Совсем недавно мы выпустили два новых композита на основе полиэтилентерефталатгликоля (PETG), одного из самых востребованных пластиков для 3D-печати. Рассказываем, для каких задач подходит этот полимер, и чем хороши старые и новые композиционные материалы.
Полимеры все хороши, полимеры все нужны, но каждый пластик имеет свои недостатки и преимущества, так что выбирать стоит, исходя из поставленных задач.
Например, полилактид (PLA) хорошо подходит для 3D-печати жестких изделий, преимущественно для эксплуатации в помещениях. Он легкоплавок, зато легко печатается, не требуя высокотемпературных хотэндов или термокамер, и позволяет добиваться высокой детализации.
Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) — недорогой и в целом долговечный инженерный полимер, достаточно сложный в работе, но с хорошей теплостойкостью и высокой прочностью.
Акрилонитрилстиролакрилат (ASA) — отличная альтернатива ABS, особенно при эксплуатации на открытом воздухе. По физико-механическим характеристикам эти полимеры очень близки, но ABS не любит ультрафиолет, а ASA солнца не боится, хотя стоит дороже.
Полиэтилентерефталатгликоль (PETG) — своего рода универсальный пластик. Этот термопласт недорог, несложен в работе, долговечен, хорошо переносит влагу, сопротивляется воздействию бытовой химии и подходит для многих инженерных применений, но имеет и свои недостатки.
Благодаря высокой вязкости PETG обладает высокой ударной прочностью, что хорошо, но в то же время склонен к образованию «паутины» и в целом не лучшим образом подходит для 3D-печати изделий с мелкой детализацией.
PETG менее легкоплавок, чем PLA, под открытым солнцем он вряд ли «поплывет», но все же недостаточно термостоек для контакта, например, с кипящей водой.
При 3D-печати PETG практически не приходится волноваться об усадке, но с другой стороны он может намертво прилипать к некоторым рабочим поверхностям, особенно гладким, так что необходимо использовать фактурные полиэфиримидные столики, либо наносить на рабочую поверхность разделительный слой клея.
PETG отлично подходит для 3D-печати малонагруженных креплений, упругих защелок, сборочной оснастки, подставок и емкостей для бытовых чистящих средств, ударопрочных корпусов, накладок на ручные инструменты, ваз, цветочных горшков и кашпо, аквариумных приспособлений, вывесок, кормушек для птиц, креплений камер наблюдения и других изделий для эксплуатации на открытом воздухе, полупрозрачных плафонов и рассеивающих панелей.
Ввиду высокой вязкости и хорошей когезии из PETG можно получать герметичные емкости, при необходимости можно наносить дополнительные герметизирующие покрытия. Как вариант, поры можно закрыть поверхностной обработкой растворителем, но стоит помнить о высокой химической стойкости полиэтилентерефталатгликоля. Оптимальный вариант в плане доступности и стоимости — дихлорметан, хотя с этим веществом необходимо работать крайне осторожно ввиду летучести и токсичности. Полностью PETG он не растворяет, но может сглаживать поверхности и закрывать поры. Лучше же печатать на максимальных рекомендуемых температурах, чтобы слои крепко и плотно схватывались.
Необходимо также помнить, что хотя изделия из PETG и композитов на его основе подходят для продолжительной эксплуатации во влажной среде, сами филаменты необходимо просушивать непосредственно перед, а желательно и во время 3D-печати. Накопленная влага может вызывать всевозможные дефекты при вскипании в хотэнде — неравномерную подачу расплава с пропусками в слоях или наплывами, пониженную когезию и другие проблемы.
PETG не стоит использовать в производстве художественных миниатюр и других изделий с высокой детализацией, высоконагруженных деталей, компонентов для эксплуатации при высоких температурах или деталей, требующих химического сглаживания поверхностей. PETG, например, может подойди для декоративных автомобильных деталей, но не компонентов, работающих под капотом. В последнем случае лучше полагаться на полиамиды (нейлоны) и другие инженерные термопласты, сочетающую высокую химическую и тепловую стойкость.
Особенно интересное направление — композиционные материалы с волоконными наполнителями, и здесь нам есть чем похвастаться. Мы уже достаточно давно предлагаем композиты со стекло- и углеволоконным армированием на основе разнообразных полимеров, и в настоящее время расширяем ассортимент,, в том числе композитами на основе PETG.
Композиты более трудоемки в производстве, да и сырье стоит дороже, поэтому многие композиционные материалы могут быть не по бюджету энтузиастам. PETG же достаточно недорог и сам по себе подходит для 3D-печати многих функциональных деталей, а потому служит отличной основой для бюджетных композитов.
До недавних пор в нашем ассортименте было два композита на основе полиэтилентерефталатгликоля — GF Max из линейки X-line и максимально доступный rPETG GF. Вариант GF Max содержит двенадцатипроцентную массовую долю стекловолокна, обеспечивающего высокую жесткость, и отлично подходит для функционального прототипирования нагруженных деталей.
Рекомендуемые параметры 3D-печати и технические характеристики REC GF Max:
- Температура хотэнда: 250°C
- Температура столика: 90°C
- Обдув: 20%
- Предел прочности на изгиб вдоль слоев: 80 МПа
- Модуль упругости при изгибе вдоль слоев: 2,9 ГПа
- Относительное удлинение при разрыве вдоль слоев: 2%
- Предел прочности на растяжение вдоль слоев: 38 МПа
- Модуль упругости при растяжении вдоль слоев: 2 ГПа
Оба материала усиливаются коротким стекловолокном, но GF Max изготавливается из первичного сырья, а в rPETG GF добавляется вторичное. Сильного влияния на снижение прочностных характеристик это не оказывает, зато значительно снижает себестоимость и конечную цену. К тому же, rPETG GF доступен в разных оттенках — черном, белом, желтом, красном и сером. Мы даже предлагаем rPETG GF в виде гранулятов для крупноформатной 3D-печати — элементов декора, мебели, разнообразных инсталляций. Доля стекловолоконного наполнителя в rPETG GF достигает пятнадцати процентов.
Рекомендуемые параметры 3D-печати REC rPETG GF:
- Температура хотэнда: 240°C
- Температура столика: 75°C
- Обдув: 20-40%
Теперь мы решили добавить еще два композита на основе PETG, но на этот раз с углеволоконным наполнителем. Базовый вариант называется XPET CF. Это «легкая» версия с относительно малой долей углеродного волокна — всего пять процентов. Как и чистый PETG, новый композит не требует термокамер, хотя закрытая рабочая камера не повредит. Небольшая волоконная добавка помогает стабилизировать геометрию и повышает жесткость и износостойкость, в то же время снижая вероятность забивания сопла. Сопла все равно должны быть износостойкими — из закаленной стали или карбида вольфрама, так как обычные латунные быстро растачиваются абразивными волокнами.
Рекомендуемые параметры 3D-печати и технические характеристики REC XPET CF:
- Температура хотэнда: 270°C
- Температура столика: 75°C
- Обдув: 20-40%
- Предел прочности на изгиб вдоль слоев: 107,1 МПа
- Предел прочности на изгиб поперек слоев: 80,18 МПа
- Относительное удлинение при разрыве вдоль слоев: 21,7%
- Относительное удлинение при разрыве поперек слоев: 14,75%
- Предел прочности на растяжение вдоль слоев: 66,2 МПа
- Предел прочности на растяжение поперек слоев: 46,55 МПа
- Минимальный радиус изгиба: 60 мм
- Оттенок по цветовой системе RAL: 9011 (графитовый черный)
Второй вариант получил название XPET CF ESD, где последние три литеры обозначают способность рассеивать статические заряды. Углеродное волокно неплохо проводит электрический ток, а доля волокна в этом композите достигает уже тридцати процентов. Углеволоконная добавка также делает 3D-печатные изделия более прочными на разрыв и изгиб вдоль слоев, хотя и более хрупкими при нагрузках поперек слоев. Композит XPET CF ESD создан специально с расчетом на аддитивное производство компонентов электронной техники — корпусов приборов, креплений печатных плат, хватов роботизированных манипуляторов на сборочных линиях, и тому подобного.
Рекомендуемые параметры 3D-печати REC XPET CF ESD:
- Температура хотэнда: 270°C
- Температура столика: 70°C
- Обдув: 20-40%
- Предел прочности на изгиб вдоль слоев: 116,32 МПа
- Предел прочности на изгиб поперек слоев: 38,68 МПа
- Относительное удлинение при разрыве вдоль слоев: 12,97%
- Относительное удлинение при разрыве поперек слоев: 6,23%
- Предел прочности на растяжение вдоль слоев: 69,77 МПа
- Предел прочности на растяжение поперек слоев: 20,7 МПа
- Минимальный радиус изгиба: 80 мм
- Поверхностное сопротивление: 107 Ом
- Оттенок по цветовой системе RAL: 9004 (сигнальный черный)
Подробно про нюансы 3D-печати PETG рассказывается в отдельной статье.
Новые композиты уже доступны в нашем каталоге, прямые ссылки можно найти чуть ниже.
Остались вопросы? Свяжитесь с нами, и специалисты REC будут рады предоставить подробную консультацию.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся
Вход через социальные сети