Korkea kestävyys

Erittäin kestävät filamentit: valitse materiaali, joka kestää kuormituksen

Käytössä murtuva osa on arvoton, vaikka se olisi tulostettu hyvin. Tähän kategoriaan kuuluvat filamentit on suunniteltu mekaanisiin osiin, kiinnikkeisiin, ulkokoteloihin ja kaikkeen, mikä altistuu iskuille, jatkuvalle kuormitukselle tai lämpörasitukselle. ABS, ASA, vahvistettu PETG ja hiilikuitukomposiitit – jokainen vastaa tiettyyn vaatimukseen, ei yleiskäyttöön. Tämän kategorian 14 tuotetta kattavat erilaisia tarpeita toimivasta prototyypistä UV-säteilylle altistuvaan sarjatuotannon osaan.

ABS ja ASA: klassinen lämpö- ja mekaaninen kestävyys

ABS on edelleen ykkösvalinta osille, joiden on kestettävä jatkuvaa noin 90 °C:n käyttölämpötilaa, ja sen lasittumislämpötila on noin 105 °C. Sen Izod-iskulujuus, tyypillisesti 200–215 J/m erästä riippuen, on 3–4 kertaa suurempi kuin PLA:n. Vastapainona se kutistuu voimakkaasti ja vaatii 90–110 °C:een lämmitetyn alustan, tai jopa suljetun tulostuskammion, jotta suurten kappaleiden kulmat eivät irtoa.

ASA pohjautuu samaan mekaaniseen perustaan, mutta siihen on lisätty UV-kestävyys, jota ABS:llä ei ole: styreeni-akryylinitriili-akrylaatti ei kellastu eikä muutu hauraaksi kuukausien ulkokäytön jälkeen, toisin kuin ABS, joka menettää iskunkestävyytensä ulkona jo muutamassa viikossa suorassa auringonvalossa. Kamerapidikkeeseen, anturikoteloon tai auringolle alttiiseen autonosaan ASA on looginen valinta. 500 g:n kela sopii suutin/alusta-asetusten testaamiseen ennen siirtymistä suurempaan määrään.

Tulostuslämpötilat ja asetukset, jotka tekevät eron

ABS:ää ja ASA:aa tulostetaan molempia 230–260 °C:n suutinlämpötilassa, ja nopeus rajataan 40–50 mm/s:iin kerrosten irtoamisen välttämiseksi. Kerrostuuletin pois päältä tai vähennettynä 10–20 %:iin parantaa kerrosten välistä tartuntaa, toisin kuin PLA:lla, jossa tavoitellaan voimakasta jäähdytystä. Juuri tämä tartunta ratkaisee valmiin kappaleen todellisen kestävyyden, ei pelkkä valmistajan tekninen tietolomake.

Vahvistettu PETG: kestävyyden ja helppouden kompromissi

Tavallinen PETG kestää iskuja paremmin kuin PLA ilman ABS:n kutistumaongelmia. Lasikuidulla tai silputulla hiilikuidulla vahvistetut versiot (10–20 % täyteainetta) nostavat taivutusmoduulia 20–30 % ja vähentävät jatkuvan kuormituksen aiheuttamaa virumaa, joka on vahvistamattoman PETG:n heikkous. PETG-filamentti imee ympäröivän ilman kosteutta jo muutamassa tunnissa avoimessa ilmassa: kuivaus 65 °C:ssa 4 tuntia ennen tulostusta estää kihinän ja pintakuplat, jotka heikentävät kappaletta.

Hiilikuitukomposiitit: vahvistusta lisäämättä painoa

Hiilikuidulla täytetyt filamentit ovat jäykempiä ja kevyempiä kuin puhtaat versiot, mutta hankaava täyteaine kuluttaa messinkisuuttimen puhki jo muutamassa sadassa tulostetussa grammassa. Karkaistusta teräksestä tai safiirista valmistettu suutin, saatavana lisätarvikkeista, on tarpeen, jotta ulostuloaukon halkaisija ei suurene ja tarkkuus heikkene jo muutaman kelan jälkeen. Tämä ei ole valinnainen yksityiskohta: kulunut suutin vääristää materiaalin syöttömäärää ja siten tulostetun kappaleen todellista kestävyyttä.

Puukomposiitit, saatavana WOOD-filamentteina, noudattavat eri logiikkaa: niissä painotetaan visuaalista ulkonäköä ja hiontaa, ei mekaanista kestävyyttä. Rakenteelliseen osaan kannattaa mieluummin valita ABS, ASA tai hiilikuitu-PETG.

Valitse oikea kelan koko ja halkaisija

2,85 mm:n halkaisija vähentää filamentin nurjahdusriskiä paineen alla suuren syöttönopeuden ekstrudereissa, mikä on todellinen etu paksuihin kappaleisiin käytettävien 0,6 mm:n ja sitä suurempien suuttimien kanssa. 1,75 mm on edelleen standardi useimmissa kuluttajatulostimissa ja sopii valtaosaan tavallisen kokoisista toiminnallisista osista.

• 500 g – 1 kg: asetusten testaus, pieni sarja, yksittäinen kappale
• 2–3 kg: säännöllinen tuotanto, harvemmat kelanvaihdot
• 5–8 kg: pitkä sarja, työpaja tai jatkuva tulostus

Usein kysytyt kysymykset

Mitä eroa on ASA:lla ja ABS:llä auringolle alttiissa kappaleessa?

ASA kestää UV-säteilyä akrylaattipohjansa ansiosta: kappale pysyy vakaana kuukausien ulkokäytön jälkeen. ABS kellastuu ja muuttuu hauraaksi jo muutamassa viikossa suorassa auringonvalossa. Ulkokäyttöön tarkoitettuun pidikkeeseen, kamerakoteloon tai autonosaan kannattaa valita ASA ABS:n sijaan.

Kuinka valita vahvistetun PETG:n ja ABS:n välillä toistuville iskuille alttiiseen kappaleeseen?

Lasikuiduilla vahvistettu PETG kestää toistuvia iskuja paremmin halkeilematta, kun taas ABS kestää paremmin jatkuvaa yli 80 °C:n lämpöväsymistä. Toistuville iskuille alttiiseen kappaleeseen ilman voimakasta lämpöä vahvistettu PETG on helpompi tulostaa ja yhtä kestävä.

Tarvitaanko hiilikuidulla täytetyn filamentin tulostamiseen erikoissuutin?

Kyllä. Hiilikuitu kuluttaa messinkisuuttimen puhki jo muutamassa sadassa tulostetussa grammassa, mikä suurentaa ulostuloaukkoa ja heikentää tarkkuutta. Karkaistusta teräksestä tai safiirista valmistettu suutin on tarpeen tasaisen syöttömäärän säilyttämiseksi usean kelan ajan.

Kumpi halkaisija kannattaa valita, 1,75 mm vai 2,85 mm, suurikokoisiin kappaleisiin?

2,85 mm rajoittaa filamentin nurjahdusta paineen alla 0,6 mm:n tai sitä suuremmalla suuttimella, mikä on hyödyllistä paksuissa kappaleissa, jotka tulostetaan suurella syöttönopeudella. 1,75 mm on edelleen parempi vaihtoehto useimmissa vakiomallisella 0,4 mm:n suuttimella varustetuissa kuluttajatulostimissa.

Minkä kelan valita tuotannossa olevaan kappalesarjaan?

500 g – 1 kg:n kela riittää asetusten vahvistamiseen prototyypillä. Säännölliseen sarjaan 2–3 kg:n kela vähentää kelanvaihtoja kesken tulostuksen, ja 5–8 kg:n koko sopii jatkuvaan tuotantoon työpajassa.