Як вибрати филамент високої якості, енциклопедія 3d-друку
Філамент для 3D-друку - це кров вашого принтера. У цій статті ми поділимося з вами деякими міркуваннями з приводу пластикових филаментов. Вони допоможуть вам краще зрозуміти, чим гарний филамент 1,75 мм і на що треба звертати увагу, коли ви купуєте пластикові матеріали для свого принтера.
Схема пристрою екструдера
Існує багато різновидів филаментов. Більшість з наведених нижче в цій статті прикладів і міркувань стосуватимуться безпосередньо пластиків PLA і ABS, але принципи, описані в статті застосовні, в більшості випадків, і для інших видів пластику.
Як PLA, так і ABS пластики - відмінні матеріали, і ви можете створювати з їх допомогою дивовижні речі. Але напевно, краще спробувати обидва ці виду, щоб зрозуміти, який з них вам більше до душі. Нижче ви знайдете список основних характеристик для обох пластиків.
Чому PLA?
- PLA (скорочення від полімолочной Кислота) являє собою пластик на основі відновлюваних крохмалів, таких як кукурудзяний крохмаль і крохмаль з цукрової тростини.
- Цей пластик біорозкладаний і при друці він виділяє мала кількість ультратонких частинок (UFCs).
- При роботі з цим пластиком з'являється ледь помітний, але досить приємний, солодкий запах.
- Залежно від характеристик і кольору філамента, температура екструзії може варіюватися від 160 до 220 ° C.
- Деталі, видрукувані з використанням PLA більш жорсткі, ніж деталі з ABS (ABS пластик більш гнучкий).
- В цілому, у деталей, віддрукованих з PLA пластика злегка глянсова поверхню.
- PLA менш схильний до деформації під час друку і набагато більш «липкий», ніж ABS.
- PLA стає м'яким при температурі близько 60 ° C (температура теплової деформації).
- PLA вимагає трохи більше зусиль для проштовхування при екструдуванні, так як він відрізняється більш високим коефіцієнтом тертя, в порівнянні з ABS.
- PLA з'явився трохи пізніше в історії FDM 3D-принтерів і у нього досить багатообіцяюче майбутнє.
Чому ABS?
- ABS (скорочення від акрилонитрил бутадієн стирол) є звичайним термопластиком (наприклад, конструктор LEGO виготовлений з ABS пластику). Цей пластик виробляється з нафтопродуктів.
- Пластик ABS більш схильний до виділення ультатонкіх частинок (UFCs) в порівнянні з PLA. Тому використовувати цей пластик рекомендується в добре провітрюваному приміщенні.
- При роботі з ним з'являється слабкий запах «паленого пластику».
- Залежно від характеристик і кольору, температура екструзії може варіюватися від 220 до 260 градусів за Цельсієм.
- Вироби, роздруковані з ABS пластику злегка еластичні і менш крихкі, ніж вироби з PLA.
- В цілому, деталі, видрукувані з ABS пластику мають більш глянцевою поверхнею, ніж деталі з PLA пластика.
- Пластик ABS стає м'яким при близько 100 ° C (температура теплової деформації), що робить його більш теплостійким, ніж PLA пластик.
- ABS володіє меншим коефіцієнтом тертя, ніж PLA і вимагає трохи менше сил для екструдування, ніж PLA.
- ABS може вважатися «традиційним» типом філамента, оскільки його використовували для 3D-друку ще до появи пластика PLA.
Чому 1,75 мм?
- Чим легше филамент з розрахунку на одиницю довжини, тим менші маси доводиться переміщати мотору екструдера, і тим легше йому виробляти цю роботу.
- Крім того, филамент з меншим діаметром нагрівається швидше (оскільки потрібно менше часу для того, щоб тепло досягло центру), і тому ви можете друкувати швидше.
- Це дозволяє використовувати трохи більше компактну конструкцію гарячого сопла екструдера.
- Менші за розміром сопла дозволяють домогтися більш точного управління потоком пластика і зменшує ризик протікань.
- Маючи більш компактними розмірами, вони можуть окреслювати більш точно контури і робити більш гострі кути.
- Сила, необхідна для проштовхування пластика в екструдер менше, тому що тиск, що утворюється усередині сопла, теж буде менше.
Допуск по діаметру
Нестабільний діаметр = нестабільна екструзія
При друку на будь-якому принтері типу FDM. важливо розуміти, що програма, яка керує принтером обчислює обсяг екструзії на підставі діаметра філамента, діаметра сопла екструдера на вашому принтері і швидкості екструзії (зазвичай використовують назву швидкість потоку - в мм / с).
По суті, ваш принтер контролює кількість пластику, яке виштовхується з сопла, при обертанні шестерні екструдера і проштовхуванні певної довжини філамента в гаряче сопло.
Якщо у філамента нерегулярний діаметр, об'єм екстрадованого пластика буде змінюватися, і програмне забезпечення не зможе регулювати довжину екструзії для компенсації цих коливань. Замість цього він буде продовжувати друк, з розрахунком, що вийде «теоретично» певну кількість пластику. Це те, що ми називаємо «нестабільної екструзією».
Допуск на діаметр філамента
В ідеалі филамент володіє абсолютно постійним діаметром по всій довжині, до самого кінця. Однак, в реальному житті, через виробничого процесу, завжди є допуск, в межах якого буде варіюватися діаметр філамента.
Допуск філамента показує фактичні зміни в діаметрі певного філамента. Наприклад, филамент компанії Boots Industries, при діаметрі 1,75 мм, має допуск ± 0,03 мм.
Серйозні проблеми можуть виникнути через нестабільність діаметра філамента. Типовим наслідком є відмова екструдера, стан, при якому екструдер перестає функціонувати і пластик більше не надходить в його гаряче сопло. Це може статися, якщо нитка філамента раптом стає занадто тонкою для натяжної механізму і тиск, який чиниться на нитку, виявляється недостатнім для зчеплення.
Тонка нитка філамента може втратити контакт з коліщатком екструдера
Ще одним ефектом зменшення діаметра нитки філамента є зворотний потік в гарячому соплі (що перешкоджає надходженню пластика в головку пристрою).
Іншою крайністю є раптове велике розширення діаметра філамента, коли мотору екструдера не вистачає потужності, щоб проштовхнути його або ж такий великий діаметр не входить в отвір гарячого сопла.
Іншим ефектом великого збільшення в діаметрі філамента є те, що шестерня екструдера може стерти поверхню пластика, в результаті чого натяжна механізм не зможе захопити нитку, щоб проштовхнути її і подача припиниться.
Сильне збільшення діаметра у філамента поганої якості
У всіх випадках, складності з екструдером такого характеру можуть бути компенсовані натяжним механізмом, який підтримує тиск на нитку динамічно, незалежно від її діаметра, за допомогою пружини. Однак не всі натяжні механізми мають цією особливістю і тому не можуть запобігти складності, пов'язані з великими відхиленнями в діаметрі.
Зазвичай, при пошуку якісного філамента, орієнтуються на золотий стандарт, прийнятий в цій галузі відносно допусків по діаметру, що складає не більше 0,05 мм. Тісно співпрацюючи з виробниками, ми виявили, що дуже важко поліпшити цей стандарт і підтримувати постійність діаметру по всій довжині котушки. При покупці нової котушки філамента ви можете скористатися мікрометром для вимірювання діаметра в декількох місцях і щоб переконатися, що він відповідає оголошеній толерантності.
Округлість перетину філамента
При контакті з колесом екструдера, нитка філамента завжди піддається деякому стиску через те, що колесу екструдера необхідно зчеплення з пластиком. Це справді, зменшать округлість перетину нитки філамента, але цей ефект постійний по всій довжині котушки, тому практично не впливає на якість друку.
Нормальна деформації при контакті з колесом екструдера
Але, незважаючи на вищесказане, постійність кругла форма філамента по всій довжині котушки має велике значення. Це тому, що якщо нитка філамента раптово втрачає свою ідеально круглу форму і стає овальної, це може привести до збою в роботі екструдера так само, як і при збільшенні або зменшенні діаметра нитки філамента.
Діаметр котушки
При покупці філамента, скоріш за все, ви хочете використовувати його весь. Ми досліджували матеріали від різних постачальників і стикалися з різними типами котушок. Ми виявили, що деякі конструкції котушок можуть значно знижувати зручність використання матеріалу. При використанні котушки з відносно невеликим (<100 мм) внутренним диаметром, мы обнаружили, что плотно намотанный пластик труднее разматывается. Это может зависеть от температуры пластика, при которой он наматывался на катушки заводом-изготовителем. Некоторые производители при производстве пластика вводят дополнительный шаг производства, позволяя готовому пластику немного остыть перед намоткой на катушки.
Тим не менш, важливо пам'ятати, що більшість конструкцій екструдерів передбачає стягування філамента прямо з котушки. Таким чином, коли ви досягнете кінця щільно намотаною котушки, стає все важче розмотувати нитку філамента, і коліщатко екструдера може почати ковзати і обдирати нитка філамента.
Щільно намотаний на котушку пластик PLA
Ця ситуація зазвичай виправляється шляхом збільшення тиску екструдера, але слід врахувати, що занадто великий тиск коліщатка може значно вплинути на округлість нитки філамента (при дуже великому тиску при проходженні через екструдер, нитка філамента стає трохи овальної).
зберігання філамента
Три різних діаметра котушок, які ми тестували
Перелік параметрів, які варто перевіряти при покупці філамента
Звичайний пластиковий контейнер з котушками філамента і відром рису в якості осушувача
Вище ми обговорили деякі з найбільш важливих параметрів, які слід враховувати при покупці пластикового філамента. Нижче ми наводимо повний перелік порад для купують филамент, який ви, можливо, знайдете корисним.