Лучшие филаменты для уличной эксплуатации: UV- и теплоустойчивые

Если казалось, что любой филамент подойдет для улицы и все одинаково переносят погоду — вы ошиблись… но не переживайте, все так думали, поэтому я написал эту статью, чтобы ваши 3D-детали служат максимально долго под солнцем и дождем.

Разберу все факторы выбора филамента для улицы, дам мнение, какие брать и, не менее важно, какие избегать.

Начнем с быстрой таблицы для ориентации:

Филамент	UV-устойчивость	Теплоустойчивость	Гигроскопичность	Легкость печати	Цена за 1 кг
PLA	Нет	60 °C	Да	+++++	~$20
ABS	Нет	100 °C	Да	++	~$20
PETG	Да	85 °C	Да	++++	~$20
ASA	Да	105 °C	Слабо	++	~$30
HIPS	Нет	90 °C	Нет	+++++	~$20

Ключевые факторы при выборе филамента для улицы:

UV-устойчивость

Важный фактор для FDM-деталей на улице — воздействие UV-света.

UV выцвечивает и разрушает PLA со временем: цвет бледнеет, деталь становится хрупкой. Скорость деградации зависит от суровости климата и нагрузки на деталь.

PLA боится высокого тепла — плавление и деформация. ABS тоже не UV-устойчив: на солнце становится желтовато-прогорелым, хрупким.

PETG и ASA — UV-устойчивы, выдерживают разную погоду, подходят и для улицы, и для дома.

Теплоустойчивость (температура стекления)

Температура стекления — спорная тема, несколько определений с разными результатами, все приняты.

Обычно под температурой стекления понимают диапазон, при котором полимер начинает плавиться/менять состояние. Например, PLA: 43,89–62,78 °C.

PLA — самая низкая температура стекления среди FDM, низкая теплоустойчивость. Теплоустойчивость — макс. и мин. температуры, которые деталь выдерживает без вредных изменений (плавление/деформация или трещины).

Термопласт не должен быть гигроскопичным

Гигроскопичные термопласты впитывают влагу из воздуха — куча проблем печати. Сила влияния зависит от влажности и времени воздействия.

В норме открытый PLA впитывает влагу и раздувается на 40 мкм за ~150 часов. При такой тонкости слоев увеличение диаметра 20–40 мкм от влаги фатально — печать обречена с начала.

Термопласт не должен быть гигроскопичным, но к сожалению многие такие.

Степень впитывания влаги разная: нейлон в норме насыщается влагой за 18 часов.

Эффекты влажного филамента: хлопки, пузыри, пар из сопла. Филамент перестает липнуть к столу, печати проваливаются, становятся мягкими и хрупкими. Сопло работает с перебоями, возможны заторы.

Лечение: термо-/влагоконтролируемый сушильный шкаф для филамента. Подача экструдера держит филамент сухим во время печати.

Простота печати

PLA — самый легкий: низкая температура, послепечаточная обработка дает гладкий финиш, но мелкую детализацию не даст.

PETG, ASA и др. требуют выше температур и нагретого стола, но тоже довольно просты.

Хобби-принтеры в основном открытые, но закрытые корпуса дают лучший контроль среды. Нагрев/охлаждение не зависят от температуры комнаты. Перед сменой филамента проверьте, тянет ли принтер новый тип — не все принтеры умеют печатать все материалы.

Все филаменты подходят для улицы?

Все можно использовать на улице, но не UV-устойчивые потребуют пост-обработку UV-эпоксидным составом.

Деградация всё равно пойдет медленно, но UV-защита даст приемлемый срок службы.

Функция детали на улице определяет долговечность. Декоративные дольше, функциональные — короче, зависит от нагрузки.

Материалы, которые можно использовать на улице

Хотя большинство филаментов подходят, некоторые быстро становятся хрупкими. Мои фавориты:

• PETG: не биодеградируем, легко печатать без энклоужера. Бонус: UV- и водоустойчив — отличный для улицы. Прочность на разрыв почти как ABS, но прочнее, хотя ABS жестче. Высокая температура стекления ~80 °C, плотные печати. Нужен нагретой стол ~70 °C.
• ASA: очень близок к ABS, но с ключевым преимуществом — UV-устойчивость и выдержка любой погоды. Нужен стол 90–110 °C и энклоузер (чувствителен к перепадам температур). Лучше выключать обдув. Температура стекления ~100 °C — высокая теплоустойчивость, ударопрочность, химическая стойкость.
• ABS: минус — нет UV-устойчивости, но лучше PLA на улице. Печать сложная те же причины, что ASA. Стол 90–110 °C, энклоузер обязателен (можно и без, но сложнее). ABS-детали очень прочные и жесткие, отлично для механических деталей, но отсутствие UV-устойчивости ограничивает уличное применение.

Филаменты, которых стоит избегать для улицы

Избегайте на улице: нейлон, PLA, HIPS — из-за отсутствия UV-устойчивости. UV выцвечивает цвет и делает хрупким со временем.

HIPS считается пищевым и нетоксичным, но выделяет мало стирола в воздух — проблематично при длительной работе рядом.

Почему избегать PLA на улице?

PLA плохо переносит солнце — нет UV-устойчивости. Дешевый и биодеградируем (условно, в нужных условиях).

Детали не долго живут — становятся хрупкими, ломаются. Плохо в жару из-за низкой температуры стекления (60 °C) — деформируется уже при 40+ °C, на солнце летом ослабевает.

Гигроскопичность ослабляет печать, но не ускоряет разложение. Заявлено: PLA разлагается в 4 раза быстрее других. Есть миф: в воде разлагается за ~90 дней — миф.

Для биодеградации PLA нужен промышленный компост: дни/месяцы при 55–70 °C!

Лучшие филаменты для горшков

После тестов: PLA работает какое-то время, но деградирует от UV. Лучше для цветочных горшков — PETG и ASA, они не портятся так быстро и сильно.

Можно ли использовать смолы (фотополимеры) на улице?

Смоляные печати отверждаются UV, и процесс продолжается на солнце, хоть и медленнее. В итоге смола станет настолько твердой, что лопнет или расколется.

Так что нет, смолу для улицы не рекомендую.

Как сделать любой филамент UV-устойчивым?

Не-UV-устойчивый материал можно покрыть прозрачным UV-защитным лаком (краской или спреем).

Если деталь на улице испытывает износ, UV-слой со временем стерется, и деталь быстро потеряет прочность.

Понимайте: деградация от UV — медленный процесс. Первым признаком — выцветание/обесцвечивание. Потом разрушение структуры, шелушение, хрупкие участки ломаются при нагрузке.

Лучше использовать изначально UV- и погодоустойчивый филамент — спокойствие за долговечность печати.

Заключение

Лучшие для улицы — PETG и ASA за UV-устойчивость и высокую теплоустойчивость.

PLA — худший: легко деформируется в жаркий день, особенно под нагрузкой (например, державка лампы — вес лампы заставит провиснуть).

ABS лучше PLA, но далеко до PETG/ASA.

Полезно было? Отличного дня!

Рекомендуемые товары

Раздел рекомендуемых товаров снимет гадание и сэкономит время на выборе принтера, филамента, апгрейдов — мы тестировали и отобрали лучшее, чтобы что бы вы ни взяли, работало как надо.