Понимание PETG: свойства, применение и преимущества для 3D-печати

PETG — самый известный и используемый кополимер в мире 3D-печати. Его появление обусловлено сочетанием PET с гликолем, улучшающим интересные свойства PET процессом гликолизации.

PET (полиэтилентерефталат) появился в 1941 году благодаря британским учёным Уинфилду и Диксону, запатентовавшим этот полимер для производства волокон, которые должны были заменить хлопковые. В 1946 году этот материал в виде волокна утвердился в промышленности, и его использование в текстильном секторе остаётся актуальным до сих пор. В начале 1952 года началось использование PET в виде пленки для пищевой упаковки, но в 1976 году этот полимер пережил бум благодаря производству жёстких бутылок для напитков, нечувствительных к кислороду, таких как газировка, пиво и минеральная вода. По этой причине неудивительно, что PET — самый используемый пластик в мире.

Рисунок 1: Бутылки из PET. Источник: Plastics Today

PETG появляется путем кополимеризации PET. Процесс основан на добавлении цикгександиметанола (CHDM) вместо этиленгликоля, получая блок более длинных атомов, где смежные цепи не подстраиваются так, как это делает этиленгликоль. Это позволяет остановить кристаллизацию при приложении усили к материалу, получать более полупрозрачные объекты и снизить температуру плавления — идеальные характеристики для создания прочных и легко термоформируемых или экструдируемых деталей. Благодаря легкости экструзии и термической стабильности, PETG и другие производные PET всё чаще используются в мире 3D-печати FDM/FFF.

Рисунок 2: Клиническая термоформированная тара. Источник: Palcon

Существуют другие кополиэстеры, производные от PET, которые демонстрируют разные механические и внешние свойства. Выделяется Taulman T-Glaсе своей высокой прозрачностью и высокой прочностью. Taulman Tritan-BluPrint считается одним из самых прочных кополиэстерных нитей на рынке. Taulman T-Lyne показывает высокую гибкость, нескользящую поверхность и идеальную твердость поверхности для изготовления клинических устройств. Taulman Guidel!ne выделяется применением в таре для продуктов питания, так как имеет сертификат FDA. Ещё одна нить, выделяющаяся в этой семье и которая всё больше используется каждый день — CPE HG100. Этот материал устойчив к холодным средам, химическим агентам и также обладает высокой механической прочностью.

CPE HG100 Taulman T-lyne Taulman Guidel!ne Taulman T-Glase

Одной из причин, почему в 3D-печати используют PETG вместо PET, является проблема последнего при нагреве. При перегреве PET становится мутным и хрупким, что непригодно для использования на FDM/FFF-принтере — проблема, которой не имеет PETG за счет содержания гликоля. Он также более долговечен благодаря большей устойчивости к износу и коррозии окислительных агентов, аспекты, сочетающиеся с высокой ударной прочностью. Другие преимущества PETG перед PET — возможность стерилизации любого объекта и возможность сварки высокой частотой.

PETG как материал для 3D-печати характеризуется функциональностью, очень похожей на ABS (хорошая теплостойкость, долговечность, прочность) и лёгкостью печати, как у PLA. Также показывает хорошее сцепление между слоями, малую деформацию при печати, устойчивость к средам с низкими температурами в длительных периодах, химическую стойкость (к основаниям и кислотам) и отсутствие запаха при печати — характеристики, придающие атрибут «Новый PLA» у широкого большинства пользователей.

Применение этого кополиэстера в 3D-печати фокусируется на производстве деталей, требующих определённой гибкости, хорошей ударной прочности (даже при низких температурах), таких как: детали под давлением, защитные детали или пищевые контейнеры, которые могут быть полностью перерабатываемыми.

Рисунок 3: Функциональная деталь. Источник: Fillamentum

Когда начинаете использовать PETG, видите единственный «недостаток» этого материала — подбор идеальных температурных параметров. Всегда начинайте со значений, предлагаемых каждым производителем, обычно 210–260 °C экструдер и 60–80 °C стол, хотя можно использовать и холодный стол. Для быстрого получения лучших температурных настроек рекомендуется начинать с низких скоростей печати (30–35 мм/с). После получения оптимальных значений для 3D-принтера скорость можно увеличить.

Следовательно, по нашему опыту можно сказать, что PETG — очень интересный материал, предлагающий хорошие механические и эстетические характеристики в обмен на средние знания об использовании FDM/FFF-принтера.

Связанные статьи

PETG против PLA

PETG против ABS против ASA