Является ли PLA термостойким? ABS, ASA, PETG и многое другое!

При 3D-печати мы всегда должны учитывать конечное использование и размещение нашего отпечатка. Это сэкономит нам огромное количество часов печати, ненужного материала и неожиданных неприятных сюрпризов.

Одним из наиболее важных моментов, которые следует учитывать, является температура, которой будет подвергаться деталь. Учитывая тот факт, что PLA является наиболее популярным термопластиком, используемым в 3D-печати, неудивительно, что нам может быть интересно узнать, является ли PLA термостойким или нет.

Не рекомендуется использовать PLA для печати моделей, которые будут подвергаться воздействию температур выше 60 °C (149 °F). в течение длительных периодов времени из-за того, что это его температура стеклования, и он начнет деформироваться, как только достигнет этой температуры, что делает его не подходящим термопластом для такой среды. Вместо этого следует использовать ABS, поликарбонат или PETG.

Сказав, что, если PLA является единственным доступным вариантом, можно увеличить его сопротивление путем отжига объекта.

Расплавится ли PLA на солнце

Температура плавления PLA составляет от 160°C до 180°C, а это означает, что он никогда не растает на солнце, где бы вы ни жили. Тем не менее PLA менее устойчив к нагреву, чем другие нити, такие как ABS, PET или PETG, и обычно не рекомендуется для использования, требующего длительного пребывания на открытом воздухе и на солнце.

В двух словах, эмпирическое правило:никогда не используйте PLA для 3D-печати функциональных деталей или объектов, предназначенных для использования на открытом воздухе. Если вам не нравится ABS, используйте PET или PETG для этих двух вариантов использования.

Как я упоминал ранее, в зависимости от сырья, добавок, цветов и производственного процесса, используемого конкретной маркой для изготовления нити PLA, ее температура плавления может быть где-то между 160-180°C. Даже в безумно жаркий летний день никогда не бывает так жарко, как 160 градусов. Так что ответ:НЕТ, PLA не расплавится на солнце. Хотя он не расплавится, он станет хрупким и потеряет прочность на растяжение и ударопрочность.

Кроме того, из-за того, что температура стеклования (Tg) PLA составляет всего 60°C-65°C, ваши отпечатки из PLA также будут деформироваться, изгибаться, скручиваться, деформироваться и провисать в течение нескольких часов, если вы оставите их в покое. их на солнце в жаркий день.

Если вы живете в регионе, где обычно не бывает экстремально высоких температур, вы можете подумать, что эти предыдущие предложения не применимы к вашему конкретному сценарию. Хотя вы можете быть правы, имейте в виду, что требуется всего несколько дней в году, чтобы деформировать, согнуть и разрушить структурную целостность вашей 3D-печати.

Еще одна вещь, которую вы должны учитывать при печати объекта, который будет подвергаться воздействию солнечного света, — это его цвет. Из-за того, что более темные объекты более эффективно поглощают ультрафиолетовый свет и энергию, они также имеют тенденцию нагреваться быстрее (и больше), чем белые объекты. Хотя общая рекомендация состоит в том, чтобы по-прежнему избегать использования PLA для этой цели, выбирайте более четкие цвета, если у вас нет других доступных вариантов.

Расплавится ли PLA внутри автомобиля?

Даже если температура окружающей среды всего 35-40С, этого будет достаточно, чтобы объекты PLA деформировались, покоробились или провисли. Если у вас есть цифровой термометр, вы сможете убедиться, что температура в салоне автомобиля, припаркованного под прямыми солнечными лучами, примерно на 10–20 °C выше, чем температура снаружи. В основном это связано с парниковым эффектом в салоне, а также цветом кузова и салона автомобиля.

Предметы, размещенные на приборной панели, будут наиболее подвержены деформации и короблению в теплый день, но размещение предмета на заднем сиденье или в багажнике не гарантирует, что предмет сохранит свою форму и структурные свойства. Хотя размещение объекта внутри багажника технически защитит его от парникового эффекта, он все равно будет подвержен деформации, если будет находиться там в течение длительного времени.

В тех случаях, когда объект нужно только перевезти из одного места в другое на машине в жаркий день, рекомендую поместить его в холодильник. Хотя это может показаться немного экстремальным, в таких случаях всегда лучше предотвратить, чем реагировать. Особенно, если наша печать заняла несколько часов.

Лучшие нити по термостойкости

Поликарбонат (устойчив к температуре 150 °C)

Обычно ПК бывает двух видов:ПК/ПБТ (полибутилентерефталат) и ПК (прямой поликарбонат). Температура их стеклования составляет 110°С и 150°С соответственно.

Поликарбонат стоит немного дороже, чем другие нити, но это один из лучших термопластов, когда дело доходит до термостойкости. Это привело к тому, что многие отрасли промышленности предпочитают использовать ПК в качестве термопласта. Кроме того, это очень прочный и устойчивый к истиранию материал с хорошей прочностью на растяжение и ударопрочностью.

Имейте в виду, что если у вас нет доступа к промышленному 3D-принтеру, вы не сможете печатать из чистого поликарбоната, и вам придется пойти на компромисс и использовать смесь поликарбонатов, очень похожую на Prusa PC Blend или поликарбонатную нить Polymaker.

ABS (устойчив к температуре 105 °C)

Благодаря температуре стеклования 105°C АБС-пластик также является одним из лучших вариантов для печати термостойких деталей. Это также дешевый, широко доступный и прочный материал. Недостатком является то, что это сложно, грязно печатать и создает токсичные пары, которые требуют от нас действительно подумать об установке надлежащей вентиляции.

ПЭТГ (устойчив к температуре 80°C)

PETG имеет температуру стеклования 80°C. Он работает намного лучше, чем PLA, и неплохо держится в жаркий летний день даже при температуре окружающей среды выше 45°C.

По моему собственному неподтвержденному и далекому от научного опыту, даже PETG черного цвета является хорошей нитью для печати функциональных объектов на открытом воздухе. Они легко могут прослужить долгие годы, прежде чем выйдут из строя.

Сказав это, я все еще не рекомендую его для печати объектов для вашего автомобиля. В теплых регионах температура в салоне автомобиля, припаркованного под прямыми солнечными лучами с выключенным охлаждением, может достигать 70С. Это может легко деформировать, деформировать или провиснуть отпечатки PETG.

Если вы думаете о печати с помощью PETG, то я бы порекомендовал вам прочитать эту статью, которую я написал о том, какие конкретные настройки использовать, и вам также следует приобрести эту нить PETG, поскольку есть очень дешевые нить, которая печатает ужасно!

Стойкий ли PLA к УФ-излучению?

PLA ни в коем случае не является термопластом, устойчивым к ультрафиолетовому излучению. Он может быть необратимо поврежден при воздействии солнечного света в течение длительного периода времени.

PLA производится из органических соединений, полученных из растений, и является биоразлагаемым, а ультрафиолетовые лучи вызывают фотохимические эффекты в структуре его полимерных молекул. Это ускоряет процесс деградации, и PLA быстро становится хрупким и легко ломается. Подводя итог, как упоминалось ранее, вообще не рекомендуется печатать функциональные детали PLA, если есть риск воздействия ультрафиолета.

Повлияет ли солнечный свет на внешний вид объекта, напечатанного PLA?

PLA отлично подходит для печати эстетичных моделей. Воздействие УФ-лучей при нормальной температуре не приведет к их деформации, деформации или провисанию, но будьте уверены, они станут ломкими и слабыми. Единственная проблема заключается в том, что фотохимический эффект, вызванный УФ-лучами, также вызывает деградацию красящих пигментов. Это означает, что цвет моделей PLA довольно быстро тускнеет под воздействием УФ-излучения.

Лучшие нити, устойчивые к ультрафиолетовому излучению, для 3D-печати

Хотя ранее мы рассмотрели наиболее термостойкие нити, и этот раздел кажется излишним, важно провести различие между воздействием ультрафиолетового излучения и термостойкостью. Хотя они, как правило, идут рука об руку при работе на открытом воздухе, это не всегда так.

ПЭТГ

PETG в чистом виде (без красителей и добавок) неплохо работает на открытом воздухе и достаточно устойчив к воздействию прямых солнечных лучей даже в течение длительного периода времени. В качестве примечания, он также устойчив к агрессивным химическим веществам и воде, что делает его совместимым термопластиком для большинства случаев использования вне помещений.

Почему PETG работает лучше, чем ABS и PLA, при солнечном свете

Благодаря своей гладкой поверхности PETG способен просто отражать большую часть излучения, попадающего на его поверхность. Следовательно, УФ-излучение не запускает фотохимические реакции, которые могут сделать его хрупким и обесцветить.

Натуральный PETG прозрачен. Это означает, что он не удерживает тепловую энергию внутри полимерной структуры. Следовательно, он более устойчив к повышению температуры окружающей среды.

В отличие от ABS, который является жестким, полимерная структура PETG довольно гибкая, что позволяет ему расширяться и сжиматься. Как следствие, он расширяется и сжимается при изменении температуры, смягчая негативные последствия климатической изменчивости.

ASA (акрил-стирол-акрилонитрил)

ASA — очень легкий термопласт, разработанный как альтернатива ABS. Это лучший выбор для печати функциональных деталей, устойчивых к нагреванию и ультрафиолетовому излучению, так как он также достаточно прочен, обладает высокой ударопрочностью и высокой износостойкостью.

ASA является наиболее рекомендуемой нитью для печати объектов, подверженных суровым и экстремальным погодным условиям. Благодаря своим характеристикам, он уже используется производителями для изготовления домов, устойчивых к атмосферным воздействиям, для светодиодного освещения и солнечных батарей. Приборные панели автомобилей также обычно изготавливаются из ASA.

Хотя по структуре он похож на ABS, ASA более устойчив к атмосферным воздействиям и ультрафиолетовому излучению (в 10 раз).

Недостатком ASA является то, что он дорог по сравнению с его альтернативами. Этим термопластиком также трудно печатать на обычном принтере, что приводит к неудачным отпечаткам и перерасходу материала.

Как сделать PLA более термостойким

Благодаря низкой сложности процесса и хорошим результатам, которые мы можем получить, отжиг объекта PLA является одним из лучших способов значительно повысить прочность и термостойкость объектов PLA.

Под отжигом объекта PLA я имею в виду медленный нагрев до 60°C (140°F) или чуть выше, но ниже 160°C (320°F). Другими словами, вы должны подвергать указанный объект температуре немного выше температуры стеклования, но определенно ниже его температуры плавления. Я рекомендую подвергать печатный объект воздействию этой температуры примерно на 30–45 минут.

Как отжиг повышает прочность и термостойкость 3D-печатного объекта?

Отжиг позволяет сделать печатные детали более прочными и долговечными за счет увеличения количества крупных кристаллических структур в пластике, что способствует более равномерному перераспределению напряжений и тепловой энергии.

Пластмассы на микроскопическом уровне обычно кажутся неорганизованными и аморфными. Они, вероятно, вызывают явление, называемое «полосатостью», при печати, когда пластик быстро остывает в одних областях, образуя маленькие кристаллы, и медленно в других областях, где образуются большие кристаллы. Процесс отжига ослабляет структуру детали, и, таким образом, формованные напряжения уменьшаются.

Отжиг также упрощает постобработку и экономит время и затраты на процессы отделки за счет того, что он также сглаживает поверхности объекта, заполняет недостающие отверстия. Отжиг делает деталь отлитой под давлением, что обычно считается более профессиональным и промышленным.

Ознакомьтесь с разделом рекомендуемых продуктов

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, который позволит вам избавиться от догадок и сократить время, затрачиваемое на поиски того, какой принтер, нить накала или обновления приобрести, поскольку мы знаем, что это может быть очень сложной задачей и обычно приводит к путанице. .

Мы выбрали лишь несколько 3D-принтеров, которые, по нашему мнению, подходят как для начинающих, так и для продвинутых пользователей, и даже для экспертов, что упрощает принятие решения, а нити, а также перечисленные обновления были протестированы нами и тщательно отобраны. , чтобы вы знали, что любой из них будет работать так, как задумано.