PETG: обзор материала, настройки 3D-печати и советы по устранению проблем

Полиэтилентерефталатгликоль (PETG, ПЭТГ) — износостойкий термопласт из класса полиэфиров, характеризуемый очень высокой прочностью и широким температурном диапазоном применения (от -40°С до +70°С). Буква G в названии означает, что материал был модифицирован гликолем для предотвращения кристаллизации и сохранения прозрачности при охлаждении.

Общие характеристики материала REC Relax на основе PETG

• Плотность: 1,30 г/см^3 
• Температура эксплуатации: от -40°С до +70°С
• Температура размягчения: ~80°C

Механические характеристики

• Ударная вязкость по Шарпи: 4,17 кДж/м^2
• Прочность при растяжении вдоль слоев: 36,5 МПа
• Модуль упругости при растяжении вдоль слоев: 1,12 ГПа
• Прочность на изгиб: 76,1 МПа
• Модуль упругости на изгиб: 2,06 ГПа
• Максимальная нагрузка на изгиб: 120 Н
• Прочность при растяжении поперек слоев: 33,6 МПа
• Модуль упругости при растяжении поперек слоев: 1,73 ГПа
• Максимальная нагрузка на растяжение: 1485 Н
• Прочность на сжатие: 51,7 МПа
• Модуль упругости на сжатие: 1,81 ГПа
• Максимальная нагрузка на сжатие: 6386 Н
• Коэффициент удлинения: 2,41%
• Предел текучести при растяжении и при температуре 23°С: 53 МПа
• Прочность при изгибе 2,8 мм/мин. 23°C: 76,07 МПа
• Твердость по Шору (шкала D): 76

Основные преимущества PETG (REC Relax):

• Высокая жесткость и твердость;
• Стойкость к разбавленным кислотам и щелочам, растворам солей, мылу, маслам, спиртам, алифатическим углеводородам;
• Хорошо стерилизуется спиртами;
• Легко перерабатывается;
• Стойкость к внешним неблагоприятным климатическим факторам;
• Отсутствие запахов при 3D-печати;
• Высокая межслойная адгезия, низкая усадка, высокая адгезия к платформе, облегчающие 3D-печать

Проще говоря, преимуществ материала больше, чем недостатков, и изготовление изделий из PETG при правильно подобранных настройках 3D-печати не доставит трудностей. Поэтому наш материал получил название Relax.

Обладая лучшей ударной вязкостью, чем акрил, и более низкой стоимостью, чем поликарбонат, PETG пользуется популярностью в различных отраслях и зачастую служит выбором для производства сложных изделий.

Сферы применения включают производство как прототипов, так и конечных изделий: корпусов приборов, защитных кожухов, емкостей различного назначения, деталей механизмов, детских игрушек, функциональных изделий для размещения на улице и многого другого.

Температура размягчения PETG составляет 80°С градусов — ниже, чем у ABS-пластика (105°С), но выше, чем у PLA-пластика (55°С). В большинстве климатических зон это позволяет использовать изделия из PETG вне помещений без деформаций от солнечного нагрева.

Настройки 3D-печати PETG (REC Relax)

• Температура экструзии. Стандартная температура для 3D-печати PETG от разных производителей варьируется в диапазоне 215-245°C. Не превышайте температуру печати 250°C, так как это может привести к повреждению PTFE-трубки. Также стоит избегать превышения допустимой температуры по причине возможного подтекания пластика из сопла и образованию паутины или нитей (так называемых «соплей») на изделии.
• Температура стола. Стандартная температура стола составляет 60-80°C. Мнения как производителей, так и пользователей разнятся: некоторые рекомендуют ставить 20°C, другие — 90°C. Наша рекомендация: для хорошей адгезии достаточно стандартной температуры стола 60-80°C.
• Ретракт. PETG не любит высокие скорости по причине его мягкости, поэтому на большинстве 3D-принтеров с боуденовской системой подачи филамента (с отдельной установкой хотэнда и проталкивающего механизма, соединенных длинной трубкой) скорость ретракта желательно выставлять на уровне 25 мм/с, а длину ретракта — в диапазоне 6-7 мм. При использовании экструдеров с директ-подачей филамента (с хотэндом и проталкивающим механизмом в одной сборке) допускается ретракт в диапазоне 3-4 мм.
• Охлаждение. В большинстве случаев охлаждение печатаемых изделий не требуется, но если на вашей модели большое количество нависающих элементов, желательно включить обдув.
• Скорость. PETG достаточно чувствителен к настройкам скорости. При слишком быстрой укладке материал не будет успевать плавиться, что может привести к пропуску шагов экструдера и даже пропуску слоев. Повышение температуры экструзии в этом случае мало чем поможет. Слишком медленный режим наоборот может привести к возникновению «соплей» и деформации деталей. Для сопла 0,4 мм. мы рекомендуем выставлять скорость 3D-печати PETG на уровне 50-55 мм/с, а при построении первого слоя и внешних контуров не превышать 25 мм/с.
• Адгезия к столу. PETG очень прочно держится на стекле и иных материалах без дополнительных средств адгезии. Более того, ввиду избыточной адгезии при отделении напечатанных моделей возможен отрыв кусочков стекла. 

Во избежание сколов рекомендуется наносить на стекло клей или скотч, а также выставлять правильный зазор между стеклом и соплом. Если для ABS и PLA зазор между стеклом и соплом требуется минимальный, то по многим рекомендациям для PETG необходимо немного увеличить зазор.

Постобработка PETG

Материал неплохо поддается механической обработке, например шлифованию или сверлению. Для сглаживания поверхностей, придания глянца или склеивания отдельных частей можно использовать дихлорэтан или дихлорметан. Не забывайте, что эти растворители весьма токсичны и летучи, а потому требуют соблюдения техники безопасности. Покраске PETG поддается с трудом, но при желании материал можно обработать грунтовкой, а затем покрасить.

Хранение PETG (REC Relax)

PETG достаточно гигроскопичен, и его хранение зависит от климатических условий вашего региона. Если вы используете пластик в условиях влажного климата, то при неправильном хранении материал может впитывать влагу из воздуха. Чтобы избежать чрезмерного набора влаги, материал следует хранить в прохладном сухом месте. Точка росы для безопасного хранения PETG пластика должна быть ниже нуля. Самый простой и при этом весьма эффективный способ — это хранение филамента в герметичных пакетах с силикагелем. Наши катушки поставляются в вакуумной упаковке, но после вскрытия катушку можно поместить в обычный или вакуумный Zip-пакет подходящего размера с пакетиком влагопоглотителя внутри, предварительно выжав или откачав из пакета побольше воздуха. Также для хранения можно использовать жесткие герметичные боксы или просто плотно закрывающиеся контейнеры с силикагелем. Статью про хранение пластика можно прочитать здесь.

Сушка PETG (REC Relax)

Лучший вариант — не давать филаменту набирать влагу вообще, но на практике это почти нереализуемо. Значит, перед 3D-печатью желательно подстраховаться и просушить пластик.

Как понять, что пластик отсырел? 3D-печать может сопровождаться характерными щелчками лопающихся пузырьков, укладка может быть неравномерной, на поверхностях изделий могут появляться всевозможные дефекты. Все это, как правило, сопровождается снижением межслойной адгезии, а нередко и изменением механических свойств самого материала, например прочности. Чем больше в пластике влаги, тем больше он теряет прочность при 3D-печати, а если влаги очень много, то это становится уже видно невооруженным глазом (пропуски, пузырьки и так далее), при этом прочность падает уже разительно.

PETG можно высушить несколькими способами. Самые популярные — это сушка в электрическом духовом шкафу, фруктосушилке, специализированной сушилке для филамента, в закрытой камере 3D-принтера. Многие пользователи даже сушат пластики на батареях отопления. Профессиональные студии 3D-печати и крупные производства обычно используют специализированные cушильные шкафы.

Мы рекомендуем использовать для просушки филамента специализированные сушилки пластика для 3D-печати или же фруктосушилки, как более дешевый вариант. Сами катушки под брендом REC сделаны из ударопрочного поликарбоната, выдерживающего продолжительное нагревание до 130°C.

Наши испытания PETG (REC Relax)

Мы очень ответственно относимся к производству филаментов и проводим множество испытаний для проверки качества производимых материалов. Результаты испытаний доступны по ссылкам ниже.

Испытание:

На ударную вязкость по Шарпи
На изгиб
На разрыв вдоль слоев
На разрыв поперек слоев
На сжатие
СанЭпидем

*Все испытания проводились на 3D-печатных образцах с толщиной слоя 0,2 мм.

Безопасность PETG

Все материалы для 3D-печати, производимые нашей компанией, имеют сертификаты безопасности. С сертификатом безопасности на REC Relax (PETG) можно ознакомиться по этой ссылке.