Расходные материалы для FDM печати

Виды филамента для 3D-печати по технологии FDM

Филамент — основной расходный материал для большинства FDM/FFF 3D-принтеров. Он представляет собой пластиковую нить определенного диаметра, которая подается в экструдер, нагревается и послойно формирует трехмерную модель. От выбранного пластика для 3D-принтера напрямую зависят качество печати, прочность, гибкость, термостойкость, внешний вид и другие характеристики готового изделия.

Сегодня существует множество видов филамента для 3D-печати: PLA, ABS, PETG, TPU и другие гибкие материалы, Nylon (PA), PC, PP, HIPS, PVA, инженерные и декоративные композиты. Каждый материал имеет собственные особенности и предназначен для определенных задач.

В интернет-магазине 3DMall можно купить филамент для 3D-принтера различных типов, цветов и производителей. Доступна доставка по Москве и России. Чтобы выбрать подходящую пластиковую нить, учитывайте характеристики вашего 3D-принтера и требования к будущей модели.

Какие материалы используются для FDM 3D-печати

FDM (Fused Deposition Modeling), также называемая FFF, — одна из наиболее распространенных технологий 3D-печати. Модель создается путем последовательного нанесения слоев расплавленного термопластика.

В качестве расходного материала используется филамент. Наиболее распространены нити диаметром 1,75 мм, хотя встречаются системы, рассчитанные и на другие диаметры. Совместимость конкретного материала с принтером зависит от возможностей экструдера, максимальной температуры хотэнда и рабочего стола, наличия закрытой камеры и других параметров оборудования.

Рассмотрим основные виды пластика для FDM 3D-печати, их свойства, преимущества, недостатки и области применения.

Основные виды филамента для 3D-принтера

PLA — простой и популярный пластик для 3D-печати

PLA-пластик — один из самых популярных материалов для FDM 3D-печати. Полилактид производится из сырья растительного происхождения и отличается сравнительной простотой печати, низкой усадкой и хорошим качеством поверхности.

PLA часто выбирают начинающие пользователи. Материал подходит для изготовления декоративных моделей, макетов, сувениров, прототипов, игрушек, корпусов и множества других изделий, от которых не требуется высокая теплостойкость.

К преимуществам PLA относятся низкая склонность к деформации при охлаждении, хорошая межслойная адгезия при правильно настроенной печати и возможность работы на многих 3D-принтерах с открытой камерой.

Основные недостатки стандартного PLA — сравнительно невысокая теплостойкость и меньшая ударная вязкость по сравнению с рядом инженерных пластиков. Поэтому для деталей, эксплуатируемых при повышенной температуре или значительных механических нагрузках, лучше рассмотреть другие материалы.

ABS — прочный пластик для функциональных деталей

ABS-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол) — распространенный термопластик для печати функциональных изделий. Он отличается хорошей механической прочностью, ударостойкостью и более высокой теплостойкостью по сравнению с обычным PLA.

ABS применяется для изготовления корпусов, креплений, прототипов, деталей механизмов и других изделий, рассчитанных на практическое использование. Материал хорошо поддается механической постобработке: его можно шлифовать, сверлить и окрашивать. Поверхность ABS также можно сглаживать парами ацетона при соблюдении соответствующих мер безопасности.

Главная сложность при работе с ABS — усадка материала во время охлаждения. Она может приводить к отрыву углов модели от стола, растрескиванию и другим дефектам. Поэтому для крупных изделий предпочтителен 3D-принтер с подогреваемым столом и закрытой камерой.

Во время печати ABS выделяет летучие вещества и ультрамелкие частицы, поэтому оборудование рекомендуется использовать в хорошо проветриваемом помещении или с подходящей системой вентиляции и фильтрации.

PETG — универсальный филамент для прочных изделий

PETG — один из наиболее востребованных современных материалов для FDM-печати. Он сочетает сравнительную простоту печати с хорошей прочностью, ударостойкостью и химической стойкостью.

PETG часто выбирают как промежуточный вариант между PLA и ABS: он обычно менее склонен к деформации, чем ABS, и лучше подходит для функциональных изделий, чем стандартный PLA. Материал используется для корпусов, креплений, контейнеров, технических деталей и прототипов.

При печати PETG важно правильно настроить температуру, охлаждение и расстояние между соплом и первым слоем. Конкретные параметры зависят от производителя и состава филамента.

PVA — водорастворимый материал для поддержек

PVA (поливиниловый спирт) — специализированный водорастворимый филамент. Чаще всего он используется для создания поддержек при печати сложных моделей на 3D-принтерах с несколькими каналами подачи материала.

После завершения печати поддержки из PVA можно растворить в воде. Это позволяет получать сложные геометрические формы, внутренние полости и нависающие элементы без трудоемкого механического удаления поддерживающих структур.

PVA отличается высокой гигроскопичностью и активно поглощает влагу из воздуха. Поэтому филамент необходимо хранить в герметичной упаковке с осушителем, а при появлении признаков увлажнения — сушить в соответствии с рекомендациями производителя.

Nylon (PA) — износостойкий инженерный филамент

Nylon (нейлон, полиамид, PA) применяется для изготовления прочных и износостойких функциональных деталей. Материал ценится за ударную вязкость, устойчивость к истиранию и способность выдерживать многократные механические нагрузки.

Из полиамида печатают шестерни, втулки, крепления, элементы механизмов и другие технические детали. Существуют разные марки полиамида — PA6, PA12 и различные модифицированные и композитные составы, свойства которых могут существенно различаться.

Одна из особенностей нейлона — высокая гигроскопичность. Влажный материал может заметно ухудшать качество печати, поэтому катушки следует хранить в сухих герметичных контейнерах, а перед использованием при необходимости просушивать.

PC — поликарбонат для прочных и термостойких деталей

PC (поликарбонат) — инженерный материал, который выбирают для изготовления прочных и термостойких изделий. Он подходит для функциональных прототипов, корпусов и деталей, работающих при повышенных механических и температурных нагрузках.

Поликарбонат значительно требовательнее к оборудованию, чем PLA или PETG. Для многих марок PC необходимы высокая температура экструдера, нагреваемый стол и закрытая камера. Требования зависят от состава конкретного филамента.

Поликарбонат также способен поглощать влагу, поэтому правильное хранение и предварительная сушка материала имеют большое значение для стабильной 3D-печати.

HDPE — полиэтилен высокой плотности

HDPE (полиэтилен высокой плотности) широко используется в промышленности для производства упаковки, емкостей и множества других пластиковых изделий. Однако в любительской FDM-печати этот материал распространен значительно меньше, чем PLA, PETG или ABS.

При 3D-печати HDPE необходимо учитывать его значительную усадку и сложность обеспечения надежной адгезии к рабочей поверхности. Для получения качественного результата требуется тщательно подбирать температурные режимы и параметры печати.

PP — полипропилен

PP (полипропилен) — легкий и химически стойкий материал с хорошей устойчивостью к многократным изгибам. В промышленности полипропилен применяется для изготовления упаковки, емкостей, труб, фитингов и различных бытовых изделий.

В FDM-печати PP интересен для создания гибких шарниров, емкостей и функциональных деталей. При этом материал склонен к короблению и плохо прилипает ко многим стандартным поверхностям рабочего стола, поэтому требует соответствующей подготовки платформы и точной настройки параметров.

PCL — низкотемпературный пластик

PCL (поликапролактон) — биоразлагаемый термопластик с очень низкой температурой размягчения и плавления по сравнению с большинством распространенных FDM-материалов.

Благодаря способности становиться пластичным при сравнительно невысокой температуре PCL используется в образовательных, творческих и специализированных проектах. Однако низкая теплостойкость существенно ограничивает применение готовых изделий в качестве функциональных деталей.

PPSU — высокотемпературный инженерный пластик

PPSU (полифенилсульфон) относится к высокотемпературным инженерным термопластам. Материал отличается высокой прочностью, химической и термической стойкостью и используется в профессиональных и промышленных областях.

Печать PPSU требует специализированного высокотемпературного оборудования. Обычные настольные FDM-принтеры, рассчитанные на PLA, ABS и PETG, как правило, не подходят для полноценной работы с этим материалом.

Акриловые материалы и имитация оргстекла

Материалы на основе акриловых полимеров значительно реже встречаются в классической FDM-печати, чем PLA, ABS или PETG. Для получения прозрачных изделий с оптическими свойствами обычно применяются специализированные материалы и технологии.

При выборе прозрачного филамента следует учитывать, что сама технология послойной FDM-печати обычно не позволяет получить оптическую прозрачность обычного стекла без дополнительной обработки изделия.

PET и материалы на его основе

PET (полиэтилентерефталат) известен высокой химической стойкостью и широко применяется при производстве упаковки. В FDM-сегменте значительно чаще используется его модификация PETG, которая адаптирована для более удобной экструзионной печати.

PETG получил широкое распространение благодаря сочетанию прочности, технологичности и сравнительно небольшой склонности к усадке. Поэтому при выборе филамента для обычного настольного 3D-принтера чаще имеет смысл рассматривать именно PETG.

HIPS — пластик и материал для поддержек

HIPS (ударопрочный полистирол) по некоторым особенностям печати близок к ABS и может использоваться как самостоятельный материал для изготовления моделей и функциональных деталей.

Важная особенность HIPS — возможность растворения в лимонене. Благодаря этому его применяют в качестве материала поддержек при двухматериальной печати, в частности в сочетании с совместимыми типами ABS.

При работе с HIPS рекомендуется обеспечить хорошую вентиляцию помещения и соблюдать рекомендации производителя конкретного филамента.

Гибкие филаменты: TPU, TPE и FLEX

Отдельную категорию материалов для FDM-печати составляют гибкие филаменты. К ним относятся TPU, TPE и различные материалы, которые производители обозначают как FLEX.

Такие нити применяются для изготовления чехлов, прокладок, уплотнений, амортизирующих элементов, гибких соединений, колес, протекторов и других эластичных изделий. Степень гибкости определяется, в частности, твердостью материала по шкале Shore.

Для стабильной печати мягкими филаментами большое значение имеют конструкция экструдера, траектория подачи нити и правильно выбранная скорость печати.

Композитные и декоративные филаменты для 3D-печати

Помимо стандартных термопластов существуют композитные филаменты, содержащие древесные, минеральные, металлические, углеродные и другие наполнители. Они позволяют изменять внешний вид и эксплуатационные свойства напечатанных изделий.

Филамент с наполнителем из древесины

Древесные композиты содержат базовый полимер и мелкодисперсный древесный наполнитель. Напечатанные изделия визуально и тактильно могут напоминать натуральную древесину и хорошо подходят для декоративных моделей, макетов, сувениров и элементов дизайна.

В зависимости от состава материала и температуры печати оттенок поверхности может изменяться. После печати некоторые древесные композиты можно шлифовать и подвергать другой механической обработке.

При выборе такого материала необходимо учитывать рекомендации производителя относительно диаметра сопла: частицы наполнителя повышают риск засорения слишком узкого сопла.

Laybrick и филаменты с минеральным наполнителем

Композиты с минеральным наполнителем позволяют получать изделия с поверхностью, напоминающей камень, керамику или песчаник. Такие материалы востребованы при изготовлении архитектурных макетов, скульптур, сувениров и декоративных элементов.

Свойства и требования к печати зависят от конкретного состава, поэтому универсальных настроек для всех минеральных филаментов не существует.

BronzeFill и филаменты с металлическим наполнителем

Металлонаполненный филамент представляет собой полимерную основу с добавлением частиц металла. Например, BronzeFill содержит бронзовый наполнитель, позволяющий придать модели характерный внешний вид и увеличить ее массу по сравнению с обычным пластиком.

После печати изделия из некоторых металлонаполненных композитов можно шлифовать и полировать, добиваясь выраженного металлического эффекта.

При этом такие материалы не следует путать с печатью настоящими металлическими сплавами: основой большинства декоративных FDM-композитов остается термопластичный полимер.

Филамент с углеволокном и стекловолокном

Для функциональной 3D-печати выпускаются композиты с добавлением углеродного или стеклянного волокна. В качестве основы могут использоваться PA, PETG, PC и другие полимеры.

Волокнистые наполнители способны повышать жесткость материала и изменять его механические характеристики. Однако такие филаменты обладают повышенной абразивностью и могут быстро изнашивать стандартные латунные сопла. Для работы с ними обычно применяют износостойкие сопла, подходящие для конкретного материала.

Какой филамент выбрать для 3D-принтера

Однозначно лучшего пластика для всех задач не существует. Выбор филамента для 3D-печати зависит от характеристик принтера, конструкции модели и условий эксплуатации готового изделия.

Перед покупкой рекомендуется обратить внимание на следующие параметры:

• диаметр филамента и его совместимость с вашим 3D-принтером;
• температуру печати, которую способен обеспечить хотэнд;
• необходимость подогрева рабочего стола;
• наличие или отсутствие закрытой камеры;
• прочность, жесткость и гибкость будущей детали;
• требуемую теплостойкость и химическую стойкость;
• склонность материала к усадке и короблению;
• гигроскопичность и требования к хранению;
• необходимость последующей шлифовки, окрашивания или другой обработки;
• цвет, фактуру и внешний вид готового изделия.

PLA, PETG или ABS — что лучше выбрать

Для начинающих пользователей одним из наиболее удобных вариантов обычно становится PLA. Он сравнительно прост в печати, мало деформируется и подходит для большинства декоративных моделей, макетов и прототипов.

PETG стоит рассмотреть, когда требуется сочетание удобства печати и хороших эксплуатационных характеристик. Он подходит для многих функциональных деталей и обычно обладает большей ударной вязкостью и теплостойкостью, чем стандартный PLA.

ABS применяется для прочных функциональных изделий и хорошо поддается постобработке, однако требует более тщательного контроля температуры и условий печати. Для крупных моделей из ABS особенно полезны нагреваемый стол и закрытая камера.

Для гибких изделий выбирают TPU или другой FLEX-филамент, для износостойких технических деталей — Nylon (PA), а для высоких механических и температурных нагрузок можно рассматривать PC и специализированные инженерные пластики, если возможности 3D-принтера позволяют работать с ними.

Температура печати разных видов филамента

Температура сопла и рабочего стола зависит не только от типа полимера, но и от конкретной марки и состава филамента. Например, два материала PLA разных производителей могут иметь разные рекомендуемые температурные диапазоны.

Поэтому приведенные в общих справочных материалах значения следует воспринимать как ориентировочные. Основными должны быть параметры, указанные производителем конкретного филамента на упаковке, катушке или в технической документации.

Если качество печати неудовлетворительное, температуру, скорость, обдув, ретракт и другие параметры можно дополнительно откалибровать с помощью тестовых моделей.

Как правильно хранить филамент

Правильное хранение пластика непосредственно влияет на качество FDM-печати. Многие полимеры способны поглощать влагу из окружающего воздуха, особенно PVA, Nylon и некоторые инженерные материалы.

Катушки рекомендуется хранить в герметичных контейнерах или пакетах вместе с влагопоглотителем. Если филамент набрал влагу, во время экструзии могут появляться пузырьки, потрескивание, неровная поверхность, повышенное количество нитей и ухудшение прочности готовой детали.

Температура и продолжительность сушки зависят от полимера и конкретной марки материала. Перед сушкой необходимо ознакомиться с рекомендациями производителя, чтобы не деформировать катушку и сам филамент.

Купить филамент и пластик для FDM 3D-принтера

В каталоге 3DMall представлен широкий выбор пластика и филамента для 3D-принтеров. Вы можете подобрать материал по типу, производителю, диаметру, цвету, характеристикам и цене.

Перед заказом проверьте совместимость выбранной нити с вашим оборудованием. Особое внимание следует обратить на диаметр филамента, допустимую температуру хотэнда, наличие подогреваемого стола и требования к закрытой камере.

Если вы не знаете, какой пластик выбрать — PLA, PETG, ABS, TPU, Nylon или другой материал, — специалисты 3DMall помогут подобрать филамент с учетом модели вашего 3D-принтера и задач, которые необходимо решить.

Часто задаваемые вопросы о филаменте для 3D-печати

Какой филамент лучше для начинающих?

Для первых моделей чаще всего выбирают PLA. Он сравнительно прост в настройке, имеет небольшую усадку и позволяет получать качественные изделия на большинстве настольных FDM 3D-принтеров.

Какой пластик выбрать для прочных деталей?

Выбор зависит от характера нагрузки. Для многих бытовых и функциональных изделий подходит PETG. Для более требовательных задач используются ABS, ASA, Nylon, PC и различные инженерные композиты. Необходимо учитывать не только прочность материала, но и его жесткость, ударную вязкость, теплостойкость и условия эксплуатации.

Какой филамент подходит для гибких деталей?

Для эластичных изделий применяются TPU, TPE и другие разновидности FLEX-филамента. При выборе следует обращать внимание на твердость материала и совместимость с системой подачи конкретного 3D-принтера.

Чем PETG отличается от PLA?

PLA обычно проще печатается и хорошо подходит для декоративных моделей и прототипов. PETG чаще выбирают для функциональных изделий благодаря сочетанию прочности, ударостойкости и химической стойкости. При этом точные свойства зависят от состава материала и производителя.

Какой диаметр филамента выбрать?

Необходимо использовать диаметр, предусмотренный конструкцией конкретного 3D-принтера и его экструдера. Для многих современных настольных моделей стандартным является филамент диаметром 1,75 мм. Перед покупкой обязательно проверьте технические характеристики оборудования.

Почему филамент нужно хранить в сухом месте?

Многие материалы поглощают влагу из воздуха. Увлажненный филамент может хуже печататься, образовывать пузырьки и неровности, а также снижать качество поверхности и механическую прочность модели. Особенно чувствительны к влаге PVA, Nylon и некоторые инженерные пластики.

Другие расходные материалы для 3D-печати

FDM — не единственная технология аддитивного производства. Для фотополимерных SLA, DLP и LCD/MSLA 3D-принтеров вместо пластиковой нити применяются жидкие фотополимерные смолы, свойства которых также выбираются с учетом оборудования и назначения готовых изделий.

Подробнее о материалах для фотополимерных принтеров читайте в статье: «Расходные материалы для SLA-печати».