Jaki filament wybrać do użytku na zewnątrz?

cze29

Jaki filament wybrać do użytku na zewnątrz?

 

Dziś postanowiliśmy rozwiać wasze wątpliwości w kwestii najlepszego filamentu do użytkowania na zewnątrz. Druk 3d jest coraz częściej i chętniej wykorzystywany w produkcji elementów w różnych branżach i obszarach. Często druki narażone są na różne czynniki atmosferyczne, takie jak wiatr, deszcz czy promienie słoneczne. Niestety nie wszystkie filamenty sprawdzą się w takich warunkach. W tym artykule przedstawimy Wam jak filamenty radzą sobie w deszczu czy słońcu oraz przedstawimy nasze sprawdzone materiały.

Jaki wpływ ma promieniowanie UV na filamenty?

 

Pierwszym czynnikiem, który ma destrukcyjny wpływ na filamenty są promienie UV.

Światło UV z czasem wybiela i rozkłada wydruki z filamentu PLA, powodując blaknięcie koloru i kruchość wydruku. Czas, po jakim degradacja stanie się widoczna, zależy od wielu czynników. Wpływa na to m. in. jakość samego filamentu, ilość promieni słonecznych na które jest narażony wydruk 3d (w słońcu degradacja będzie zdecydowanie szybciej postępować niż w cieniu).

Filamenty, które dobrze radzą sobie z promieniami słonecznymi to PETG i ASA. Materiały te są odporne na promieniowanie UV i mogą wytrzymać różne warunki pogodowe, dzięki czemu nadają się do użytku zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.

Jaki wpływ ma temperatura na filamenty?

 

Kolejny czynnik, na który narażone są filamenty na zewnątrz to temperatura. Analizując filamenty w tym aspekcie będziemy posiłkować się temperaturą zeszklenia – czyli temperaturą, w której materiały zaczynają się topić lub zmieniać stan. PLA ma temperaturę zeszklenia od 43,89 °C do 62,78 °C i jest to najniższa temperatura spośród analizowanych materiałów. Równocześnie materiał jest stosunkowo odporny na działanie niskich temperatur. Na wysokie temperatury natomiast dobrze reaguje ABS i ASA.

Jaki wpływ ma wilgoć na filamenty?

 

Szukając filamentu, który sprawdzi się do użytkowania na zewnątrz powinniśmy zwrócić szczególną uwagę na jego higroskopijność czyli zdolność do wchłaniania wilgoci lub wiązania się z wodą.

Higroskopijne filamenty pochłaniają wilgoć z powietrza i mogą powodować wiele problemów z drukowaniem. Nasilenie wpływu wilgoci na drukowanie zależy od poziomu wilgotności i długotrwałego narażenia na ten czynnik.

W normalnych warunkach odsłonięty filament PLA pochłania wilgoć i pęcznieje do 40 mikrometrów w ciągu około 150 godzin. Ponieważ każda warstwa wydruku jest cienka, wzrost średnicy filamentu o 20-40 mikronów spowodowany wilgocią może być katastrofalny - nasz wydruk będzie skazany na niepowodzenie. Filamenty do druku 3d charakteryzują się różnym stopniem wchłaniania wilgoci. Dla przykładu nylon przechowywany w normalnych warunkach osiągnie punkt nasycenia wilgocią już po 18 godzinach.

Niektóre skutki zawilgoconych materiałów podczas drukowania to zakłócenia, bąbelki i para wydobywającą się z dyszy drukarki. Wilgotny filament często odkleja się od stołu, a w większości przypadków wydruki stają się miękkie i kruche. Dodatkowo możliwe jest zapchanie się dyszy.

Aby rozwiązać problemy związane z wilgocią, zaleca się przechowywanie filamentów w środowisku z niską wilgotnością, a zaraz przed drukiem dodatkowo polecamy dobrze wysuszyć materiał w przeznaczonych do tego urządzeniach.

 

Wydruk wykonany ASA producenta Fiberlogy

Jaki filament do użytku na zewnątrz będzie łatwy w druku?

 

Najłatwiejszym filamentem do drukowania jest PLA. Charakteryzuje się bardzo dobrą adhezją do stołu jak również bardzo dobrą spoistością warstw. Ma bardzo niski skurcz i nie wymaga zamkniętej drukarki jak również grzanego stołu.

PETG, ASA wymagają wyższych temperatur druku i podgrzewanego stołu w drukarce 3D, ale są również dość proste w druku.

ABS wymaga wysokich temperatur, dobrze nagrzanego stołu oraz grzanej komory. Wydruki z ABS są podatne na skurcz, co nieco utrudnia pracę z tym filamentem. Podczas zdejmowania ze stołu dużych elementów należy pamiętać o wcześniejszym schłodzeniu modelu. Plusem ABSu jest niewątpliwie jego łatwa obróbka. Elementy można z powodzeniem szlifować oraz wygładzać acetonem.

Wiele drukarek, szczególnie hobbystycznych nie posiada zamkniętych komór, które zdecydowanie ułatwiają drukowanie – dzięki zamkniętej komorze mamy wpływ na środowisko pracy drukarki i możemy zapewnić optymalne warunki do druku.

 

Czy wszystkie typy filamentów są odpowiednie do użytku zewnętrznego?

 

Odpowiedź brzmi TAK. Każdy filament może zostać wykorzystywany na zewnątrz, ale niektóre z nich będą wymagały dodatkowych powłok ochronnych np. żywicy epoksydowej odpornej na promieniowanie UV.
Ważne jest również przeznaczenie wydruków. Elementy funkcjonalne zdecydowanie gorzej zniosą warunki atmosferyczne niż wydruki pełniące jedynie funkcje dekoracyjne. Dlatego jeśli Twój wydruk ma nie tylko wyglądać, ale również pracować, radzimy wykorzystać filamenty lepiej radzące sobie z czynnikami takimi jak promieniowanie UV czy wilgocią.

 

Najbardziej polecane przez nas materiały do drukowania na zewnątrz to:

 

ASA: Filament ASA jest bardzo podobny do ABS, ale ma tę wyraźną zaletę, że jest odporny na promieniowanie UV i może wytrzymać wszystkie warunki pogodowe. Wymaga podgrzewanego stołu o temperaturze 90-120°C oraz zamkniętej komory. Najlepiej wyłączyć wentylatory chłodzące na czas drukowania. Dzięki temperaturze zeszklenia 100°C wydruki są odporne na wysokie temperatury, a przy tym są odporne na uderzenia i chemikalia.

 

Zdecydowanie dobrym wyborem będzie Calibram UV od HMF Chemical, który został zaprojektowany, tak aby świetnie sprawdzał się na zewnątrz. Nie jest to ASA, ale może być traktowany jako jego zamiennik. Jest łatwy w druku jak PLA oraz PET-G, a równocześnie bardzo dobrze radzi sobie z warunkami atmosferycznymi.

 

Alternatywnym wyborem będzie ASA od Fiberlogy. Materiał posiada wyjątkową odporność na promieniowanie UV, wysokie temperatury (nawet do 94°C) oraz wilgotność co sprawia, że dobrze sprawdza się do drukowania elementów poddawanych długotrwałemu wpływowi warunków atmosferycznych. Filament ten jest równocześnie wytrzymały i łatwy w drukowaniu.

 

Warto też wspomnieć o ApolloX ™ od Formfutury. Filament ApolloX jest odporny na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne, dzięki czemu zachowuje swój kolor, dodatkowo jest wytrzymały i odporny na ciepło, to sprawia, że sprawdza się do zastosowań zewnętrznych i samochodowych.

 

 

ABS: ABS ma tę wadę, że nie jest odporny na promieniowanie UV, ale radzi sobie lepiej niż PLA w warunkach zewnętrznych. Jednak drukowanie jest trudne z tych samych powodów, co filament ASA. Wymaga podgrzewanego stołu o temperaturze od 90°C do 120°C i musi być drukowany w zamkniętej drukarce (można drukować bez obudowy, ale jest to trudniejsze). Wydruki z ABS są bardzo wytrzymałe i twarde. Świetnie sprawdzają się w przypadku części maszyn, ale ich brak odporności na promieniowanie UV ogranicza ich zastosowanie na zewnątrz.

PETG: Filament PETG nie jest biodegradowalny. Jest łatwy w druku, ponieważ nie wymaga zamkniętej komory do drukowania. Dodatkową zaletą jest to, że jest odporny na promieniowanie UV i wodę, dzięki czemu jest doskonałym filamentem do użytku na zewnątrz. Jego wytrzymałość na rozciąganie jest prawie tak dobra jak ABS, ale jest trwalszy, mimo że ABS jest twardszy i zapewnia sztywniejszy wydruk. PETG ma dość wysoką temperaturę zeszklenia ( 80°C). Natomiast pamiętajmy, że stół podgrzany do temperatury około 70°C to warunek wstępny udanego drukowania.

Jakich filamentów unikać do stosowania na zewnątrz?

 

Filamentem, który nie jest przez nas polecany do stosowania na zewnątrz to PLA ze względu na brak odporności na promieniowanie UV.

PLA również nie radzi sobie tak dobrze w wysokich temperaturach ze względu na niską temperaturę zeszklenia wynoszącą 60°C - pod wpływem temperatury zacznie się odkształcać. Należy też pamiętać o jego higroskopijności, która wpłynie na osłabienie wydruku.

Jeśli jednak zdecydujesz się na PLA, warto postawić na PLA Matte od F3D- mieszanka ta ma dodane stabilizatory UV, dzięki temu sprawdzi się w warunkach panujących na zewnątrz.

 

Co zrobić, aby zapewnić wydrukowi odporność na promieniowanie UV?

 

Wydruki z filamentów, które nie są odporne na działanie promieni UV można pokryć specjalnym, preparatem, który zwiększy jego wytrzymałość na promieniowanie UV. Należy jednak pamiętać, że taka powłoka może się uszkodzić i nasz wydruk będzie narażony na degradacje. Dlatego zalecamy wybierać jednak filamenty odporne na działanie promieniowani UV.

 

Podsumowanie

 

Aby ułatwić Wam wybór, poniżej zamiesiliśmy tabelkę, w której porównaliśmy najpopularniejsze filamenty, pod względem odporności na czynniki, na jakie narażone są elementy na zewnątrz. Mamy nadzieję, że to pomoże Wam w wyborze najlepszego dla Was filamentu do wydruków, które mają być wykorzystywane na zewnątrz.

 

 Porównanie wybranych filamentów

cze  29