Горючесть популярных филаментов для 3D-печати: PLA, ABS, PETG, TPU — подробный разбор

Поскольку 3D-печать находит всё более широкое применение в различных отраслях, каталог доступных термопластов постоянно расширяется. У каждого материала свои преимущества и недостатки, а выбор оптимального филамента для конкретной задачи — почти искусство.

Один из критически важных параметров при выборе — необходимость (или отсутствие таковой) огнеупорных свойств. В зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации может быть критически важно использовать только те материалы, которые не воспламеняются.

Краткий ответ: какие филаменты горят?

Среди самых популярных материалов для 3D-печати PLA — самый легковоспламеняющийся. Детали из ABS также могут загореться при длительном воздействии высоких температур. Наиболее огнеупорными из доступных филаментов являются TPU и PETG.

Горит ли PLA?

Полилактат (PLA) — самый распространенный филамент для 3D-печати. Это биоразлагаемый пластик, производимый из ферментированного растительного крахмала.

Хотя PLA отлично подходит для любительских целей, его высокая горючесть и способность гореть при низких температурах серьезно ограничивают применение в промышленности.

Безопасно ли сжигать PLA?

При сгорании PLA выделяет летучие органические соединения (VOC). Не все VOC токсичны, но их вдыхание следует избегать любой ценой, чтобы предотвратить проблемы с дыханием. Научно доказано, что VOC могут вызывать легочные заболевания, такие как астма и бронхит.

При сжигании PLA необходимо соблюдать меры предосторожности.

Горит ли ABS?

При длительном нагреве ABS определенно воспламеняется. Температура обычного костра достаточно, чтобы поджечь ABS. Как и большинство термопластов, он сначала плавится (при ~210 °C), затем кипит. Именно пары, выделяющиеся при кипении, воспламеняются.

Безопасно ли сжигать ABS?

Так как ABS не содержит галогенов, при сгорании или пиролизе* он обычно не образует стойких органических загрязнителей. Основные вредные продукты — оксид углерода (CO) и сианид водорода (HCN).

Тем не менее, эти газы токсичны и могут вызывать удушье, поэтому сжигать ABS без защиты опасно.

*Пиролиз — термическое разложение материалов в инертной атмосфере.

Существуют ли огнеупорные модификации ABS?

На рынке представлено множество ABS-филаментов с добавками огнеупоров.

Стандарт UL-94 — американская норма горючести полимеров, разработанная Underwriters Laboratories. Она делит пластики на шесть категорий по поведению при горении в разных ориентациях и толщинах.

Категории от наименее к наиболее огнеупорным: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB, 5VA.

В категории HB (наименее огнеупорная) горизонтальный образец толщиной 3 мм может гореть со скоростью до 76 мм/мин. В категории 5VA (наиболее огнеупорная) горение должно прекратиться менее чем за 60 секунд без капающей горючей массы и без образования дырок в образце.

Примеры огнеупорных ABS-филаментов

Благодаря росту популярности 3D-печати появилось много специализированных катушек. Они в 3–5 раз дороже обычного ABS, но доступны для задач, требующих огнестойкости.

Firewire Flame Retardant ABS

Высококачественный ABS-FR класса UL-94 V-0 для функциональных прототипов и серийных деталей. Категория V-0 требует прекращения горения менее чем за 10 секунд, допускаются капли, не распространяющие пламя.

Температура экструзии 220–240 °C, стол 100–110 °C. При печати выделяет резкий неприятный запах — нужна хорошая вентиляция или фильтры HEPA/уголь.

Flame Retardant ABS от Atomic Filament

Не имеет сертификата UL-94 (насколько известно), но заявлены характеристики класса V-0. Печатается легко при 235–255 °C. Также имеет сильный химический запах, требует вентиляции.

Горит ли PETG?

PETG (полиэтилентерефталат гликоль) — прочный термопласт с высокой теплостойкостью.

Он менее горюч, чем ABS и PLA. Главное преимущество: PETG плавится, но не воспламеняется.

Безопасно ли сжигать PETG?

PETG безопаснее PLA и ABS, но при длительной печати всё равно нужны меры предосторожности: вентиляция для минимизации воздействия выделений. PETG выделяет капролактам — при переизбытке вызывает раздражение глаз и дыхательных путей. Сжигать любой термопласт без защиты никогда небезопасно.

Горит ли TPU?

TPU (термополиуретан) — резиноподобный материал, популярный в 3D-печати.

Это наименее горючий из распространенных термопластов. Он не воспламеняется вообще, хотя, конечно, плавится и капает (иначе печать была бы невозможна).

Безопасно ли сжигать TPU?

TPU обычно нетоксичен и подходит для медицины, спорта, кабелей, обуви. Но при сгорании выделяет сианиды и другие вредные вещества. Находиться в закрытом помещении с работающим принтером на TPU без вентиляции небезопасно.

Заключение

Если горючесть — критичный фактор, избегайте PLA. ABS тоже горюч, но существуют его огнеупорные модификации (дороже).

Лучший выбор для огнестойкости — TPU и PETG. Учтите: TPU гибкий, не подходит вместо жестких PLA/ABS. PETG — оптимальный вариант, если не нужна УФ-стойкость.

Рекомендуемые продукты

Мы подобрали проверенные 3D-принтеры для новичков, энтузиастов и профи, а также филаменты и апгрейды, протестированные нами. Это сэкономит время на поиски и исключит ошибки выбора.