Обзор актуальных 3D-материалов



    Материал в 3D-печати, как и в любой созидательной деятельности, одна из важнейших вещей. От материала зависят не только механические и химические свойства будущего изделия, но и его эстетическая ценность.

    Всем, кто занимается 3D-печатью, давно известны такие материалы, как ABS и PLA. Это самые распространенные и используемые, самые известные филаменты с хорошо изученными свойствами. Но далеко не все — есть материалы, которые большинству печатников известны лишь по названиям, а некоторые о них и вовсе не знают. Между тем, у них тоже много полезных свойств, о которых стоит знать, чтобы применить их в случае необходимости.

    Перед тем, как перейти к основной теме статьи, хотелось бы сказать пару слов в защиту PLA. Многие ошибочно считают, что ABS прочнее и лучше PLA, но это не совсем так. Проведенные недавно испытания пластиков показали, что PLA бьет ABS по всем показателям прочности.


    Единственное, в чём ABS лучше, это долговечность — PLA биоразлагаемый, а изделия из ABS будут загрязнять планету еще сотни лет после того, как перестанут быть нужны.
    Вот, теперь вернемся к нашим экзотикам.

    Цены приведены ориентировочные и их лучше уточнять при покупке.

    NYLON



    NYLON отличается высокой прочностью и износостойкостью — именно эти свойства позволили ему давно и прочно занять свои позиции как в производстве волокон для одежды, так и среди промышленных пластиков. Они же привели его и в 3D-печать. Из этого материала печатается широкий спектр всевозможных изделий, от игрушек и предметов быта, до деталей техники, одежды и медицинских ортезов.


    Примеры филамента с нейлоном:: Taulman 3D Nylon Bridge за 2580 рублей (0,45 кг), Nylon M1 Print Product за 1300 (0,75 кг), Nylon Super Natural U3print за 2500 (0,45 кг).

    PP



    Полипропилен, как и нейлон, также давно хорошо известен. Сложно перечислить хотя бы малую часть вещей, которые из него делают. Чем же характерен PP? — это нетоксичный, износостойкий материал, хорошо переносящий контакт с агрессивными средами и имеющий неплохую прочность. Кроме того — он достаточно недорог и очень распространен, что увеличивает его доступность.

    Из минусов: становится хрупким при температурах ниже минус пяти по цельсию. Плохо переносит прямой солнечный свет.


    Примеры: PP полипропилен FL-33 стоит 4300 за 1 кг, PP пластик Print Product белый — 1500 рублей за 0,75 кг.

    FLEX



    Относительно новый, все еще набирающий популярность промышленный эластомер. Отличается высокими механическими характеристиками. Обладает хорошей износостойкостью и эластичностью. Применяется для изготовления декоративных изделий, защитных покрытий, подошв, и т.д.


    • Хорошее сцепление с поверхностями.
    • Упругость.
    • Износостойкость
    • Долговечность.
    • Применение при температурах от -60 до +80 °С
    • Неплохая спекаемость.


    Есть и минусы: устойчивость к распространенным реагентам достаточно низкая — применять в контакте с бензином, ацетоном и уксусной кислотой не рекомендуется.

    На рынке представлены разными производителями выпускающими материалы в различной цветовой гамме и немного отличающихся механических свойств.

    Например, материал компании REC отличается проверенной экологичностью — он разработан так, чтобы не выделять при печати токсичных газов. Его стоимость 2176 рублей за полкило.

    Филамент FL-33 характерен своими оригинальными цветовыми решениями. Он стоит 4500.

    TiTi FLEX SOFT от Print Product, за 1550 рублей (0,5 кг), характерен своей особой мягкостью, а Flex 1,75 от этой же фирмы, за 2300 (0,75 кг), помимо своих выдающихся механических свойств интересен ещё и прозрачностью — из него можно напечатать много красивых объектов с интересными оптическими свойствами.

    FLEX применяется для печати упругих объектов. Например, можно напечатать небьющийся стаканчик-подставку для карандашей, любой формы — оригинальный подарок коллеге.



    HIPS



    HIPS — материал не обладающий какими-то выдающимися механическими свойствами, но он совершенно незаменим при печати двумя и более экструдерам, как материал для создания растворимых поддержек и спаек. Именно благодаря ему существует возможность создавать сколь угодно сложные объекты, особенно такие, где один предмет находится внутри другого.


    Также широко используется в прототипировании, поскольку хорошо сохраняет при печати заданные размеры — не ползет и не коробится.


    • Качественная передача заданных размеров
    • Растворимость
    • Возможность применения в изделиях контактирующих с пищей
    • Нетоксичность.

    Выбор материалов типа HIPS тоже достаточно широк: это HIPS FL-33 за 2090 рублей (1 кг), HIPS PrinProduct за 1220 (0,75 кг), HIPS SEM за 1300 (1 кг), HIPS Bestfilament за 1450 (1 кг), HIPS REC за 1606 (0,75 кг) и HIPS ESUN за 2600 (1 кг).

    GLASSFIL



    Glassfil — прозрачный термопластик с уникальными свойствами: он пропускает ультрафиолет и рентген, но отражает инфракрасное излучение. От ультрафиолета не разрушается, также устойчив и к влажности, и к бактериальному воздействию. Способен выдерживать низкие и высокие температуры без повреждений. Экологически чист и обладает диэлектрическими свойствами. Также к плюсам относятся: прозрачность или частичная прозрачность материала, устойчивость к ударным нагрузкам и хорошая обрабатываемость.

    Может применяться для создания изделий предназначенных для медицины, сельского хозяйства, для печати всевозможных бытовых предметов.

    Примеры материалов такого типа: GLASSFIL Print Product за 1500 рублей (0,75 кг), Ninjaflex за 3500 (1 кг), Zortax Z-Glass за 5700.

    CERAMIC





    Материал интересен тем, что содержит натуральные керамические частицы. При печати создается эффект керамической или каменной поверхности. Применяется для печати изделий имитирующих керамику или камень.



    Примеры такого материала: Print Product CERAMIC стоимостью 1500 рублей (0,75), Filamentarno Pro Ceramo и Pro Ceramo-tex по 2200 за 0,75 кг.

    Пластик Filamentarno интересен еще и тем, что может использоваться при печати посуды и игрушек — он не содержит токсичных веществ и не имеет запаха, как и все пластики этой фирмы. А Pro Ceramo-tex вспенивается при печати, давая совершенно неотличимую от настоящей необработанной керамики структуру.

    Похожими на керамику свойствами готовых изделий обладает Laybrick, за 2500 за четверть килограмма, отличающийся тем, что его фактура зависит от температуры и скорости печати — он может быть как шершавым и фактурным, так и глянцевым. Другая его особенность — отсутствие необходимости в подогреве стола, а единственный недостаток — необходимость выждать некоторое время, прежде чем удалять готовую модель, ведь застывает он не сразу (время ожидания, как и фактура изделий из Laybrick, зависит от температурного режима печати).


    PVA



    Пластик PVA — создан, чтоб быть растворенным. Как и HIPS, этот материал лучше всего подходит для поддержек и промежуточных структур, которые необходимы во время печати, но должны быть удалены после. Его преимущество перед HIPS — PVA растворяется обычной водой. Это самый подходящий вариант, когда вам надо напечатать сложную деталь, а под рукой нет лимонена.

    • Диаметр нити, мм 1,75
    • Температура печати 180 — 220 °C
    • Растворяется водой

    Примеры PVA:: Esun PVA за 2945 (0,5 кг), PVA U3print за 2800 (0,45 кг) и PVA REC за 3800 рублей (0,5 кг).

    PVD



    PVD — синтетический полимер с хорошими пластическими и термическими свойствами. По сути — специальным образом обработанный полиэтилен. Легкий, прочный, износостойкий. Не пропускает воду, но легко проницаем для газов. Широко используется при изготовлении упаковочного материала.

    Вы легко можете распечатать, например, мини-теплицу для комнатного цветка или контейнер для бутербродов, так как он нетоксичен в быту и может контактировать с пищевыми продуктами.

    • Диаметр нити, мм 1,75
    • Рабочая температура 230°-260°
    • Скорость печати: от 10 мм/с до 70 мм/с
    • Цвет натуральный

    Пример материала: Print Product PVD, 1550 рублей за 0,75 кг.

    PETG



    Материал PETG достаточно прочен. Материал, как правило, прозрачный или полупрозрачный, даже при добавлении красящего пигмента. Имеет красивый глянцевый вид.

    Из других преимуществ: не имеет запаха, не впитывает влагу, удобен в печати — низкая усадка.
    Минусы — требователен к температурному режиму печати.


    Примеры такого материала: PETG Natural U3Print за 1000 рублей (0,45 кг), PETG FL-33 прозрачный за 3990 (1 кг), PETG пластик ESUN за 2300 (1 кг).

    POM



    • Высокая прочность
    • Температура печати около 210° — 250° (может слегка варьироваться от производителя к производителю)
    • Скорость печати от 10 мм/с до 70 мм/с
    • Не имеет запаха
    • Нетоксичен


    Полиоксиметилен. Прочностные характеристики материала таковы, что изделия из него применяются в инженерии для замены металлических деталей. Также он биологически нейтрален и может быть использован в медицине и пищевой промышленности.

    Примеры филамента: FL-33 инженерный POM за 3610 рублей за килограмм, POM Натуральный за 2800 за 0,75 кг.

    PC



    PC — поликарбонат. Изделия из PC обладают высокой прочностью к ударным нагрузкам и выдерживают кратковременный нагрев до 153 градусов, а нормально функционировать могут в диапазоне от -100 до +115 градусов цельсия.

    • Печатается при температуре 230 — 280 градусов цельсия
    • Застывает при 130 градусах
    • Температура стола желательно 100 градусов


    Примеры филамента с PC: PC поликарбонат SEM за 1700 рублей и PC поликарбонат FL-33 за 4180 — прозрачные, и PC поликарбонат FL-33 черный — с добавлением красителя, 4180 за 1 кг.

    WOOD



    Керамика в нашем обзоре уже была, теперь очередь не менее интересного материала — дерева. Именно дерево содержится в данном филаменте и дарит ему свою фактуру и цвет, тактильные характеристики и тепло. Даже запах. Как и любая древесина, изделия из этого материала весьма гигроскопичны, то есть — впитывают много влаги.

    Применяется для создания оригинальных изделий имитирующих дерево и обладающих, во многом, его свойствами.

    • Диаметр нити, мм 1,75
    • Рабочая температура 190°-220°
    • Скорость печати от 10 мм/с до 70 мм/с

    Примеры материалов: COOL WOOD за 3500 рублей (0,75 кг), Colorfabb WoodFill за 4800 (0,75 кг), Laywood Fl-33 светлое дерево за 4703 (1 кг) и Laywoo-d3 за 2500 (0,25 кг).

    ANTISTATIC



    ABS Antistatic — почти обычный ABS, но тоже с сюрпризом, как и остальные материалы в обзоре. Как можно догадаться из названия, в состав этого филамента включены антистатические вещества, помогающие избавиться от статики, свойственной большинству материалов для 3D-печати.

    Применяется для создания деталей и корпусов электроники, где статические разряды совершенно неуместны, упаковки для хранения микросхем и других чувствительных компонентов, ковриков для точной измерительной аппаратуры и т.д.

    Также находит применение в индустрии моды, при печати тканей.

    • Диаметр нити, мм 1,75
    • Температура платформы 100 °C
    • Температура экструдера 210 — 240 °C

    Пример материала: ABS ANTISTATIC за 1600 рублей (0,75 кг).

    GLOW



    Материал накапливает свет, а в темноте постепенно отдает его. Время свечения изделий из такого филамента — до 14 часов.


    Может применяться для изготовления игрушек, оригинальных сувениров, приборных панелей и циферблатов, корпусов и кнопок выключателей, а также многого другого.

    • Температура экструдера зависит от конкретного филамента
    • Технология печати FDM
    • Цвета разные

    Примеры таких пластиков: PLA Lumi за 1990 рублей (0,75 кг), ABS FL-33 за 1995 (1 кг), ABS пластик ESUN светящийся за 2200 (1 кг) и PLA MakerBot светящийся в темноте за 5900 (1 кг).

    METALLIC



    Материалы содержащие в себе частицы металла и имитирующие созданные из него вещи. Внешне, по весу и на ощупь получается очень похоже.


    Изделия из этих материалов легко обрабатываются и полируются, принимая вид настоящих металлических вещей.


    Примеры таких материалов: Bronze ESUN за 2300 рублей (0,5 кг), Colorfabb Bronzefill за 3900 (0,75 кг), Bestfilament Bronze.

    COLORFUL



    Если вам надоели однообразные, как в детском наборе фломастеров, цвета филаментов, то пора переходить на взрослую палитру. Для удобства можно выбрать одного производителя, обладающего таким ассортиментом, чтоб не перенастраивать каждый раз печать и иметь стабильный результат. Например, среди продукции компании Filamentarno есть множество красивых пластиков разных оттенков.


    Ещё одно преимущество продукции этой компании перед многими другими (и в этом Filamentarno единомышленники компании REC) — безопасность всех материалов, все они могут безвредно контактировать с пищей, а значит — пригодны для изготовления пищевой посуды и детских игрушек.

    Примеры пластиков: Бутылочно-зеленый, Бутылочно-оливковый, Бутылочно-коричневый, Желтый, Оранжевый, Красный. Это не все, там их десятки. Пластики этой линейки стоят по 1200 рублей за 0,75 кг.

    Это далеко не полный перечень актуальных современных материалов, лишь малая их часть, но — нельзя объять необъятное. Однако у нас запланированы обзоры и по другим сегментам этой области. Следите за обновлениями.

    Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

    Подписывайтесь на нас в соц. сетях:


    Top 3D Shop 98,07
    Ваш эксперт на рынке 3D-техники
    Поделиться публикацией
    Комментарии 32
    • 0
      Только у одного материала явно написано о стойкости к ультрафиолету, а как дела у других материалов?
      • 0
        У некоторых указано, что их лучше не держать долго на солнечном свету — вот у них стойкость точно низкая.

        А так, если особо не оговорено, обычно зависит от окраски — в большинстве случаев прозрачные материалы менее стойкие (за счёт того, что свет проходит насквозь), а непрозрачные — соответственно наоборот, — UV задерживается содержащимся пигментом и не проходит внутрь, чтоб разрушать структуру.
      • +1
        Пробовал PLA с наполнителями от Esun — бронза, медь, дерево.

        Медный красив, но требует обязательной многоступенчатой полировки (или хотя бы металлической щетки, но очень слабый эффект), иначе выглядит как обычный коричневый. Подходит только для деталей с ровными поверхностями, которые легко полировать.

        Дерево — неплох, выглядит (и пахнет) действительно как что-то деревянное.

        Бронзовый — в противоположность медному, полировать бессмысленно и даже вредно. Издалека действительно похож на металлическую поверхность, но вблизи — скорее как «не металл, но и не пластик».

        Из прочих понравился PETG, особенно для деталей, типа корпусов и силовых элементов — температура плавления и размягчения выше, чем у PLA на полтора-три десятка градусов, что позволяет получать более термостойкие детали, а прочность — выше чем у ABS (на разлом — начинает текуче деформироваться, но не ломается). Слои очень хорошо сплавляются (что значительно улучшает механические свойства), при хорошем подборе температур — детали выглядят почти прозрачными, напоминая оргстекло. Минус — склонен к образованию паразитных тонких нитей, забивает мелкие выступы деталей.
        • 0
          Насчёт PETG полностью поддерживаю, в плане механической прочности изделий он почти идеален. Единственный минус — затруднённая настройка ретракции, и не клеится ничем.
        • +2
          очень крутая подборка, сколько всего хочется попробовать. нет же особых требований к принтеру для других материалов, типа если PLA/ABS нормально печатает то и с ними будет норм?
          • 0
            увы но есть повышенные требования, PLA/ABS не просто так самые популярные, это самые безпроблемные материалы для печати.
          • 0
            SBS(тот что последний в списке) — я использовал.
            Печатал, в целом, впечатления пока негативные. Говорят что не пахнет при печати. Пахнет, да еще как. PLA так сильно не пахнет. Пластик не подделка. От одного из официальных дистребьютеров Filamentarno.
            Еще он мягкий и легко деформируется. В итоге мой экструдер(Wade) нормально настроить не получается. Либо проскальзывает, либо расплющивает нить и она не лезет в тефлоновую трубку нозла.
            Еще он у меня прямо в тефлоне застывает при обратном ходе экструдера.
            Сдуру купил два мотка, что с ними теперь делать — не знаю. Красивый, но использовать не получается.
            • 0

              Ждем необычных филаментов по вменяемой цене от фдпласт.

              • 0
                Ценник «конский» на всё, дорогие эксперименты выходят (
                • 0
                  Да не особо. При не очень активной печати мотка хватает на очень долго.
                • 0
                  Интересно было бы узнать особенности всего этого дела в отношении «непринтерной» обработки:
                  — как режется-шлифуется-полируется-строгается?
                  — чем клеится?
                  — можно ли грунтовать-красить, например, нитрой (и будет ли она держаться) или эмалью на уайтспирите?
                  • +1
                    PC — поликарбонат, тот самый материал из которого сделано известное своей прочностью оргстекло.
                    — это неправда. Советское оргстекло — полиметилметакрилат, он же ПММА, он же акрил. Прочностью своей оно неизвестно, в листах до 5 мм довольно хрупкое.

                    Если говорить про «оргстекло» в бытовом понимании, то сюда входит вообще любой прозрачный пластик — от ПК и ПЭТГ до прозрачного ПВХ, полиуретанов и силиконов.

                    Но вообще, ПК (он же Лексан) — действительно очень прочный материал. 8 мм лист выдерживает выстрел из ПМ с 10 шагов (пуля входит в материал и застревает).
                    • 0
                      Вы правы, тут вышла ошибка. Сотрудник писавший статью не уточнил химический состав оргстекла.

                      Спасибо за внимательность! Всё поправим.
                    • 0
                      Интересно, какой материал имеется в виду под нейлоном (за этим названием скрывается как минимум 4 полимера с похожими, но все-таки отличающимися свойствами).
                      • 0
                        PLA HP Bronze U3print по ошибке причислили к пластикам с металлическим наполнителем
                        это простой PLA который по цвету слегка напоминает бронзу.
                        • 0
                          Этот обзор не полный без некоторых параметров:
                          1. % усадки пластика — напрямую влияет на отлипание от стола, расслоение и прочий гемор.
                          Вот прочитал — вау, нейлон — отличный материал. Вперед печатать… а фиг там. Печать тем же нейлоном это куча мучений и страданий для новичка. А в описании ни слова про это — типа все будет легко и просто, но нет.
                          2. Тип стола и температура хотенда — далеко не всеми пластиками можно печатать на стандатном столе и на температурах, доступных в настройках многих принтеров.
                          3. Тип экструдера — далеко не все экструдеры переварят тот же флекс например…

                          На самом деле стоит написать что ретяки увы, но большинство из вас многими этими пластиками печатать нормально не смогут… хотя тогда это ж не получится рекламный пост…
                          • 0
                            POM — печать методом FDM невозможна, на фото вообще неясно из POM ли сделаны шестеренки и методом ли FDM, а не, например SLS. Единственный случай когда человеку удалось что-то напечатать POM — это двухсопельная печать POM внутри молда из ABS со 100% заполнением с последующим выламыванием внутренностей.

                            Про «металлик» так же зачем-то ввели в заблуждение, на фото явно покрашенные фигурки а львы вообще выполнены методом DLP или SLA из полимерной смолы.

                            PETG не обладает гибкостью флексов, он лопается при сгибании, зато он как PLA практически без усадки.

                            Про акрилл уже выше написали… :)
                            • 0
                              Какие материалы лучше всего подходят для печати корпусов электронных устройств? Огнестойкие, не поддерживающие горение.
                              Обычные PLA и ABS горят довольно хорошо, ABS ещё и токсичен при горении, насколько мне известно.
                              • 0
                                Увы, на FDM-принтере малореально напечатать негорючее изделие. Большинство негорючих пластиков (ПВХ, к примеру) либо не тянутся, либо вообще толком не плавятся, и потому непригодны для FDM-печати.
                                Так что остаётся лишь покупать филамент с антипиреновыми присадками — обычно такой полимер не загорается вплоть до 500 градусов и горит довольно плохо. Но 100% антипожарным его, к сожалению, считать нельзя.
                              • –1

                                Признаюсь честно,- я критик аддитивных технологий и пропагандирую быстрое прототипирование/формование реакционных эластомеров и пластиков. Могу подробно обосновать свою точку зрения! Не стану спорить с возможностью использования "бесплатной" базы готовых моделей из Thingiverse для стереолитографической печати, но хочу предложить задуматься всех российских пользователей этого ресурса о том, какие гарантии вашего авторства вы получаете размещая на нём свои разработки.(прецеденты, когда MakerBot патентовала чужие модели были, и немало) А насколько применимы полученные за часы работы принтера ваши отпечатки для реального технического применения. По сути,- это просто хрупкие игрушки почти всегда нуждающиеся в доработке, которые демонстрируют всем желающим созданные в подробнейшем (вплоть до 3d модели) макете ваши работы. Считаю что промышленный шпионаж совсем не исчез как явление, а наоборот обрел глобальные масштабы, в чём невольно принимают участие молодые и талантливые школьники, конструкторы и студенты ВУЗов. У меня есть решение, которое даёт образец годный к любым испытаниям сразу после изготовления и исключает возможность промышленного шпионажа.

                                • 0
                                  У меня есть решение, которое даёт образец годный к любым испытаниям сразу после изготовления и исключает возможность промышленного шпионажа.

                                  Я не понимаю, как мне реагировать на эту информацию. Мне ждать статьи на хабре? Просто поздравить вас с этим? Зачем вы это написали?
                                  • 0
                                    Здравствуйте! Благодарю за внимание. Я написал это для того, чтобы понять есть ли люди которые придерживаются похожего мнения насчёт аддитивных технологий. И конечно я пишу отдельную статью для Хабра по сравнению этих технологий. Но пока она не готова, написал комментарий в смежную тему.
                                • 0
                                  как так выходит, что гранулы полипропилена для литья стоят менее 100 р за кг, а нить для принтера более 1000 р за кг? развод…
                                  • 0
                                    Потому что требуется очень высокая однородность нити на всём протяжении, да и если диаметр нити будет «плавать» хотя бы на 0.05 мм — это уже сильно скажется на качестве печати.
                                    В принципе можно купить автомат для экструдирования нити из гранул и тянуть пруток своими силами, но с ним проблем хватает, да и стоит это устройство столько, что если у вас один принтер — то и за всю жизнь не окупится.
                                  • 0
                                    А METALLIC электричество не проводит?
                                    • 0
                                      Я медный даже лудить пробовал, не получается. :) Китайский мультиметр не показывает какой либо проводимости в пределах 20 мегаОм даже на паре миллиметров.
                                      • 0
                                        Metallic не проводит, но есть филаменты, которые это могут.

                                        Например, вот.
                                      • 0
                                        поликарбонат, тот самый материал из которого сделано известное своей прочностью оргстекло

                                        Вы правда считаете, что это одно и тоже? Тогда предлагаю почитать хотя бы википедию.
                                        Материал PETG обладает гибкостью флексов,

                                        Что, простите? Вы хоть им печатали, или для красного словца решили сказать? Честно, смеялся до слез с вашего обзора.
                                        Примеры таких материалов: Bronze ESUN за 2300 рублей (0,5 кг), Colorfabb Bronzefill за 3900 (0,75 кг), PLA HP Bronze U3print за 1700 (1 кг).

                                        Добавьте туда же BFbronze от Bestfilament, там бронзовой стружки 50% от общей массы материала.
                                        COLORFUL

                                        Все материалы назвали по их составу, а тут? Это SBS.
                                        POM

                                        Так и не смог им печатать, дичайшая усадка и плохая адгезия.
                                        • 0
                                          Вы правы. Статью после инженеров редактировал новый сотрудник, который добавил много отсебятины.
                                          Спасибо за уточнения, мы всё поправим.
                                        • 0
                                          подскажите, а PPS GF/CF появился уже в непромышленных сериях?
                                          • 0
                                            Господа, порекомендуйте китайца с CoreXY бюджетного? чтобы все эти материалы попробовать в деле :)
                                            • 0
                                              Лизуна жалко

                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                              Самое читаемое