULTEM)

Na okraj zmíníme i kategorii, která se na domácí tiskárně tisknout nedá. PEEK se tiskne při 380–450 °C s podložkou přes 120 °C a vyhřívanou komorou kolem 100–150 °C. Nabízí za to tepelnou odolnost přes 250 °C, pevnost srovnatelnou s některými kovy, biokompatibilitu a odolnost prakticky vůči všemu. PEI (ULTEM) je podobný příběh při 350–390 °C. Cena se pohybuje v řádech tisíců korun za kilogram a stroje pro ně začínají na stovkách tisíc. Použití: letectví, medicína, energetika.

Velká srovnávací tabulka filamentů

Všechno podstatné na jednom místě. Hodnoty jsou orientační – každý výrobce má vlastní směs, takže údaje na cívce vždy mají přednost. Na mobilu tabulku posunete do stran.

MateriálTryskaPodložkaKomoraChlazeníCharakterTepelná odolnostUV / venkuAbrazivníObtížnostTypické použití
PLA190–220 °C50–60 °CNe100 %Tuhý, křehký~55 °CŠpatnáNe★☆☆Dekorace, prototypy, organizéry
PLA+ / HF210–230 °C55–65 °CNe80–100 %Tuhý, středně houževnatý~60 °CŠpatnáNe★☆☆Běžné domácí díly
PLA-CF210–230 °C55–65 °CNe80–100 %Velmi tuhý, křehký~60 °CŠpatnáAno★★☆Matné designové díly, rámy
PETG230–250 °C70–85 °CNe30–50 %Houževnatý, méně tuhý~75 °CStředníNe★★☆Funkční díly, vlhko, venku
PETG-CF240–260 °C70–85 °CNe30–50 %Tuhý, středně houževnatý~80 °CStředníAno★★☆Technické díly s hezkým povrchem
ABS230–260 °C90–110 °CAno0–20 %Tuhý, houževnatý~100 °CŠpatnáNe★★★Kryty, díly do tepla, opravy
ASA240–270 °C90–110 °CAno0–20 %Tuhý, houževnatý~100 °CVýbornáNe★★★Exteriér, auto, držáky antén
PA (nylon)240–280 °C70–100 °CDoporučena0–20 %Pružný, velmi houževnatý70–120 °CStředníNe★★★Ozubená kola, panty, ložiska
PA-CF260–290 °C80–100 °CAno0–20 %Velmi tuhý100–130 °CStředníAno★★★Průmyslové a strojní díly
PC260–300 °C90–120 °CAno0–20 %Velmi tuhý i houževnatý110–145 °CDobráNe★★★Vysoké teploty, ochranné kryty
PP220–250 °C90–110 °CDoporučena30–50 %Poddajný, houževnatý~100 °CDobráNe★★★Živé klouby, chemie, nádobky
TPU 95A220–250 °C40–60 °CNe30–50 %Ohebný, rázově odolný60–80 °CStředníNe★★☆Těsnění, kryty, tlumení
TPU 85A / TPE215–235 °C40–60 °CNe0–20 %Velmi ohebný60–70 °CStředníNe★★★Měkké vložky, gumové díly
Wood (PLA)190–220 °C50–60 °CNe100 %Křehký~55 °CŠpatnáAno★★☆Dekorace, sochy, modely
Metal (PLA)190–220 °C50–60 °CNe100 %Velmi křehký, těžký~55 °CŠpatnáExtrémně★★☆Dekorace, imitace kovu
PVB200–220 °C60–75 °CNe50–100 %Měkčí, houževnatější~60 °CŠpatnáNe★★☆Lesklé vázy, průhledné modely
HIPS230–245 °C90–110 °CAno0–20 %Středně houževnatý~90 °CŠpatnáNe★★★Podpora pro ABS (limonen)
PVA / BVOH185–215 °C45–60 °CNe~50 %Měkký, rozpustnýNe★★★Rozpustné podpory (voda)
PEEK / PEI350–450 °C120–160 °CVyhřívaná0 %Extrémně pevný200–250+ °CDobráNe★★★★Letectví, medicína, průmysl

Jak vybrat materiál podle použití – rychlý tahák

  • Dekorace, figurka, model na polici → PLA, Silk PLA, Matte PLA, wood nebo metal
  • Praktický díl do bytu, držák, organizér → PLA+ nebo PETG
  • Cokoli, co bude v autě nebo na přímém slunci → ASA (a rozhodně ne PLA)
  • Venkovní držák, zahrada, anténa → ASA, případně PETG na krátkodobé použití
  • Ozubené kolo, pant, kluzné ložisko → PA (nylon) nebo PA-CF
  • Díl, který musí vydržet ránu → PA, PC nebo PETG – rozhodně ne CF varianty
  • Těsnění, tlumení, protiskluz → TPU 95A
  • Konstrukční díl, který se nesmí prohnout → PA-CF, PET-CF nebo PC
  • Díl do blízkosti motoru nebo topení → PC, PA-CF nebo ABS
  • Kontakt s jídlem → potravinářské PETG nebo PP – a vždy počítejte s tím, že vrstvený povrch je rájem pro bakterie; ideální je potravinářský lak nebo jednorázové použití
  • Dokonalý povrch bez stop po podporách → PVA nebo BVOH podpory, případně PETG pod PLA

Sušení filamentů – nejčastější příčina špatných výtisků

Pokud vám výtisk najednou šustí a praská při extruzi, má vousy, drsný povrch nebo se rozpadá mezi vrstvami, v 90 % případů není chyba v tiskárně, ale ve vlhkém filamentu. Voda se v tavné komůře mění na páru a doslova roztřístí strunu plastu.

MateriálTeplota sušeníDobaCitlivost na vlhkost
PLA45–50 °C4–6 hNízká
PETG60–65 °C6–8 hStřední
ABS / ASA70–80 °C4–6 hNízká
TPU50–55 °C6–8 hStřední
PC80 °C8–12 hVysoká
PA (nylon), PA-CF80 °C12 hVelmi vysoká
PET-CF80 °C8–12 hVysoká
PVA / BVOH45–55 °C6–10 hExtrémní

Praktické pravidlo: PLA a PETG vám v rozumně suché místnosti vydrží měsíce. Nylon, PC, CF varianty a PVA patří do vzduchotěsné krabice se silikagelem a ideálně se tisknou přímo ze sušičky.

Kombinování materiálů v jednom výtisku

S multimateriálovými tiskárnami se otevírá další rozměr. Ne všechny kombinace ale fungují – zásadní je podobná teplota tisku a chemická příbuznost.

  • PLA + PVA – klasika, skvělá přilnavost, rozpustné podpory ve vodě
  • PETG nebo PA + BVOH – BVOH drží tam, kde PVA selže
  • ABS + HIPS – stejné teploty, rozpouštění v limonenu
  • PLA + PETG – záměrně špatná přilnavost = break-away podpora zdarma
  • PLA + TPU – tuhé tělo s měkkým těsněním nebo protiskluzem; funguje, ale vyžaduje trpělivost při ladění
  • Co nefunguje: PLA + ABS/ASA (rozdílné teploty i smrštění), PP s prakticky čímkoli

Závěrem

Kdybychom to měli shrnout do tří vět: PLA na všechno, co zůstane doma na polici. PETG na všechno, co má něco vydržet. ASA na všechno, co půjde ven. Zbytek materiálů řeší konkrétní problémy – nylon opotřebení, PC teplo, TPU pružnost, kompozity tuhost a vzhled.

A hlavně – dražší materiál neznamená lepší výtisk. Díl z dobře navrženého a správně orientovaného PETG předběhne špatně vytisknutý PA-CF na celé čáře.

Nejste si jistí, jaký materiál zvolit pro váš konkrétní díl? Napište nám – rádi poradíme a většinu z těchto materiálů umíme rovnou i vytisknout.

Komentáře

3 odpověďi na “Filamenty pro 3D tisk: velký přehled materiálů, jejich vlastností a nastavení”

  1. […] toho, k čemu má výtisk sloužit. Chcete se v materiálech zorientovat sami? Přečtěte si náš velký přehled filamentů pro 3D tisk, kde najdete vlastnosti a nastavení jednotlivých […]

  2. […] Tohle je jen malá ochutnávka toho, co 3D tisk umí. Nemusíte být 3D designér – stačí mít nápad. Popište nám svou představu, pošlete fotku nebo náčrtek, a my navrhneme model, vybereme materiál i barvu a přivedeme váš výtisk k životu. Zajímá vás, z čeho tiskneme? Přečtěte si náš přehled materiálů pro 3D tisk. […]

  3. […] Máte v hlavě konkrétní problém, který by šel vyřešit 3D tiskem? Napište nám, pošlete fotku, vzorek nebo výkres a my navrhneme díl, doporučíme vhodný materiál a vytiskneme funkční řešení na míru. Nejste si jistí materiálem? Pomůže náš přehled materiálů pro 3D tisk. […]

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

tvuj3dtisk.cz
Přehled ochrany osobních údajů

Tyto webové stránky používají soubory cookies, abychom vám mohli poskytnout co nejlepší uživatelský zážitek. Informace o souborech cookie se ukládají ve vašem prohlížeči a plní funkce, jako je rozpoznání, když se na naše webové stránky vrátíte, a pomáhají našemu týmu pochopit, které části webových stránek považujete za nejzajímavější a nejužitečnější.