V spoločnosti Tinkercad nás veľmi teší, keď počujeme, ako pedagógovia po celom svete pomocou 3D tlače pretavujú návrhy svojich žiakov do reality. Veríme, že 3D tlač (a digitálna výroba vo všeobecnosti) ponúka bežným ľuďom skvelú príležitosť navrhovať a formovať svoj svet. Na druhej strane sme na našich vlastných zariadeniach strávili dosť času na to, aby sme vedeli, že 3D tlač je relatívne pomalý a nestály proces, ktorý môže niekedy viesť k sklamaniu. 

Aby sme vám a vašej triede poskytli najlepšiu šancu na úspešnú 3D tlač, vytvorili sme tento sprievodca, ktorý vám pomôže pochopiť a vybrať najlepší materiál (filament) pre vaše potreby. Hoci je pravda, že musíte pochopiť nastavenia a možnosti vašej konkrétnej 3D tlačiarne, filament, ktorý do nej vkladáte, je rovnako dôležitou (a často prehliadanou) zložkou úspešnej tlače. 

Nasledujúci sprievodca sa zameriava na typy vlákien, ktoré považujeme za vhodné na použitie a pochopenie v rámci tlače v triede. Pokiaľ hľadáte informácie o širšom svete vlákien vhodných pre profesionálov a hobbyistov, pozrite si naše odporúčané čítanie na konci tohto príspevku.

Užite si sprievodcu a nezabudnite sa s nami podeliť o svoje úspešné výtlačky na Twitter, Facebook, alebo Instagram. 

Foto: Page Russell na Instructables.

PLA

Ľahké použitie: Ľahké

Tlačová teplota: 180 °C – 230 °C

Teplota tlačovej podložky: Nie je potrebné kúrenie, 20 °C – 60 °C (voliteľné)

Výhody: Relatívne bez zápachu, minimálne deformácie alebo zmrštenie, neuveriteľné množstvo variácií vlákien (pozri Zábavné možnosti nižšie), lacné, nevyžaduje vyhrievanú tlačovú podložku, biologicky rozložiteľné (obmedzene), recyklovateľné (obmedzene). 

Nevýhody: Krehké výtlačky s relatívne nízkou mechanickou pevnosťou v porovnaní s inými materiálmi, ľahko sa topia pri vysokej teplote (hoci to je niekedy užitočné pre úmyselné žíhacie efekty).

Obrázok priehľadného PETG s láskavým súhlasom MatterHackers.

PETG

Ľahké použitie: Stredný

Tlačová teplota: 220 °C – 250 °C

Teplota tlačovej podložky: 50 °C – 75 °C

Výhody: Neuveriteľná priľnavosť k tlačovej podložke (niekedy až príliš dobrá), vylepšená flexibilita v porovnaní s PLA, vysoká pevnosť, minimálne deformácie alebo zmršťovanie, výsledné výtlačky sú v porovnaní s PLA relatívne odolné voči teplu, vynikajúca priľnavosť vrstiev.

Nevýhody: Niektoré pachy, vlákna absorbujú vlhkosť, ak sú skladované na voľnom priestranstve (čo vedie k zlej kvalite tlače), vyžadujú vyhrievanú tlačovú podložku, odporúča sa použitie separátora tlačovej podložky (maľovacie pásky alebo lepidla v tyčinke), aby sa zabránilo trvalému spojeniu. Flexibilné stavebné dosky sú novinkou a každý by ich mal mať, bez ohľadu na to, čo tlačíte!

Príklad deformácií, ktoré sa často vyskytujú pri tlačení ABS. Foto s láskavým súhlasom spoločnosti Ultimaker.

ABS

Ľahké použitie: Odborník

Tlačová teplota: 210 °C – 250 °C

Teplota tlačovej podložky: 80 °C – 110 °C

Výhody: Vysoká pevnosť, lepšia odolnosť proti UV žiareniu pre vonkajšie použitie, bežne používaná v domácich potrebách (napríklad LEGO kocky), výsledné výtlačky sú v porovnaní s PLA relatívne odolné voči teplu, fenomenálna priľnavosť vrstiev. 

Nevýhody: Citeľný zápach, vyžaduje vetranie počas tlače, značné problémy s deformáciou/zmrštením, vyžaduje vyhrievanú podložku, obavy z emisií VOC (najmä u študentov s respiračnými ochoreniami), vyžaduje úplné uzavretie pre reguláciu teploty a zabezpečenie riadneho vetrania.

Zábavné možnosti 

V rámci týchto rôznych zložení (najmä však v prípade PLA) nájdete celý rad noviniek, ktoré študentov môžu zaujať. Existujú vlákna, ktoré svietia v tme alebo menia farbu pri vysokých alebo nízkych teplotách. 

Obrázok s láskavým súhlasom MatterHackers.

Môžete nájsť číre vlákno alebo farebné priehľadné vlákno. Existuje mnoho vlákien s kovovými odtieňmi alebo trblietavými iskrami.

Existuje tiež relatívne nový trend dúhových alebo viacfarebných vlákien, pri ktorých sa farba mení po celej dĺžke cievky. Pri tlačení každej vrstvy sa farba pomaly mení, čo má za následok viacfarebný efekt podobný dúhe. 

Obrázky od DasMia na Instructables.

Recyklované vlákno

Na trhu je čoraz viac čiastočne alebo úplne recyklovaných vlákien. V súčasnosti, keďže zdroje recyklovaného ABS, PET a polystyrénu sú hojnejšie ako PLA, je menej možností pre recyklované vlákna na báze PLA. 

Obrázok s láskavým súhlasom spoločnosti Closed Loop Plastics.

Hoci sa výsledky môžu líšiť, recyklované vlákna sú zo svojej podstaty menej predvídateľným produktom s obmedzenou škálou farieb. Pri použití v triede, kde je dôležitá konzistentnosť tlačiarne, môžu recyklované vlákna spôsobiť nežiaduce nepredvídateľnosť.

Užitočné tipy

Foto: Page Russell na Instructables.

Rovnako ako atrament do tlačiarne, aj vlákno, ktoré kupujete pre svoju 3D tlačiareň, predstavuje priebežný výdavok. Chráňte svoju investíciu pomocou tieto tipy od Paige Russelovej o skladovaní vlákna s cieľom predĺžiť jeho životnosť. 

Pri nastavovaní teploty tlače vždy postupujte podľa odporúčaní výrobcu filamentu. Tieto informácie sú často uvedené na obale filamentu alebo na webovej stránke výrobcu. Rôzne značky majú často mierne odlišné zloženie s o niečo vyššími alebo nižšími teplotami topenia.

Ale čo... ?

Je pravda, že existuje veľké množstvo zložení vlákien, ktoré sme v tomto zozname vynechali. Nylon, TPE, ASA, polypropylén, HIPS, Flex, polykarbonát a ďalšie sú možnosti, ktoré odporúčame vyskúšať každému hobbyistovi. V prostredí učebne je však vzhľadom na náklady, požiadavky na skladovanie, zriedkavé používanie, požiadavky na tlač alebo zápach týchto alternatív vo väčšine prípadov ťažké ich odporučiť. 

Foto: Page Russell na Instructables.

Ak ste však pedagóg, ktorý prisahá na určitý typ alebo značku filamentu, ktorý vo vašej triede funguje výborne, spomeňte to prosím na sociálnych médiách, aby sme mohli túto príručku v budúcnosti aktualizovať. 

Za zmienku stojí aj to, že služby na požiadanie, ako napríklad Polárny mrak, Liečivý sklad, iMaterialize, Shapeways, 3D Hubsa Ponoko (pre rezanie laserom) umožňujú experimentovať s širokou škálou materiálov a procesov, alebo dokonca používať exotické materiály, ako je kov alebo uhlíkové vlákno. Niektoré z týchto možností sú priamo dostupné z menu Export v programe Tinkercad.

Pri týchto službách stačí nahrať svoj 3D model, vybrať materiál, ktorý chcete použiť, a zaplatiť poplatok za jeho vytlačenie a doručenie priamo do vašej triedy. Môže to byť dosť drahé, ale v špeciálnych prípadoch alebo pri koncoročnom projekte triedy sa to môže oplatí.

Odporúčame vám tiež obrátiť sa na miestny makerspace alebo verejnú knižnicu a zistiť, či existujú možnosti spolupráce s dobrovoľníkmi pri tlačení návrhov pre triedy s využitím ich zariadení a vybavenia. Môže byť veľkou výhodou mať k dispozícii miestnych odborných pracovníkov, ktorí vás budú sprevádzať procesom, ponúknu svoje odborné znalosti a ušetria vám značné množstvo času pri tlačení na viacerých zariadeniach. 

Foto: Printeraction na Instructables.

Ďalšie čítanie

Pri vlastnom výskume na účely vytvorenia tohto sprievodcu sme našli množstvo vynikajúcich zdrojov, ktoré sa podrobne a veľmi podrobne zaoberajú témou možností vlákien. Pre hobby používateľov alebo profesionálnych používateľov sú online sprievodcovia z All3DP, Prusa Výskuma MatterHackers ponúkajú nevyčerpateľné množstvo užitočných informácií na túto tému a všetky boli použité ako zdroj informácií pre náš vlastný sprievodca. 

Ak sa chcete dozvedieť viac o VOC vo vláknach a ich vplyve na zdravie, pozrite si Slon v triede Mike Titsch na 3D Printer World a odkazy, ktoré cituje.