Обяснени са нишките на 3D принтера

Как да изберем правилната филамент

След като изберете 3D принтер, първото решение, което ще трябва да вземете, е какъв тип нажежаема жичка искате да използвате. Има няколко десетки разновидности - дори да оставим настрана многобройните цветове, в които влизат. Върху тях се нанасят редица химически звучащи имена: полилактична киселина, поливинил алкохол, въглеродни влакна и термопластични еластомери, усукващи езика, например. Сред тях минават главозамайващо разнообразие от съкращения, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA и PCTPE. Но не се плашете от тази азбучна супа. Само няколко вида са в обща употреба, а производителите са склонни да избягват прекалено призрачни мениджъри в полза на по-описателни имена, като се говори за основно качество на нишката, като гъвкавост (например Ninjafek Ninjaflex и Polymaker's Polyflex) и здравина (Makerbot, XYZprinting и Ultimaker всички пазарни нишки, наречени Tough PLA).

Основи на нишките

Филаментите, използвани при 3D печат, са термопластики, които са пластмаси (известни още като полимери), които се стопят, а не изгарят при нагряване, могат да бъдат оформени и формовани и да се втвърдяват при охлаждане. Нажежената жичка се подава в отоплителна камера в екструдерния комплект на принтера, където се нагрява до точката на топене и след това се екструдира (разпръсква се) през метална дюза, докато устройството на екструдера се движи, проследявайки път, програмиран в 3D обект файл за създаване, слой по слой, отпечатаният обект. Въпреки че повечето 3D принтери имат един екструдер, има някои модели с двоен екструдер, които могат да отпечатват обект в различни цветове или с различни видове нишки.

Процесът на отпечатване с пластмасова нишка се нарича или производство на кондензирани нишки (FFF), или моделиране на пластово отлагане (FDM). Те са едно и също нещо; акронимът FDM е запазена марка от пионера за 3D печат Stratasys Corp., така че други производители създадоха свои собствени имена, за да опишат технологията на своите принтери; FFF е този, който се хвана. И до днес, освен в брошурите на някои производители, ще видите имената, използвани като взаимозаменяеми.

Филаментът се продава в макари с тегло, вариращо от 0, 5 килограма до 2 килограма. Нишката се предлага в две дебелини, 1, 75 милиметра и 3 милиметра. (Последният в действителност е малко по-тънък, около 2, 85 милиметра.) По-голямата част от нишките са от тип 1, 75 милиметра; Ultimaker и LulzBot са сред малкото производители, чиито принтери използват по-дебелите размери. Теглото почти винаги е изброено в метрични единици.

Сега, нека да разгледаме няколко от по-популярните и важни видове нишки.

Динамичният дует: ABS и PLA

Досега най-често срещаните видове нишки са акрилонитрил бутадиен стирен (ABS) и полилактична киселина (PLA). Повечето основни 3D принтери са проектирани да използват изключително тези нишки. Част от обжалването им е, че те са сравнително евтини и струват едва 20 долара за килограм.

Не се отлагайте от нелекото химическо име на ABS; това е същата пластмаса, използвана в Legos. Обектите, отпечатани от ABS, са здрави, издръжливи и нетоксични. Той има сравнително висока точка на топене, с температура на печат от 210 градуса до 250 градуса по Целзий. Долните ъгли на предмети, отпечатани с ABS, имат тенденция да се извиват малко нагоре, особено ако използвате не загрято печат. По време на печат ABS може да излъчва остър, неприятен мирис, така че най-добре се използва с принтер със затворена рамка в добре проветриво помещение.

PLA има сравнително ниска точка на топене, с използваеми температури между 180 градуса и 230 градуса по Целзий. Той е на растителна основа и е биоразградим. По-трудно е от ABS, отпечатва без деформации и като цяло е лесна за работа, въпреки че в редки случаи може да причини задръствания в екструдера. PLA често се използва като основен материал за по-екзотични, композитни материали, които ще обсъдим малко.

найлон

Найлонът е невероятно универсален синтетичен материал, разработен през 30-те години на миналия век, който намери приложение във всичко - от четки за зъби до парашути до гуми до чорапи, а сега и на нишки с 3D принтер. В основата му е полимер или пластмаса (или по-точно семейство от пластмаси). Той е силен и издръжлив, но същевременно гъвкав и сред най-ниските цени на нишките за 3D печат. Топи се при по-висока температура (около 240 градуса по Целзий) в сравнение с повечето нишки. Не всички 3D принтери са създадени да се справят с тази топлина - някои често използвани вещества в екструдера отделят изпарения при тази температура. Подобно на ABS, предметите, отпечатани с найлон, имат склонност да се изкривяват, което може да бъде смекчено чрез използване на нагрята щампа.

Гъвкава филамент

TPE (или термопластични еластомери) са термопласти с висока еластичност (макар и все още далеч от, да речем, гумените ленти); обектите, отпечатани с тях, са сравнително гъвкави. Един общ тип TPE е термопластичен полиуретан (TPU), от който NinjaFlex е популярен пример.

Разтворими филаменти: HIPS и PVA

Един от по-запомнящите се съкращения, HIPS, е високоговорителният полистирен. HIPS е с умерена цена, лек и може да бъде шлифован, залепен и оцветен с акрилни бои. Той е подобен на ABS, само че HIPS е разтворим в Limonene, цитрусов разтворител, което го прави добър избор - при печат с втори материал (като ABS или PLA) с принтер с двоен екструдер - като поддържащ материал които могат да бъдат разтворени след отпечатване. Той също така печата добре сам по себе си и е нажежената жичка, препоръчана от LulzBot за неговия мини 3D 3D принтер LulzBot, който спечели избора ни на редактора. Разтворимата филамент MakerBot също се състои от HIPS.

Друг разтворим филамент е PVA (поливинил алкохол), който удобно се разтваря във вода. PVA е без мирис, нетоксичен и биоразградим. Той има ниска точка на топене и може да задръсти дюза на екструдера при прегряване. Често се използва като поддържащ материал в принтери с двоен екструдер; Тествах Ultimaker 3, като отпечатах тестов обект - кутия в кутия - използвайки PLA за самите кутии и PVA като поддръжка. След отпечатването на обекта го потопих в топла вода и PLA постепенно се разтвори, оставяйки двойката вложени кутии.

Композитни нишки

Композитните нишки имат основа от PLA или друг термопластик, в който са смесени частици, прахове или люспи от други материали. Някои от тях са смеси от дърво, други включват пясъчник или варовик, а трети имат различни видове метали, включително желязо, алуминий, месинг, бронз и мед. Тези нишки придобиват някои от свойствата на материалите, с които са били смесени. Друг популярен състав е въглеродните влакна; предмети, отпечатани от него, отнемат част от силата на влакното. Недостатък на тези съставни нишки е, че те струват значително повече от некомпозитите.

Отвъд пластмасови нишки: Печат на основата на смола

С днешното разпространение на FFF принтери е лесно да се пренебрегне факта, че на пазара има модели, базирани на други технологии, които не използват нишки. Главна сред тях е стереолитографията (известна още като SLA), първата технология за 3D печат, която е разработена и която е способна на много подробни разпечатки с висока разделителна способност. Ценовите етикети за SLA принтери за търговска употреба могат да се сблъскат с пет (и дори в шест) цифри, но видяхме някои модели на по-ниски цени, подходящи за любители и занаятчии.

При SLA печат ултравиолетовият лазер проследява формата на обекта, който ще бъде отпечатан, слой по слой, върху UV-чувствителна смола (известна още като фотополимер или фотополимерна смола), поставена в табла или вана, и смолата, изложена на лазера, се втвърдява за формиране на отпечатания обект. Смолите се предлагат в бутилки от 500 милилитра и 1 литър, като цените на производителите на принтери започват от около 100 долара за литър. Някои производители са формулирали смоли за здравина, гъвкавост, твърдост и други качества и такива смоли са склонни да се продават с премия. Смолите са страдали от ограничена цветова палитра и са склонни да се ограничават до черно, сиво, бяло и прозрачно, въпреки че някои къси ярки цветове и метални смоли са се появили от късно.

DLP е форма на стереолитография, която използва проектор на мястото на лазера като източник на светлина, използвайки видима светлина вместо ултравиолетова. Проекторът, който използва DLP (Digital Light Processing) технология на Texas Instruments, проектира серия от изображения във вана с фотополимерна смола, подобна на смолите, използвани при SLA печат за изграждане на обекта, слой по слой.

След като знаете всичко, което е необходимо за най-популярните нишки, ще искате да прочетете нашето ръководство за закупуване на 3D принтер, което включва прегледи на най-добрите модели, които тествахме наскоро. Можете също така да проверите какво трябваше да каже един ранен осиновител за времето си да се научи да печата в 3D.