Многие любители 3D-печати хорошо знакомы с самыми долговечными, гибкими и прочными вариантами пластика. Какие из этих материалов лучше всего предназначены для печати на открытом воздухе? Имеют ли они устойчивость к ультрафиолету, следует ли пользователям учитывать данный факт?
Многие изделия для улицы, которые были созданы на 3D-принтере, например, игрушки, инвентарь для сада, мебель, состоят из полиэтилена. Он используется для замены древесины в разных конструкциях и оборудовании. В сфере 3D-печати полиэтилен не применяется, так как у него довольно низкая температура плавления и плохая адгезия слоя. Поэтому операторам необходимо найти альтернативу.
Для печати декоративных или функциональных деталей следует правильно подбирать материал. Он должен проявлять устойчивость к разным факторам окружающей среды, например, влага, химикаты, холод, жара, солнечные лучи. В этой статье мы рассмотрим лучшие полимерные материалы, из которых можно создавать отпечатки для наружного использования. Они должны противостоять погодным условиям.
Сначала мы хотим разобраться, какое внешнее влияние оказывается на полимеры. Для пластмасс самым разрушительным фактором является ультрафиолетовое излучение. Таким образом в полимере солнце разрушает химические связи. Этот процесс называется фотодеградация. Это приводит к ухудшению физических свойств и изменению внешнего вида, например, пожелтение.
Еще на пластик отрицательно влияет влага. Многие люди считают, что пластик является водонепроницаемым материалом, но на практике полимер поглощает воду. Просто у отдельных материалов разная скорость поглощения влаги. Это становится причиной набухания изделия, которое приводит к потере прочности. В итоге нарушается наружная часть отпечатка.
Холод и жара являются важными факторами, которые необходимо учитывать всем операторам. Большинство вариантов пластика даже при серьезной жаре не плавится, но они способны размягчиться. Это портит изделия, из-за чего появляются проблемы с функциональностью, например, у корпуса, застежки или кронштейна. Еще пользователю необходимо решить вопрос, как отпечаток будет контактировать с разными растворителями, химикатами, маслом. Сюда относятся смазки с сильным загрязнением, велосипедная смазка или химикаты для бассейна.
В сфере 3D-печати отсутствуют какие-либо полимерные материалы, которые имеют отличную устойчивость к ультрафиолету, влаге, теплу и химикату. Для решения поставленных задач пользователю необходимо выбирать тот материал, которые максимально подходит для применения и имеет определенные преимущества. Далее мы рассмотрим ключевые параметры шести лучших полимеров, изделия из которых можно использовать на открытом воздухе.
Содержание:
- Устойчивость разных полимеров к атмосферным явлениям
- PETG. Вывод
- ASA. Вывод
- PA 11. Вывод
- PC. Вывод
- TPU. Вывод
- РР. Вывод
- PLA UV Color Change. Вывод
- Где можно купить лучшие материалы для 3D-печати для использования на открытом воздухе?
Устойчивость разных полимеров к атмосферным явлениям
Далее мы рассмотрим лучшие полимеры для 3D-печати. Создаваемые из них изделия предназначены для применения на открытом воздухе. В завершении мы рассмотрим PLA UV для сравнительного анализа, так как этот материал под воздействием солнечного света меняет цвет.
Операторы должны помнить, что далеко не все нити обладают подобными специфическими свойствами. Некоторые производители нитей применяют специальные добавки, которые придают им определенный цвет или другие свойства. Все это существенно влияет на параметры материала, особенно при решении вопросов с безопасностью пищевых продуктов и биосовместимостью. Перед использованием каждого материала оператору следует ознакомиться с его спецификацией. Еще нужно помнить, что существуют разные версии материалов, например, со специальной защитой от добавок и ультрафиолета.
PETG
PETG – это наиболее распространенный материал для 3D-печати на открытом воздухе. Это связано с его высокой прочностью, устойчивостью к атмосферным явлениям и ударопрочности. PETG также отличается устойчивостью к ультрафиолету, поэтому он менее склонен к разрушению или пожелтению в течение длительного воздействия солнечного света. При этом он не является таким устойчивым, как PC.
Еще у PETG прекрасная стойкость к химикатам. Он подходит для применения на открытом воздухе, где довольно часто происходит воздействие разных элементов. Термопластичный полиэстер, в отличие от термореактивного пластика, способен деформироваться при повышенной температуре. Поэтому его нельзя хранить под воздействием прямых солнечных лучей, чтобы не было деформации.
На рынке можно найти специальную версию PETG, которая отличается дополнительной устойчивостью к ультрафиолету, например, Eolas Prints PETG. Изменение этой нити позволяет добиться того, что в течение не менее 5 лет цвет не будет изменен. Минус такого материала заключается в том, что он небезопасен для пищевых продуктов.
Для повышения прочности и PETG и устойчивости к ультрафиолету можно использовать PETG GF UV. В нем осуществлено армирование стекловолокном.
Вывод
PETG является лучшим вариантом для печати на открытом воздухе. У него самые подходящие свойства, а также это доступный материал, который имеет много переработанных версий.
ASA
Этот материал специально создан для использования в суровых условиях окружающей среды. Многие пользователи применяют его для 3D-печати изделий наружного применения. Создаваемые отпечатки не потеряют цвет или механические свойства. У материала повышенная устойчивость к ультрафиолету, что позволяет добиться долговременного и стабильного цвета. В ASA предотвращается ухудшение качества из-за длительного нахождения под лучами солнца.
Еще материал способен сохранить механические свойства в большом диапазоне температур. Это позволяет напечатанным изделиям в течение всего календарного года находиться на открытом воздухе. Модель не будет нагреваться летом и замерзать зимой. ASA устойчив к растворителям, маслам, химикатам, поэтому материал можно использовать для сферы, где будет воздействие разных веществ. Некоторые смеси ASA отличаются лучшими механическими свойствами, например, ASA/PVC, ASA/PC.
Вывод
ASA имеет высокие химические свойства и создан для применения на открытом воздухе. Его единственный минус состоит в том, что материал во время печати выделяет потенциально вредные пары. Во время печати в ноззле принтера температура доходит до 230 °C. В качестве альтернативы 3D-печать с этим материалом можно заказать в типографии.
PA 11
Нейлон PA11 стал популярным материалом из-за своей гибкости, вязкости и прочности. Это универсальный материал для наружного применения. У PA11 отличная ударопрочность, он способен выдержать изгибы, не ломаясь и не растрескиваясь. Его можно использовать для создания функциональных деталей, которые подвержены нагрузкам. Еще у нейлона хорошая химическая стойкость, он без существенного ухудшения качества выдерживает воздействие влаги.
Можно выделить разновидности PA, например, РА6, РА12. Еще существует PA из кевларового волокна и стекловолокна. Мы решили сконцентрироваться на РА11, так как этот материал позволяет добиться лучшей устойчивости к ультрафиолету. Его создали из возобновляемых растительных источников (клещевина), поэтому материал является полимером биологического происхождения. В состав РА12 входят нефтехимические продукты.
На открытом воздухе, где будет длительное воздействие солнечного света, часто применяется РА11. Это касается архитектурных приспособлений, наружного оборудования и автомобильных компонентов. Еще РА11 отличается устойчивостью к распространенным химикатам: щелочные растворы, растворители, топливо, смазки, масла. Для применения на открытом воздухе рекомендуется использовать РА11 со специальными добавками, которые стабилизируют ультрафиолетовое излучение.
Вывод
Если ваша первоочередная задача состоит в достижении долговечности и прочности изделия на открытом воздухе, то РА11 будет лучшим вариантом. Особенно это касается версии, которая армирована стекловолокном. Данный материал будет лучшим вариантом для спортивных инструментов и защелок. Еще его применяют для изделий, которые подвергаются воздействию химикатов, например, выхлопные газы.
PC
Поликарбонат является отличным материалом для 3D-печати, когда требуется максимальный уровень устойчивости к ультрафиолету. PC нашел широкое применение в сфере наружного освещения.
Поликарбонат стал популярным из-за отличных механических свойств:
- стабильные размеры;
- хорошая термостойкость;
- ударная вязкость;
- прочность;
- высокая ударопрочность.
Поликарбонат способен приобретать цвет и быть полупрозрачным или полностью непрозрачным. Его смешивают с разными видами пластика, что позволяет повысить ударопрочность. Например, из PC-ABS создаются части дронов и запчасти, для которых нужна большая прочность, чем у ABS. На рынке встречается PC с добавками, к примеру, с углеродными волокнами.
Некоторые материалы РС отличаются устойчивостью к ультрафиолету, но все равно производители добавляют в состав дополнительные стабилизаторы ультрафиолета, чтобы повысить долговечность материалов на открытом воздухе.
Вывод
Поликарбонат является отличным выбором для устойчивых к ультрафиолету и прочных деталей, которые применяются на открытом воздухе. Особенно это касается полупрозрачных или прозрачных изделий. Еще PC нашел широкое применение в производстве дронов и БПЛА, которые подвергаются воздействию ультрафиолета. Все это позволяет даже при высоких температурах сохранять необходимую жесткость.
TPU
Данный материал будет лучшим вариантом, если необходимо создать гибкие наружные детали, например, колеса, соединители шлангов. Существует термопластичный эластомер (TPE) и термопластичный сополиэстер (TPC). В сравнении с TPU они отличаются лучшей термостойкостью.
Важным преимуществом TPU является устойчивость к атмосферным воздействиям. При этом он не способен работать при высоких температурах. TPU имеет пониженную температуру плавления, если провести сравнение с иными материалами. Это приводит к деформации созданных изделий в жарких условиях.
Из-за этих недостатков не стоит TPU списывать со счетов. Данный полимер имеет большие возможности настройки. Производители адаптировали TPU для разных вариантов применения. Например, BASF Forward AM предлагает Ultrafuse TPU 85A, который отличается низкотемпературной гибкостью, стойкостью к истиранию, озону, кислороду, жирам, маслам.
Вывод
Многие марки TPU под воздействием ультрафиолета и водопоглощения разрушаются. Существуют разновидности материала, которые способны выдержать воздействие от окружающей среды. Это лучший вариант, если вам требуется долговечность и гибкость.
РР
Полипропилен является универсальным термопластичным полимером. РР стал популярным из-за стойкости к химикатам и физической прочности. При использовании на открытом воздухе он имеет высокую непроницаемость и низкое поглощение влаги. Это делает полипропилен лучшим вариантом для ряда наружных проектов, которые должны отличаться водостойкостью и прочностью. РР используется в традиционном производстве садовой мебели и литье под давление. Это связано с тем, что летом материал отличается гибкостью и прочностью, но в холодную зиму он становится хрупким.
Минус РР связан с тем, что у него нет таких преимуществ по устойчивости к ультрафиолету, которые имеются у других полимеров. Длительное воздействие ультрафиолета приводит к деградации, поэтому разработчики стали добавлять в полипропилен нити для его блокировки.
Важной особенностью РР стало отличное соотношение веса и прочности. Это лучший материал для создания долговечных и легких изделий, например, фитингов, резервуаров для воды, труб. У РР высокая коррозионная стойкость и долговечность, поэтому материал нашел широкое применения в быту и промышленности.
Вывод
Полипропилен отлично показал себя в создании фонтанов, вентиляции для кондиционирования воздуха, соединителей шлангов. Мы рекомендуем использовать РР и в сантехнике.
PLA UV Color Change
Такая нить имеет свойства обычного PLA, которые не являются идеальными при длительном использовании на открытом воздухе. Уникальная особенность данного материала состоит в изменении цвета под воздействием ультрафиолета.
PLA UV Color Change фактически поглощает свет, что и становится причиной изменения цвета. Если отпечаток удалить от света, то его цвет станет исходным. На упаковке материала будет указано, каким цветом станет изделие под воздействием солнечных лучей. Например, компания R3D предлагает изменение цвета от белого к синему или от желтого к зеленому.
В нашем рейтинге отсутствует обычный PLA. Это связано с его низкой термостойкостью. Деформация PLA начинается уже при температуре приблизительно 40 °C. Если вы решили работать с PLA снаружи, то можете подобрать специально разработанный высокотемпературный материал.
Вывод
Если вы хотите создать забавный проект, то PLA UV Color Change будет лучшим вариантом. Материал отлично подойдет для пляжных игрушек.
Где можно купить лучшие материалы для 3D-печати для использования на открытом воздухе?
В интернет-магазине Артлайн имеются все необходимые 3D устройства и аксессуары для работы. Вы можете подобрать подходящие материалы для печати изделий, которые будут использоваться на улице. Это позволит вам добиться успеха в работе.
г. Киев, ул. Кирилловская, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01