Meie Tinkercadis meeldib kuulda, kuidas õpetajad üle kogu maailma viivad oma õpilaste disainilahendused 3D-printimise abil ellu. Usume, et 3D-printimine (ja digitaalne tootmine üldiselt) pakub tavainimestele suurepärase võimaluse oma maailma kujundada ja vormida. Samas oleme oma seadmetega piisavalt tunde töötanud, et teada, et 3D-printimine on suhteliselt aeglane ja muutlik protsess, mis võib mõnikord viia pettumust valmistavate tulemusteni. 

Et anda teile ja teie klassile parimad võimalused edukaks 3D-printimiseks, oleme koostanud käesoleva juhendi, mis aitab mõista ja valida teie olukorrale sobivaima materjali (filamendi). Kuigi on tõsi, et peate mõistma oma konkreetse 3D-printeri seadeid ja võimekust, on printerisse sisestatav filament sama oluline (ja sageli tähelepanuta jäetud) komponent edukaks printimiseks. 

Järgnev juhend käsitleb teadlikult kitsalt filamentide tüüpe, mida meie arvates tasub klassiruumis printimiseks kasutada ja tundma õppida. Juhiseid professionaalidele ja harrastajatele sobivate filamentide laiemast maailmast leiate selle postituse lõpus olevast soovitatavast kirjandusest.

Naudi juhendit ja kindlasti jaga meiega oma edukad trükised aadressil Twitter, Facebook, või Instagram. 

Foto: Page Russell, Instructables.

PLA

Kasutamise lihtsus: Lihtne

Trükitemperatuur: 180 °C – 230 °C

Prindialuse temperatuur: Soojust ei ole vaja, 20 °C – 60 °C (valikuline)

Plussid: Suhteliselt lõhnatu, minimaalne kõverdumine või kokkutõmbumine, uskumatult palju filamentide variatsioone (vt allpool olevat lõbusaid võimalusi), odav, ei vaja kuumutatavat printimisalust, biolagunev (piiratud), ringlussevõetav (piiratud). 

Miinused: Haprad trükised, mille mehaaniline tugevus on võrreldes teiste materjalidega suhteliselt madal, sulavad kergesti kõrgel temperatuuril (kuigi mõnikord on see kasulik tahtliku lõõmutamise efekti saavutamiseks).

Läbipaistva PETG pilt on MatterHackersi lahkel loal.

PETG

Kasutamise lihtsus: Keskmine

Trükitemperatuur: 220 °C – 250 °C

Prindialuse temperatuur: 50 °C – 75 °C

Plussid: Uskumatu kleepuvus printimisalusele (mõnikord isegi liiga hea), PLA-st parem painduvus, suur tugevus, minimaalne kõverdumine või kokkutõmbumine, tulemuseks on PLA-ga võrreldes suhteliselt kuumakindlad printimistulemused, suurepärane kihi kleepuvus.

Miinused: Avatud hoiukohas säilitamisel võib filament niiskust imada (mis halvendab printimistulemust), vajab soojendatud printimisalust, soovitatav on kasutada printimisaluse eraldajat (maalriteip või liimipulk), et vältida püsivat kleepumist. Paindlikud ehitusplaadid on uus trend ja need peaksid olema kõigil, olenemata sellest, millega printite!

Näide ABS-i trükkimisel tavaliselt esinevatest deformatsiooniprobleemidest. Foto: Ultimaker.

ABS

Kasutamise lihtsus: Ekspert

Trükitemperatuur: 210 °C – 250 °C

Prindialuse temperatuur: 80 °C – 110 °C

Plussid: Kõrge tugevus, parem UV-kindlus välistingimustes kasutamiseks, kasutatakse tavaliselt kodutarvetes (nt LEGO klotsid), tulemuseks on PLA-ga võrreldes suhteliselt kuumakindlad trükised, fenomenaalne kihi adhesioon. 

Miinused: Tunduv lõhn, vajab printimise ajal ventilatsiooni, märkimisväärsed deformatsiooni-/kahanemisprobleemid, vajab soojusvoodit, mure VOC-heitmete pärast (eriti hingamisteede haigustega õpilaste puhul), vajab täielikku ümbritsevat konstruktsiooni soojuse reguleerimiseks ja nõuetekohase ventilatsiooni tagamiseks.

Lõbusad valikud 

Nende erinevate koostiste hulgas (kuigi eriti PLA puhul) leiab mitmeid uudseid variante, mis võivad õpilastele huvi pakkuda. On olemas niidid, mis pimedas helendavad või muudavad värvi kuumades või külmades temperatuurides. 

Pilt on MatterHackersilt.

Leida võib läbipaistvat filamenti või värvilist läbipaistvat filamenti. On palju filamente metalliktoonidega või sädelevate sädemetega.

Samuti on suhteliselt uus trend vikerkaarevärvilised või mitmevärvilised filamendid, mille värv muutub kogu rullil. Iga kihi printimisel muutub värv aeglaselt, mille tulemuseks on mitmevärviline, vikerkaarelaadne efekt. 

Pildid: DasMia, Instructables.

Ringlussevõetud filament

Turul on üha rohkem osaliselt või täielikult ringlussevõetud filamente. Praegu on ringlussevõetud ABS-i, PET-i ja polüstüreeni allikaid rohkem kui PLA-d, mistõttu on PLA-põhiste ringlussevõetud filamentide valik väiksem. 

Pilt on avaldatud Closed Loop Plastics'i loal.

Kuigi tulemused võivad erineda, on ringlussevõetud filamendid oma olemuselt vähem prognoositavad tooted, mille värvivalik on piiratud. Klassiruumis kasutamiseks, kus printeri järjepidevus on hinnatud omadus, võivad ringlussevõetud filamendid lisada soovimatut ettearvamatust.

Kasulikud näpunäited

Foto: Page Russell, Instructables.

Nagu arvuti printeri tint, on ka 3D-printeri jaoks ostetav filament pidev kulu. Kaitse oma investeeringut Paige Russeli näpunäited filamendi säilitamine selle eluea pikendamiseks. 

Prinditemperatuuri seadistamisel järgige alati filamendi tootja soovitatud seadeid. Need on sageli filamendi pakendil või tootja veebilehel. Erinevate tootjate tooted on sageli veidi erineva koostisega, mille sulamistemperatuur on veidi kõrgem või madalam.

Aga kuidas on lood…?

On tõsi, et on olemas suur hulk filamentide koostisi, mida me sellest nimekirjast välja jätsime. Nailon, TPE, ASA, polüpropüleen, HIPS, Flex, polükarbonaat ja muud on kõik valikud, mida soovitame igal harrastajale uurida. Klassiruumis on aga nende alternatiivide hind, ladustamisnõuded, harv kasutus, trükkimisnõuded või lõhn enamasti nende soovitamise raskeks teevad. 

Foto: Page Russell, Instructables.

Kui olete õpetaja, kes eelistab teatud tüüpi või brändi filamenti, mis toimib teie klassis eriti hästi, palun mainige seda meile sotsiaalmeedias, et aidata kaasa käesoleva juhendi tulevaste versioonide täiustamisele. 

Samuti väärib mainimist, et tellitavad teenused, nagu näiteks Polaarne pilv, Ravimivarud, iMaterialiseerida, Shapeways, 3D-keskusedja Ponoko (laserlõikamiseks) võimaldavad katsetada mitmesuguseid materjale ja protsesse või isegi kasutada eksootilisi materjale, nagu metall või süsinikkiud. Mõned neist valikutest on otse kättesaadavad Tinkercadi ekspordimenüüst.

Nende teenuste puhul laadite lihtsalt üles oma 3D-mudeli, valite soovitud materjali ja maksate tasu, et see trükitaks ja saadetaks otse teie klassiruumi. See võib olla üsna kallis, kuid erijuhtudel või aasta lõpu klassiprojektide puhul võib see olla seda väärt.

Soovitame teil võtta ühendust kohaliku loome- või avaliku raamatukoguga, et uurida, kas on võimalik koostöös vabatahtlikega printida klassiruumi kujundusi, kasutades nende ruume ja seadmeid. Kohalike ekspertide abi protsessi juhendamisel ja nende teadmiste kasutamisel võib olla suur eelis, samuti võib mitme masina kasutamine printimiseks säästa märkimisväärselt aega. 

Foto: Printeraction, Instructables.

Lisalugemine

Selle juhendi koostamiseks oma uurimistööd tehes leidsime mitmeid silmapaistvaid allikaid, mis käsitlevad filamentide valikuvõimalusi väga põhjalikult ja üksikasjalikult. Hobiharrastajale või professionaalsele kasutajale sobivad veebijuhendid aadressilt All3DP, Prusa uurimistööja Materjalide häkkerid pakuvad ammendamatut hulka kasulikku teavet antud teema kohta ja neid kõiki on kasutatud meie enda juhendi koostamisel. 

Lisateavet filamentide lenduvate orgaaniliste ühendite ja tervisemõjude kohta leiate Elefant klassiruumis Mike Titsch, 3D Printer World ja tema viidatud allikad.