Me Tinkercadilla kuulemme mielellämme, kuinka opettajat ympäri maailmaa toteuttavat oppilaidensa suunnitelmia 3D-tulostuksen avulla. Uskomme, että 3D-tulostus (ja digitaalinen valmistus yleensä) tarjoaa tavallisille ihmisille merkittävän mahdollisuuden suunnitella ja muokata omaa maailmaansa. Olemme kuitenkin käyttäneet omia laitteitamme niin paljon, että tiedämme 3D-tulostuksen olevan suhteellisen hidas ja epävakaa prosessi, joka voi joskus johtaa pettymykseen. 

Jotta sinä ja luokkasi saisitte parhaat mahdollisuudet onnistuneeseen 3D-tulostukseen, olemme laatineet tämän oppaan, joka auttaa ymmärtämään ja valitsemaan tilanteeseenne parhaiten sopivan materiaalin (filamentin). Vaikka onkin totta, että sinun on ymmärrettävä oman 3D-tulostimesi asetukset ja ominaisuudet, tulostimeen syötettävä filamentti on yhtä tärkeä (ja usein unohdettu) tekijä onnistuneen tulostuksen kannalta. 

Seuraava opas tarkastelee tarkoituksellisesti suppeasti filamenttityyppejä, joita mielestämme kannattaa käyttää ja ymmärtää luokkahuoneessa tapahtuvassa tulostuksessa. Ohjeita ammattilaisille ja harrastajille sopivista filamenteista löytyy tämän artikkelin lopusta.

Nauti oppaasta ja muista jakaa onnistuneet tulosteesi kanssamme osoitteessa Twitter, Facebook, tai Instagram. 

Kuva: Page Russell, Instructables.

PLA

Helppokäyttöisyys: Helppo

Tulostuslämpötila: 180 °C – 230 °C

Tulostusalustan lämpötila: Ei lämmitystä tarvita, 20 °C – 60 °C (valinnainen)

Hyödyt: Suhteellisen hajuton, minimaalinen vääntyminen tai kutistuminen, uskomaton määrä filamenttivaihtoehtoja (katso hauskat vaihtoehdot alla), edullinen, ei vaadi lämmitettyä tulostusalustaa, biohajoava (rajoitetusti), kierrätettävä (rajoitetusti). 

Miinukset: Hauras painatus, jonka mekaaninen lujuus on suhteellisen heikko verrattuna muihin materiaaleihin, sulaa helposti korkeassa lämpötilassa (mutta voi joskus olla hyödyllistä tarkoituksellisen hehkutuksen vaikutusten saavuttamiseksi).

Läpinäkyvän PETG:n kuva: MatterHackers.

PETG

Helppokäyttöisyys: Keskikokoinen

Tulostuslämpötila: 220 °C – 250 °C

Tulostusalustan lämpötila: 50 °C – 75 °C

Hyödyt: Uskomaton tarttuvuus tulostusalustaan (joskus liiankin hyvä), parempi joustavuus kuin PLA:lla, suuri lujuus, minimaalinen vääntyminen tai kutistuminen, tulosteet ovat suhteellisen lämmönkestäviä PLA:han verrattuna, erinomainen kerrosten tarttuvuus.

Miinukset: Hieman hajua, filamentti imee kosteutta, jos sitä säilytetään avoimessa tilassa (mikä heikentää tulostuslaatua), vaatii lämmitettävän tulostusalustan, tulostusalustan erottimen käyttö suositeltavaa (maalarinteippi tai liimapuikko) pysyvän kiinnittymisen estämiseksi. Joustavat tulostusalustat ovat uusi hittituote, ja jokaisella pitäisi olla sellainen riippumatta siitä, millä tulostat!

Esimerkki ABS-tulostuksessa yleisesti esiintyvistä vääntymisongelmista. Kuva: Ultimaker.

ABS

Helppokäyttöisyys: Asiantuntija

Tulostuslämpötila: 210 °C – 250 °C

Tulostusalustan lämpötila: 80 °C – 110 °C

Hyödyt: Korkea lujuus, parempi UV-kestävyys ulkokäyttöön, käytetään yleisesti kotitaloustarvikkeissa (kuten LEGO-palikoissa), tulosteet ovat suhteellisen lämmönkestäviä verrattuna PLA:han, ilmiömäinen kerrosten tarttuvuus. 

Miinukset: Havaittavissa oleva haju, vaatii tuuletusta tulostuksen aikana, huomattavia vääntymis-/kutistumisongelmia, lämpöalusta vaaditaan, huoli VOC-päästöistä (erityisesti hengityselinsairauksista kärsiville opiskelijoille), täysi kotelointi tarvitaan lämmön säätelyyn ja asianmukaisen tuuletuksen varmistamiseen.

Hauskoja vaihtoehtoja 

Näiden eri koostumusten joukossa (erityisesti PLA:ssa) on useita mielenkiintoisia uutuusmuunnelmia, jotka voivat innostaa opiskelijoita. On filamentteja, jotka hohkavat pimeässä tai muuttavat väriä kuumissa tai kylmissä lämpötiloissa. 

Kuva: MatterHackers.

Saatavilla on kirkkaita tai värikkäitä läpikuultavia filamentteja. Valikoimassa on myös monia metallinhohtoisia tai kimaltelevia filamentteja.

On myös suhteellisen uusi trendi, jossa käytetään sateenkaaren värejä tai monivärisiä filamentteja, joiden väri vaihtelee kelan läpi. Kun jokainen kerros tulostetaan, väri muuttuu hitaasti, mikä tuottaa monivärisen, sateenkaaren kaltaisen vaikutelman. 

Kuvat: DasMia, Instructables.

Kierrätetty filamentti

Markkinoilla on yhä enemmän osittain tai kokonaan kierrätettyjä filamentteja. Tällä hetkellä kierrätetyn ABS:n, PET:n ja polystyreenin lähteitä on runsaammin kuin PLA:ta, joten PLA-pohjaisten kierrätettyjen filamenttien valikoima on suppeampi. 

Kuva: Closed Loop Plastics.

Vaikka tulokset voivat vaihdella, kierrätetyt filamentit ovat luonteeltaan vähemmän ennustettavia tuotteita, joiden värivalikoima on rajallinen. Luokkahuoneessa, jossa tulostimen yhdenmukaisuus on arvostettu ominaisuus, kierrätetyt filamentit voivat lisätä ei-toivottua arvaamattomuutta.

Hyödyllisiä vinkkejä

Kuva: Page Russell, Instructables.

Aivan kuten tietokoneen tulostimen muste, myös 3D-tulostimeen ostamasi filamentti on jatkuva kustannus. Suojaa investointisi nämä vinkit Paige Russelilta filamentin säilyttämisestä sen käyttöiän pidentämiseksi. 

Kun asetat tulostuslämpötilaa, tarkista aina filamentin valmistajan suosittelemat asetukset. Nämä löytyvät usein filamentin mukana tai valmistajan verkkosivuilta. Eri tuotemerkeillä on usein hieman erilaiset koostumukset, joiden sulamislämpötilat ovat hieman korkeammat tai matalammat.

Mutta entä…?

On totta, että luettelosta puuttuu suuri määrä filamenttikoostumuksia. Nailon, TPE, ASA, polypropeeni, HIPS, Flex, polykarbonaatti ja muut ovat kaikki vaihtoehtoja, joita suosittelemme harrastajille kokeiltavaksi. Luokkahuoneympäristössä näitä vaihtoehtoja on kuitenkin useimmissa tapauksissa vaikea suositella niiden kustannusten, varastointivaatimusten, harvinaisen käytön, tulostusvaatimusten tai hajun vuoksi. 

Kuva: Page Russell, Instructables.

Jos olet opettaja, joka vannoo tietyn tyyppisen tai merkkisen filamentin nimeen, joka toimii erinomaisesti luokassasi, kerro siitä meille sosiaalisessa mediassa, jotta voimme ottaa sen huomioon tämän oppaan tulevissa päivityksissä. 

On myös syytä mainita, että on-demand-palvelut, kuten Polaarinen pilvi, Treatstock, iMaterialize, Shapeways, 3D-keskuksetja Ponoko (laserleikkausta varten) mahdollistavat monenlaisten materiaalien ja prosessien kokeilun tai jopa eksoottisten materiaalien, kuten metallin tai hiilikuidun, käytön. Osa näistä vaihtoehdoista on suoraan käytettävissä Tinkercadin Vie-valikosta.

Näiden palveluiden avulla voit yksinkertaisesti ladata 3D-mallisi, valita haluamasi materiaalin ja maksaa maksun, jotta malli tulostetaan ja toimitetaan suoraan luokkahuoneeseesi. Se voi tulla melko kalliiksi, mutta se voi olla kannattavaa erityistapauksissa tai vuoden lopun luokkaprojektissa.

Kannustamme sinua myös ottamaan yhteyttä paikalliseen makerspace-tilaan tai kirjastoon ja selvittämään, onko mahdollista tehdä yhteistyötä vapaaehtoisten kanssa ja tulostaa luokkahuoneen suunnitelmat heidän tiloissaan ja laitteillaan. Paikallisen asiantuntijahenkilöstön opastuksella ja asiantuntemuksella on suuri etu, ja useilla tulostimilla tulostaminen säästää huomattavasti aikaa. 

Kuva: Printeraction, Instructables.

Lisätietoja

Tämän oppaan laatimiseksi tekemämme tutkimuksen aikana löysimme useita erinomaisia lähteitä, joissa käsitellään filamenttivaihtoehtoja erittäin perusteellisesti ja yksityiskohtaisesti. Harrastajille ja ammattilaisille sopivia online-oppaita löytyy osoitteesta All3DP, Prusa Researchja MatterHackers tarjoavat ehtymättömän määrän hyödyllistä tietoa aiheesta, ja niitä kaikkia on käytetty oman oppaamme laatimisessa. 

Lisätietoja filamenttien VOC-yhdisteistä ja terveysvaikutuksista on osoitteessa Elefantti luokkahuoneessa Mike Titsch, 3D Printer World, ja hänen mainitsemansa lähteet.