Полиэтилентерефталатгликоль или PETG, выпускаемый нашей компанией под наименованием REC Relax, пользуется огромной популярностью, будучи недорогим, универсальным, долговечным и достаточно простым в работе пластиком для FDM 3D-принтеров. Делимся деталями, которые необходимо знать при освоении этого материала.
Содержание:
- Преимущества ПЭТГ
- Столики и клеи
- Просушивание
- Температура экструзии и ретракт
- Хотэнды и сопла
- Термокамеры, подогрев столика и обдув
- Опорные структуры
1. Преимущества ПЭТГ
Лучший пластик для начинающих 3D-печатников — пожалуй, полилактид (REC PLA), отличающийся исключительной неприхотливостью. С другой стороны, это полимер слишком хрупок, легкоплавок и недолговечен для технического применения. Самый популярный технический полимер — акрилонитрилбутадиенстирол (REC ABS), предлагающий хорошую прочность и теплостойкость по доступной цене, но при этом сложный в работе из-за сильной усадки. Полиэтилентерефталатгликоль или PETG (REC Relax) — этакая золотая середина. Это термопласт стоит недорого, не имеет высокой усадки, долговечен, прочен и при этом достаточно прост в обращении, хотя кое-какие нюансы все же есть.
ПЭТГ — близкий родственник хорошо знакомого всем полиэтилентерефталата (ПЭТ), из которого делают пластиковые бутылки для напитков и другую тару. Названия немного обманчивы, так как оба варианта содержат гликоль, но разные виды в разных пропорциях. Подробно про отличия рассказывается в отдельной статье, а если вкратце, аморфный ПЭТГ более пластичен, чем полукристаллический ПЭТ, а также чуть более легкоплавок и обладает меньшей усадкой при остывании. Все это делает 3D-печать проще, поэтому в аддитивной сфере обычно используется именно ПЭТГ.
Хотя ПЭТГ и производится из нефтепродуктов, в чистом виде он безопасен, как и ПЭТ. Красители — отдельная история, здесь нужно проявлять осторожность, но добавки в нашем REC Relax нетоксичны, и у нас даже есть сертификаты.
Главное, ПЭТГ намного лучше подходит для технической 3D-печати, чем полилактид. Этот полимер обладает хорошей прочностью, износостойкостью и ударной вязкостью, стоек к домашней химии и достаточно термостоек, выдерживая продолжительную эксплуатацию при температурах до 55°С и кратковременное нагревание до 80-85°С. ПЭТГ также намного менее восприимчив к ультрафиолету, чем тот же АБС. Как и при 3D-печати полилактидом, можно обходиться без термокамер, что значительно упрощает требования к оборудованию. Подогрев столика все же необходим, но такой функционал имеется даже на самых бюджетных 3D-принтерах.
Характеристики полиэтилентерефталатгликоля REC Relax:
- Плотность: 1,30 г/см^3
- Температура эксплуатации: от -40°С до 55°С
- Температура размягчения: ~80°C
- 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
2. Столики и клеи
ПЭТГ отлично схватывается с рабочими поверхностями, что может быть как преимуществом, так и довольно серьезной проблемой. Особенно крепко ПЭТГ схватывается со стеклянными столиками. Для повышения адгезии часто используются клеи, но в случае с ПЭТГ клей может понадобиться уже в качестве разделительного слоя, позволяющего отдирать готовые модели без риска поломки изделий или столика. С начальной высотой сопла (Z-offset) тоже стоит проявлять осторожность: сильно «вмазывать» первый слой в столик, особенно без клея, не стоит, иначе модель будет сложнее отодрать.
В качестве клея рекомендуем использовать один из вариантов в нашем ассортименте — REC Bubble Glue, The3D Click или Picaso. Перед нанесением клея рабочую поверхность необходимо очистить от пыли, мусора и жира чистой ветошью, смоченной в изопропиловом спирте. Его же можно использовать для удаления остатков клея перед нанесением нового, так как перечисленные выше варианты изготавливаются как раз на изопропиловой основе. Если изопропиловый спирт не справляется, для очистки можно использовать мыльный раствор.
Гибкие столики может закручивать при 3D-печати больших изделий из полимеров с высокой усадкой, но с ПЭТГ таких проблем не бывает
Самый лучший вариант столика — с фактурным полиэфиримидным (PEI) покрытием. С такими поверхностями при 3D-печати ПЭТГ клей обычно не требуется. Если столик стеклянный или с гладким полиэфирным покрытием, без клея уже не обойтись — модель может схватиться намертво. Стеклянные столики до сих пор используются ввиду высокой жесткости: они не загибаются при усадке моделей, как это нередко бывает с гибкими столиками, но ПЭТГ не должен создавать трудности. В основном это касается термопластов с высокой усадкой, таких как АБС.
3. Просушивание
Просушиванием филаментов перед 3D-печатью не стоит пренебрегать, и это касается абсолютно всех материалов. ПЭТГ не особо гигроскопичен, но на поверхности филамента все равно может образовываться роса. При попадании в хотэнд эта влага будет вскипать и вызывать всевозможные дефекты из-за неравномерной подачи расплава — пропуски в слоях, наплывы, пониженную когезию слоев и тому подобное.
Многие энтузиасты используют для просушивания фруктосушилки или даже духовки, но оптимальный вариант — специализированные сушилки с контролем температуры, выходными клапанами для стравливания влаги, герметичными отсеками, силикагелем для поглощения остаточных паров и даже системами прямой подачи филаментов в экструдеры, что особенно удобно.
Хранить филаменты необходимо в плотно закрытых контейнерах или пакетах с силикагелем. Даже если тара не полностью герметична, это поможет избежать накапливания пыли, способной образовывать нагар и даже забивать сопла.
Сушить ПЭТГ необходимо при температуре 50°C в течение как минимум двух часов. Превышать рекомендуемую температур не следует, так как можно ненароком расплавить филамент или даже саму катушку. Подробно про хранение и просушивание филаментов рассказывается в отельных статьях — здесь и здесь.
4. Температура экструзии и ретракт
Главные параметры — температура и ретракт. Ретракт особенно важен при работе с ПЭТГ, так как это очень вязкий полимер, и при холостом перемещении головки может образовываться так называемая паутина — тонкие нити тянущегося за соплом пластика. В принципе, ничего страшного в этом нет, паутина легко отделяется по завершении 3D-печати, но во избежание лишней мороки лучше все-таки подобрать оптимальные настройки.
Температуру экструзии необходимо подбирать экспериментальным путем, но в пределах 215-245°C. При более низких температурах когезия слоев может быть недостаточной, либо полимер вообще не будет успевать плавиться (это можно заметить по характерным щелчкам пробуксовывающего подающего механизма), а при более высоких повышается риск образования паутины и теплового разрушения самого полимера. Начните с нижнего порога и повышайте температуру до тех пор, пока не будет достигнута приемлемая прочность. Для оценки качества отлично подходят специальные модели — температурные башни: это сегментированные модели, где разные участки печатаются при разных температурах хотэнда. Подробно про температурные башни читайте в отдельной статье.
3D-печать при относительно высоких температурах может приводить к образованию паутины, но это можно побороть правильно подобранными настройками ретракта — заднего хода подающего механизма, при котором расплав втягивается обратно в хотэнд.
Оптимальные настройки, опять-таки, придется подбирать экспериментальным путем, но в качестве отправной точки рекомендуем выставить скорость ретракта на уровне 25 мм/c, а дистанцию ретракта — 6-7 мм для экструдеров с боуденовской подачей филаментов (вариантов с установкой подающего механизма на корпусе 3D-принтера) и 3-4 мм для директ-экструдеров (вариантов с установкой подающего механизма непосредственно на головке). Главный параметр — не дистанция, а скорость: если паутина все равно образуется, попробуйте немного снизить скорость ретракта.
Заодно не забудьте проверить прижим шестерней подающего механизма: сцепление с филаментом должно быть достаточно сильным для стабильной подачи, но не слишком сильным, чтобы не деформировался и не закусывался филамент. Если плотно прижатые шестерни пробуксовывают, необходимо либо повысить температуру хотэнда (в разумных пределах), либо снизить скорость подачи, чтобы хотэнд успевал справляться с плавлением. Либо и то, и другое.
5. Хотэнды и сопла
Хотэнды с тефлоновыми вставками, в принципе, достаточны, но лучше все же использовать цельнометаллические, так как тефлон начинает деградировать как раз в районе 245-250°С — верхнего порога экструзии ПЭТГ.
Для укладки обычного ПЭТГ вполне сойдут обычные латунные сопла, но если вы собираетесь работать с армированными композитами на основе ПЭТГ, потребуются уже более износостойкие варианты из закаленной стали, с покрытиями из карбида вольфрама или даже вставками из искусственных камней. Армирующие стекло- и углеволоконные добавки очень абразивны и быстро растачивают латунь.
6. Термокамеры, подогрев столика и обдув
Термокамеры при работе с ПЭТГ не требуются, хотя закрытая камера не повредит, если фоновая температура не будет превышать температуру размягчения — 80°С. С ПЭТГ хорошо справляются даже бюджетные 3D-принтеры с относительно маломощными хотэндами и без термокамер.
Столики, с другой стороны, желательно подогревать примерно до 60-70°С — это поможет с адгезией первого слоя к рабочей поверхности. Превышать температуру размягчения в 80°С категорически не рекомендуется, иначе может образоваться «слоновья нога» — утолщение в нижней части модели из-за растекания и расплющивания нижних слоев.
Обдув укладываемых слоев обычно отключается, чтобы они лучше схватывались друг с другом. При построении небольших моделей или если никак не удается победить «паутину», можно включить обдув на относительно малых оборотах — 20-50%. Обдув также может быть полезен при построении мостиков — нависающих структур без поддержек, где требуется быстрое охлаждение и затвердевание расплава, чтобы пластик не просаживался.
7. Опорные структуры
Правило большого пальца — использовать поддержки при построении структур с наклоном свыше сорока пяти градусов. Чем меньше поддержек, тем меньше отходов и трудозатрат на отделение опор по завершении 3D-печати. Современные слайсеры умеют самостоятельно расставлять опоры, включая экономичные древовидные поддержки.
При наличии двухэкструдерного 3D-принтера можно использовать растворимые опорные материалы. С этой ролью в связке с ПЭТГ хорошо справляются ударопрочный полистирол (REC HIPS) и поливиниловый спирт (REC PVA). Полистирол растворяется в D-лимонене, не действующем на ПЭТГ, поливиниловый спирт растворяется в обычной воде. Воду желательно слегка подогреть и периодически помешивать, чтобы процесс проходил быстрее. В принципе, опорные материалы можно загружать и в системы автоматической смены филамента, если нет второго экструдера, но делать это с PVA не рекомендуется, так как в контакте даже с атмосферной влагой он может стать липким и загрязнить внутренние механизмы.
При построении сильно нависающих элементов без поддержек могут образовываться дефекты
Если модель и поддержки выращиваются из одного и того же материала, можно настроить в слайсере небольшой зазор, чтобы сцепление модели с опорами было минимальным — это слегка облегчит постобработку, хотя небольшие остатки поддержек скорее всего все равно придется удалять наждачной бумагой.
Рекомендуемые параметры 3D-печати REC Relax:
- Температура хотэнда:
- Температура столика:
- Термокамера: не требуется
- Минимальный диаметр сопла: 0,1 мм (чистый полимер), 0,6 мм (композиты с волоконными наполнителями)
- Обдув: не рекомендуется, 20-50% при необходимости
- Адгезионные средства: клеи REC Bubble Glue, The3D Click, Picaso
Напоследок напоминаем, что помимо чистого ПЭТГ в нашем ассортименте есть специализированные материалы — филамент REC Biocide PETG с антибактериальным добавками, композит REC GF Max со стекловолоконными наполнителем и максимально доступный стеклонаполненный композит rPETG GF, изготавливаемый с использованием вторичного сырья.
Армированные композиты обладают повышенной прочностью, жесткостью и износостойкостью наряду с пониженной усадкой. Печатать такими материалами ненамного сложнее, чем обычным ПЭТГ, разве что могут потребоваться чуть более высокие температуры и обязательно следует использовать износостойкие сопла.
Остались вопросы? Свяжитесь с нами, и специалисты REC будут рады предоставить подробную консультацию.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся
Вход через социальные сети