3D ручки. Часть 2. Какие материалы используются в горячих 3D ручках и чем отличается пластик для 3D ручек? Характеристики пластиков (ABS, PLA, Flex…) для 3D ручек

В данной части статьи описаны наиболее часто используемые пластики для горячих 3Д ручек с их достоинствами и недостатками. Также приведены основные характеристики материалов пластиков и область/сфера их применения.

Первая часть статьи-обзора, посвященная обзору и устройству горячих 3D-ручек.

ABS-пластик

Конструкции, созданные из ABS пластиков, отличает  достаточно высокая надежность, поскольку ABS пластики отличает высокая прочность и неплохая гибкость, однако при нагреве они выделяют летучие органические вещества (ЛОВ), которые несколько токсичнее испарений PLA-пластиков, хотя при нагреве последнего свыше 200 градусов Цельсия и он способен стать источником токсичных испарений. ABS пластик плохо липнет к поверхностям. С одной стороны, это является плюсом, поскольку он легко отлипает от практически любых поверхностей, так что вам не придется бояться, что повредите созданное изделие в процессе отрывания от стола, бумажной, картонной или пластиковой подставки без использования дополнительных инструментов в виде скальпеля, ножа или миниатюрного ломика. С другой стороны, невысокая адгезия к поверхностям АБС пластика может создать неудобства, поскольку еще не готовое изделие может начать елозить по столу, так что придется его придерживать или закреплять, особенно если вы используете сразу две 3D ручки, по-македонски, так сказать.

abs-filament

К достоинствам АБС-пластика можно отнести:

— относительно низкую стоимость;

— стабильность размеров до и после застывания;

— довольно высокие показатели эластичности и стойкости к ударам;

— нетоксичность в нормальных условиях;

— долговечность;

— влагостойкость;

— широкий диапазон эксплуатационных температур, теплостойкость – до 100-113 градусов Цельсия в зависимости от марки ABS-пластика;

— устойчивость к растворам кислот (кислотостойкость) и неорганических солей;

— устойчивость к щелочам, моющим средствам;

— устойчивость к жирам, смазочным материалам/маслам (маслостойкость), бензину и углеводородам и их большей части их производных;

— гладкая блестящая или матовая поверхность;

— растворим в ацетоне, что позволяет сгладить наложения нитей пластика друг на друга.

К основным недостаткам АБС пластика можно отнести:

— токсичность (образование паров ядовитого акрилонитрила) при нагреве;

— реакции с органическими соединениями (например, при взаимодействии со спиртом и спиртосодержащими жидкостями выделяется стирол) и медицинским биоматериалом;

— слабую устойчивость к прямым солнечным лучам и ультрафиолету (УФ излучению);

— растворимость в бензоле, ацетоне, анилине, этилхлориде, этиленхлориде и некоторых других химических соединениях;

— слабую устойчивость к атмосферным воздействиям;

— слабые электроизоляционные свойства;

— бывает, что закручивается в процессе работы;

— требует нагретой поверхности, с которой будет соприкасаться разогретая нить.

Если вас испугали недостатки ABS пластиков, то за АБС пластик хочется сказать, что на его основе изготавливаются CD и DVD диски; корпуса различных инструментов (включая электроинструменты), бытовых приборов, миксеров, пылесосов, микроволновок, холодильников, телевизоров и даже аккумуляторов (включая автомобильные и для детских игрушек),  пластиковые детали интерьера и внешней отделки автомобилей, такие как облицовка дверей, корпуса зеркал, бампера, облицовка дверей, детали и панели салона, колпаки колес, решетки радиаторов.

 

PLA-пластик

PLA-пластик (ПЛАстик, PLAстик, ПЛА-стик, PLA-стик) изготавливают на основе натуральных ежегодно возобновляемых ресурсов/компонентов: кукурузного или картофельного крахмала, соевого белка, целлюлозы и других растительных компонентов путем поликонденсации молочной кислоты и полимеризации лактида, так что является экологичным материалом, как по свойствам, так и по циклу производства.  При нагревании Полиактид (PLA, ПЛА) не имеет резкого запаха, как, например, АБС пластик.

pla-filament

К плюсам ПЛА пластика можно отнести:

— нетоксичность (если не нагревать свыше 200 градусов);

— широкая цветовая палитра, включая прозрачный пластик;

— стабильность размеров, как и у АБС пластика;

— низкая температура стеклования (50-55 градусов) и размягчения нити, что снижает энергозатраты;

— гладкость поверхности готового продукта;

— легко металлизируется;

— не скручивается, как АБС-пластик;

— низкий коэффициент трения, что позволяет изготавливать из него подшипники;

— не требует нагрева рабочей поверхности стола (места соприкосновения пластика с опорными поверхностями).

Из недостатков PLA –пластика можно отметить следующие:

— более высокая цена по сравнению с ABS пластиками;

— слабая устойчивость к атмосферным воздействиям, как и у АБС пластиков;

— низкий срок службы изделий – не более 2-х лет из-за природного происхождения сырья и биоразлагаемости материала. При температуре свыше 55 градусов Цельсия и во влажной среде процесс ускоряется;

— плохо склеивается;

— не взаимодействует с ацетоном, что затрудняет процесс сглаживания созданной поверхности.

Flex пластик

Флекс-пластик  представляет собой гибкий материал, по своим свойствам схожий с твердым силиконом. Температура плавления схожа с АБС пластиками, высокие показатели эластичности (гибкости и пластичности), ударопрочен, стоек к маслам, бензину и растворителям, обладает высокой износостойкостью, не поддается механической обработке. Может быть склеен с использованием синтетических каучуков или паяльного фена.

flex-filament-plastic

Температура сопла: 220 — 250°С

Температура стола: 80 — 120°С

Рекомендуемая скорость печати: 5 — 30мм/с.

Горячие 3D ручки обладают функцией автоматического отключения после определенного времени бездействия, например, 5 или 7 минут.

Почти все модели горячих ручек снабжены миниатюрными вентиляторами, обдувающими выходящий из сопла филамент для его более быстрого застывания. Помимо этого, большинство горячих 3D перьев обладают регуляторами температуры, способными настроить температуру нагревательного элемента, плавящего поступающий на него пластик.

Ручки продаются как по отдельности, так и в составе наборов-стартеров или профи, содержащих различные пластиковые прутки, отличающиеся цветом, типом-пластика, могут содержать люминисцентные/флуоресцентные/светящиеся в темноте стики и т.д.

Некоторые модели 3D ручек оснащены LCD дисплеем, который позволяет контролировать температуру нагревания и скорость подачи пластикового прута, по сути, контролируя скорость трехмерного рисования.

Для некоторых 3D ручек уже выпускаются “приспособы”, например, педаль для 3Doodler, которая способна регулировать подачу пластика.

В третьей части данной статьи-обзоре мы поговорим о холодных 3Д ручках: 3D ручки. Часть 3. Холодные 3D ручки (ультрафиолетовые 3D ручки).

Автор: Максим Голдобин (aka MANMANA)

goldmaxval@gmail.com

3 Comment

  1. Avari says: Ответить

    Thanks for the ingihst. It brings light into the dark!

  2. Аноним says: Ответить

    Everything is very open with a really clear clarification of the issues.

    It was really informative. Your website is very useful.

    Many thanks for sharing!

  3. Priv says: Ответить

    Hi to every body, it’s my first visit of this web site. it consists of awesome and really excellent information designed for visitors.

Добавить комментарий