V Tinkercadu nás velmi zajímá, jak pedagogové po celém světě pomocí 3D tisku realizují návrhy svých studentů. Věříme, že 3D tisk (a digitální výroba obecně) nabízí běžným lidem jedinečnou příležitost navrhovat a utvářet svůj svět. Na základě našich vlastních zkušeností s tímto zařízením však také víme, že 3D tisk je relativně pomalý a nestabilní proces, který může někdy vést k neuspokojivým výsledkům. 

Abychom vám a vaší třídě poskytli nejlepší šanci na úspěšný 3D tisk, vytvořili jsme tohoto průvodce, který vám pomůže porozumět a vybrat nejlepší materiál (filament) pro vaše potřeby. Je sice pravda, že musíte rozumět nastavení a schopnostem vaší konkrétní 3D tiskárny, ale filament, který do ní vkládáte, je stejně důležitou (a často opomíjenou) složkou úspěšného tisku. 

Následující průvodce se záměrně zaměřuje na typy filamentů, které podle nás stojí za to používat a znát pro tisk ve třídě. Pokud hledáte informace o širším spektru filamentů vhodných pro profesionály i hobby uživatele, podívejte se na naše doporučené četby na konci tohoto příspěvku.

Užijte si průvodce a nezapomeňte se s námi podělit o své úspěšné výtisky na Twitter, Facebook, nebo Instagram. 

Foto: Page Russell na Instructables.

PLA

Snadné použití: Snadné

Teplota tisku: 180 °C – 230 °C

Teplota tiskové podložky: Není nutné zahřívat, 20 °C – 60 °C (volitelné)

Klady: Relativně bez zápachu, minimální deformace nebo smršťování, neuvěřitelné množství variant filamentů (viz zábavné možnosti níže), levné, nevyžaduje vyhřívanou tiskovou podložku, biologicky rozložitelné (omezeně), recyklovatelné (omezeně). 

Nevýhody: Křehké tisky s relativně nízkou mechanickou pevností ve srovnání s jinými materiály, snadno se taví při vysokých teplotách (i když to někdy může být užitečné pro záměrné žíhání).

Obrázek průhledného PETG s laskavým svolením MatterHackers.

PETG

Snadné použití: Střední

Teplota tisku: 220 °C – 250 °C

Teplota tiskové podložky: 50 °C – 75 °C

Klady: Neuvěřitelná přilnavost k tiskové podložce (někdy až příliš dobrá), lepší pružnost než PLA, vysoká pevnost, minimální deformace nebo smršťování, výsledné tisky jsou relativně odolné vůči teplu ve srovnání s PLA, skvělá přilnavost vrstev.

Nevýhody: Má určitý zápach, vlákno absorbuje vlhkost, pokud je skladováno na volném prostranství (což vede ke špatné kvalitě tisku), vyžaduje vyhřívanou tiskovou podložku, doporučuje se použít oddělovač tiskové podložky (malířskou pásku nebo lepicí tyčinku), aby se zabránilo trvalému slepení. Flexibilní tiskové podložky jsou novinkou a každý by je měl mít, bez ohledu na to, co tiskne!

Příklad problémů s deformací, které jsou běžné při tisku ABS. Foto s laskavým svolením společnosti Ultimaker.

ABS

Snadné použití: Odborník

Teplota tisku: 210 °C – 250 °C

Teplota tiskové podložky: 80 °C – 110 °C

Klady: Vysoká pevnost, lepší odolnost proti UV záření pro venkovní použití, běžně používaný v domácích potřebách (například LEGO kostky), výsledné tisky jsou relativně odolné vůči teplu ve srovnání s PLA, fenomenální přilnavost vrstev. 

Nevýhody: Znatelný zápach, nutnost větrání během tisku, značné problémy s deformací/smršťováním, nutnost použití vyhřívané podložky, obavy z emisí těkavých organických látek (zejména u studentů s respiračními potížemi), nutnost úplného uzavření pro regulaci teploty a zajištění řádného větrání.

Zábavné možnosti 

V rámci těchto různých složení (zejména však u PLA) najdete řadu novinek, které mohou studenty zaujmout. Existují vlákna, která svítí ve tmě nebo mění barvu při vysokých či nízkých teplotách. 

Obrázek s laskavým svolením MatterHackers.

Najdete zde čiré filamenty nebo barevné průsvitné filamenty. Existuje mnoho filamentů s kovovými tóny nebo třpytivými jiskrami.

Existuje také relativně nový trend duhových nebo vícebarevných filamentů, u nichž se barva mění po celé cívce. Při tisku každé vrstvy se barva pomalu mění, což vede k vícebarevnému efektu připomínajícímu duhu. 

Obrázky od DasMia na Instructables.

Recyklované vlákno

Na trhu se objevuje stále více částečně nebo zcela recyklovaných filamentů. V současné době jsou zdroje recyklovaného ABS, PET a polystyrenu bohatší než PLA, takže možností recyklovaných filamentů na bázi PLA je méně. 

Obrázek s laskavým svolením společnosti Closed Loop Plastics.

Ačkoli se výsledky mohou lišit, recyklovaná vlákna jsou ze své podstaty méně předvídatelným produktem s omezenou škálou barev. Pro použití ve třídě, kde je kladen důraz na konzistentnost tiskárny, mohou recyklovaná vlákna přidat nežádoucí nepředvídatelnost.

Užitečné tipy

Foto: Page Russell na Instructables.

Stejně jako inkoust do počítačové tiskárny je i filament, který kupujete pro svou 3D tiskárnu, průběžným výdajem. Chraňte svou investici pomocí tyto tipy od Paige Russelové o skladování filamentu pro prodloužení jeho životnosti. 

Při nastavování teploty tisku vždy hledejte doporučená nastavení výrobce filamentu. Ta jsou často uvedena na balení filamentu nebo k dispozici na webových stránkách výrobce. Různé značky mají často mírně odlišné složení, které se vyznačuje mírně vyššími nebo nižšími teplotami tání.

Ale co…?

Je pravda, že existuje velké množství složení filamentů, které jsme v tomto seznamu neuvedli. Nylon, TPE, ASA, polypropylen, HIPS, Flex, polykarbonát a další jsou možnosti, které doporučujeme všem hobbyistům vyzkoušet. V prostředí učeben je však kvůli nákladům, požadavkům na skladování, nízké frekvenci použití, požadavkům na tisk nebo zápachu těchto alternativ ve většině případů obtížné je doporučit. 

Foto: Page Russell na Instructables.

Pokud jste však pedagog, který přísahá na konkrétní typ nebo značku filamentu, který ve vaší třídě funguje výjimečně dobře, dejte nám prosím vědět na sociálních sítích, abychom mohli tuto příručku v budoucnu aktualizovat. 

Za zmínku také stojí, že služby na vyžádání, jako jsou Polární mrak, Treatstock, iMaterialize, Shapeways, 3D Hubsa Ponoko (pro řezání laserem) umožňují experimentovat s širokou škálou materiálů a procesů, nebo dokonce používat exotické materiály, jako je kov nebo uhlíková vlákna. Některé z těchto možností jsou přímo dostupné z nabídky Export v programu Tinkercad.

S těmito službami stačí nahrát svůj 3D model, vybrat materiál, který chcete použít, zaplatit poplatek za tisk a nechat si jej doručit přímo do své třídy. Může to být poměrně drahé, ale v případě zvláštních příležitostí nebo na konci školního roku se to může vyplatit.

Doporučujeme vám také obrátit se na místní tvůrčí prostor nebo veřejnou knihovnu a zjistit, zda existuje možnost spolupracovat s dobrovolníky na tisku návrhů pro výuku s využitím jejich zařízení a vybavení. Může být velkou výhodou mít k dispozici místní odborný personál, který vás provede procesem, nabídne své odborné znalosti a také vám ušetří značné množství času při tisku na více strojích. 

Foto: Printeraction na Instructables.

Další informace

Při provádění vlastního výzkumu za účelem vytvoření tohoto průvodce jsme narazili na řadu vynikajících zdrojů, které se tématu možností filamentů věnují velmi podrobně a do nejmenších detailů. Pro hobby uživatele i profesionály jsou online průvodci od All3DP, Prusa Výzkuma MatterHackers nabízejí nevyčerpatelné množství užitečných informací k tomuto tématu a všechny byly použity jako podklad pro náš vlastní průvodce. 

Další informace o těkavých organických látkách z filamentů a jejich vlivu na zdraví najdete na stránkách Slon ve třídě Mike Titsch na 3D Printer World a odkazy, které cituje.