Här på Tinkercad älskar vi att höra hur lärare över hela världen förverkligar sina elevers design med hjälp av 3D-utskrifter. Vi tror att 3D-utskrifter (och digital tillverkning i allmänhet) erbjuder en fantastisk möjlighet för vanliga människor att designa och forma sin värld. Med det sagt har vi också tillbringat tillräckligt många timmar med vår egen utrustning för att veta att 3D-utskrifter är en relativt långsam och oberäknelig process som ibland kan leda till nedslående resultat. 

För att ge dig och din klass bästa möjliga förutsättningar för framgångsrik 3D-utskrift har vi tagit fram denna guide som hjälper dig att förstå och välja det bästa materialet (filament) för just dina behov. Det är visserligen viktigt att du förstår inställningarna och funktionerna för just din 3D-skrivare, men det filament du använder är en lika viktig (och ofta förbisedd) faktor för en lyckad utskrift. 

Följande guide ger en avsiktligt begränsad översikt över de typer av filament som vi anser är värda att använda och förstå för utskrifter i klassrummet. För vägledning om det bredare utbudet av filament som är lämpliga för proffs och hobbyanvändare, se våra lästips i slutet av detta inlägg.

Njut av guiden och glöm inte att dela dina lyckade utskrifter med oss på Twitter, Facebook, eller Instagram. 

Foto av Page Russell på Instructables.

PLA

Användarvänlighet: Enkelt

Utskriftstemperatur: 180 °C – 230 °C

Utskriftsbäddens temperatur: Ingen uppvärmning krävs, 20 °C – 60 °C (valfritt)

Fördelar: Relativt luktfri, minimal skevhet eller krympning, otroligt många filamentvarianter (se Roliga alternativ nedan), billig, kräver ingen uppvärmd skrivbordsyta, biologiskt nedbrytbar (begränsat), återvinningsbar (begränsat). 

Nackdelar: Spröda utskrifter med relativt låg mekanisk hållfasthet jämfört med andra material, smälter lätt vid hög värme (även om detta ibland kan vara användbart för avsiktliga glödgningseffekter).

Bild på transparent PETG med tillstånd av MatterHackers.

PETG

Användarvänlighet: Medium

Utskriftstemperatur: 220 °C – 250 °C

Utskriftsbäddens temperatur: 50 °C – 75 °C

Fördelar: Otrolig vidhäftning till skrivbordsunderlaget (ibland för bra), förbättrad flexibilitet jämfört med PLA, hög hållfasthet, minimal skevhet eller krympning, utskrifterna är relativt värmebeständiga jämfört med PLA, utmärkt vidhäftning mellan skikten.

Nackdelar: Viss lukt, filamentet absorberar fukt om det förvaras öppet (vilket leder till dålig utskriftskvalitet), kräver uppvärmd utskriftsbädd, utskriftsbäddseparator rekommenderas (målartape eller limstift) för att förhindra permanent bindning. Flexibla byggplattor är det senaste och alla borde ha dem, oavsett vad du skriver ut med!

Ett exempel på skevhetsproblem som är vanliga vid utskrift av ABS. Foto med tillstånd av Ultimaker.

ABS

Användarvänlighet: Expert

Utskriftstemperatur: 210 °C – 250 °C

Utskriftsbäddens temperatur: 80 °C – 110 °C

Fördelar: Hög hållfasthet, bättre UV-beständighet för utomhusbruk, används ofta i hushållsartiklar (som LEGO-klossar), resulterande utskrifter är relativt värmebeständiga jämfört med PLA, fenomenal skikthäftning. 

Nackdelar: Kännbar lukt, kräver ventilation under utskrift, betydande problem med skevhet/krympning, värmebädd krävs, oro över VOC-utsläpp (särskilt för studenter med andningsbesvär), fullständig inneslutning krävs för värmereglering och för att säkerställa korrekt ventilation.

Roliga alternativ 

Inom dessa olika formuleringar (men särskilt inom PLA) finns det ett antal nya variationer som eleverna kan tycka är spännande. Det finns filament som lyser i mörkret eller ändrar färg vid höga eller låga temperaturer. 

Bild med tillstånd av MatterHackers.

Du kan hitta genomskinligt filament eller färgglatt genomskinligt filament. Det finns många filament med metalliska nyanser eller glittrande glitter.

Det finns också en relativt ny trend med regnbågsfärgade eller flerfärgade filament där färgen skiftar längs hela rullen. När varje lager skrivs ut förändras färgen långsamt, vilket ger en mångfärgad, regnbågsliknande effekt. 

Bilder av DasMia på Instructables.

Återvunnet filament

Det finns ett växande antal delvis eller helt återvunna filament på marknaden. För närvarande finns det färre alternativ för PLA-baserade återvunna filament, eftersom källor för återvunnet ABS, PET och polystyren är mer tillgängliga än PLA. 

Bild med tillstånd av Closed Loop Plastics.

Även om resultatet kan variera är återvunna filament i sig en mindre förutsägbar produkt med ett begränsat utbud av färger. För användning i klassrummet, där skrivarens konsistens är en viktig egenskap, kan återvunna filament tillföra oönskad oförutsägbarhet.

Användbara tips

Foto av Page Russell på Instructables.

Precis som bläcket i din datorskrivare är det filament du köper till din 3D-skrivare en löpande kostnad. Skydda din investering med dessa tips av Paige Russel om förvaring av filament för att förlänga dess livslängd. 

När det gäller att ställa in utskriftstemperaturen ska du alltid följa filamenttillverkarens rekommenderade inställningar. Dessa anges ofta på filamentet eller finns på tillverkarens webbplats. Olika märken har ofta något olika sammansättningar med något högre eller lägre smälttemperaturer.

Men hur är det med…?

Det är sant att det finns ett stort antal filamentformuleringar som vi inte har tagit med i denna lista. Nylon, TPE, ASA, polypropen, HIPS, Flex, polykarbonat och andra är alla alternativ som vi rekommenderar alla hobbyister att utforska. För en klassrumsmiljö är det dock svårt att rekommendera dessa alternativ i de flesta fall på grund av kostnaden, lagringskraven, den sällsynta användningen, utskriftskraven eller lukten. 

Foto av Page Russell på Instructables.

Om du är lärare och svär vid en viss typ eller ett visst märke av filament som fungerar utmärkt i ditt klassrum, berätta gärna om det för oss på sociala medier så att vi kan ta med det i framtida versioner av denna guide. 

Det är också värt att nämna att on-demand-tjänster som Polar Cloud, Behandlingslager, iMaterialize, Shapeways, 3D-hubbar, och Ponoko (för laserskärning) gör det möjligt att experimentera med ett brett utbud av material och processer, eller till och med använda exotiska material som metall eller kolfiber. Vissa av dessa alternativ är direkt tillgängliga från Tinkercads exportmeny.

Med dessa tjänster laddar du helt enkelt upp din 3D-modell, väljer det material du vill använda och betalar en avgift för att få den utskriven och levererad direkt till ditt klassrum. Det kan bli ganska dyrt, men det kan vara värt det för ett speciellt fall eller ett klassprojekt i slutet av året.

Vi uppmuntrar dig också att kontakta din lokala makerspace eller ditt lokala bibliotek för att se om det finns möjligheter att samarbeta med volontärer för att skriva ut klassrumsdesign med hjälp av deras lokaler och utrustning. Det kan vara en stor fördel att ha lokal expertpersonal som kan guida processen, erbjuda sin expertis och spara betydande tid genom att skriva ut på flera maskiner. 

Foto av Printeraction på Instructables.

Ytterligare läsning

När vi genomförde vår egen forskning för att skapa denna guide fann vi ett antal utmärkta resurser som utforskar ämnet filamentalternativ på ett mycket utförligt och detaljerat sätt. För hobbyanvändare eller professionella användare finns online-guider från All3DP, Prusa Research, och MatterHackers erbjuder en outtömlig mängd användbar information om ämnet, och alla har använts som underlag för vår egen guide här. 

För mer information om VOC-ämnen i glödtrådar och deras hälsoeffekter, se Elefanten i klassrummet av Mike Titsch på 3D Printer World och de referenser han citerar.