3D nyomtatóhoz használt műanyagok tulajdonságai

Két-három fajta műanyagot használnak a 3D nyomtatóval rendelkező barkácsolók. Ezekről írok pár szót.
Mivel a levegőbe nem lehet nyomtatni (csak spagettit), ezért nagyon fontos, hogy a legelső nyomtatott réteg elég erősen tapadjon az ágyra. Ezt vagy valamilyen ragasztószalaggal (kapton szalag), hajlakk sprével, cukoroldattal és/vagy az ágy megfelelő hőmérsékletre felfűtésével lehet elérni. Minden műanyagfajtánál ki kell kísérletezni, hogy milyen fej- és ágy hőmérséklettel nyomtatható az adott nyomtatón. Ezeket a paramétereket befolyásolhatja a műanyag színe, a gyártó és a hőmérséklet érzékelőnk pontossága is. Sőt ugyanattól a gyártótól rendelt ugyanolyan típusú, színű műanyag is eltérő paraméterekkel rendelkezhet, ha például időközben valamilyen technológiai változás volt a gyárban! Tehát minden tekercs megkezdésekor érdemes próbanyomtatást végezni.
Az alább leírt műanyagoknak természetesen nem csak egyféle oldószere van, de csak a 3D nyomtatásnál használható legkevésbé ártalmas oldószereket említem.
Az én kedvencem a HIPS, a második az ABS, de mostanában mégis PLA-val nyomtatok, mert az a legolcsóbb.
A tesztnyomatokhoz használt béka alak innen tölthető le.
A 230 Celsius-fok feletti nyomtatáshoz elméletileg teflon-mentes (PTFE) és PEEK mentes nyomtatófej szükséges. Ettől függetlenül én J-Head MK V-tel nyomtattam ABS-t és HIPS-et is 235 C-on és nem lett baja a fejnek. A J-Head-ben PTFE és PEEK is van.

PLA (politejsav, polyactic acid)

Tölcsér nyomtatása közben
A legnépszerűbb anyag, mert akár fűtött ágy nélkül is használható és alacsonyabb hőmérsékleten nyomtatható, mint az ABS és a HIPS. Kicsit rideg, emiatt könnyebben törik, mint a többi műanyag. Jól tapad, kapton szalagra, ABS oldatra (lásd lentebb) vagy közvetlenül üvegasztalra is lehet nyomtatni. Nekem az üveglapra kent ABS oldat vált be 60 fokra melegítve. És bevált még — ugyancsak 60 fokos asztallal — a Garnier Fructis hajlakk vékony rétegben üveglapra fújva. A PLA hátránya, hogy idővel a műanyag szál nagyon törékennyé válhat. Az UV fény és a nem megfelelő páratartalom árt neki, még ridegebbé, törékenyebbé válik. Biológiai úton lebomlik (bővebben itt)! Kukoricából, cukorból állítják elő.
Nyomtatási hőmérséklet: 160-220 °C.
Ágy hőmérséklet: 60-70 °C.
Oldószer: tetrahidrofurán. Nem tudom mennyire nehéz beszerezni, mert nem próbáltam, de a nyomtatásnál nincs rá szükség.

ABS (akrilnitril-butadién-sztirol, acrylonitrile butadiene styrene)

Béka szemből
A második legnépszerűbb anyag. Kisebb szakítószilárdságú, mint a PLA. Viszont fűtött ágy szükséges a nyomtatáshoz, különben vetemedik; szétválnak a rétegek. Üvegből, fémből lehet az asztal, viszont ezekre nem tapad jól. Kapton szalagra lehet nyomtatni, de érdemes inkább a hulladék ABS darabkákból oldatot készíteni és azzal lekenni az asztalt: erre a műanyag rétegre nagyon jól tapad az ABS. Az üvegre annyira ráragadhat, hogy ki is törhet belőle darabokat a munkadarab leválasztásakor!
Nyomtatási hőmérséklet: 200-250 °C.
Ágy hőmérséklet: 100-110 °C.
Oldószer: aceton (körömlakklemosó). Az aceton könnyen és olcsón beszerezhető és érdemes használni. Figyeljünk, hogy tiszta acetont vegyünk, mert a körömlakklemosókban adalékok lehetnek!

HIPS (ütésálló polisztirol, high impact polystyrene)

3D nyomtatással készült béka HIPS műanyagból
Kicsi a sűrűsége, könnyű. Nem vetemedik, mint az ABS és nem annyira rideg, mint a PLA. Támasztóanyagnak használják ABS nyomtatásnál, de önállóan is jól használható. Magas 130 °C-os hőmérsékletre felfűtött ágy esetén kapton szalagra nagyon jól tapad. Hátránya, hogy drága, nehezen beszerezhető és könnyen feltöltődik elektrosztatikusan, mint a hungarocell-golyók.
Nyomtatási hőmérséklet: 230-250 °C.
Ágy hőmérséklet: 120-130 °C.
Oldószer: limonén (a jellegzetes narancs illatot ez a vegyület okozza). Tiszta formában nehezen beszerezhető, de igazából nem szükséges a nyomtatáshoz.

PP (polipropilén)

3D nyomtatáshoz sajnos nem használható a polipropilén, pedig olcsóbb, mint az ABS, PLA, HIPS. Kipróbáltam, de semmihez sem tapad saját magán kívül. Ráadásul szinte semmi sem oldja: az egy-két létező oldószere egészségre veszélyes, nehezen beszerezhető.

PET-G

A 2017-es az évben próbáltam először a PET-G műanyagot és jelenleg szerintem ez a legjobb. Üvegesedési hőmérséklete 70-115 Celsius fok. 60 Celsius fokra fűtött üveglapra akár segédanyag nélkül nyomtatható (kis hajlakk azért nem árt), 230 Celsius fokos fejjel. Hőtágulási együtthatója kicsi, vagyis nem vetemedik úgy, mint az ABS és nem is rideg, mint a PLA. Inkább nyúlik, mint törik.
Nyomtatási hőmérséklet: 230-240 °C.
Ágy hőmérséklet: 60-70 °C.