Spotřebitelské 3D tiskárny umožňujı́ tisknout se stále většı́ škálou materiálů. V současné době neexistuje žádná technologie 3D tisku, která by byla univerzálnı́ a vhodná pro všechna použitı́. Proto je třeba předem vědět, co požadujeme od vytištěného modelu a k čemu bude model sloužit.
Tekutý materiál je vytvrzován v rámci vrstvy na definovaných oblastech. Příkladem je technologie SLA. Materiál je vytvrzován světelným paprskem UV laserem. Materiál v podobě jemného prášku je spékán laserem. Představitelem tohoto principu je technologie SLS (selective laser sintering).
Materiál v podobě filamentu (vlákna) je vytlačovaný extruderem skrz rozehřátou trysku. Přı́kladem je technologie FDM (fused deposition modeling), FFF (fused filament fabrication). Filamenty se vyrábějı́ z mnoha materiálů, z nichž každý má odlišné vlastnosti. Podle vlastnostı́ předmětu, který chceme vytisknout, vybı́ráme materiál a dle materiálu tiskárnu.
My se zde zaměřı́me na technologii FDM, která nabı́zı́ největšı́ výběr. Tloušt’ka vlákna se obvykle pohybuje mezi 1,75 a 2,85 mm a k jeho roztavenı́ je třeba 190 °C až 290 °C v závislosti na druhu materiálu. Filament se v extruderu roztavı́ na požadovanou teplotu a tryska nanášı́ roztavený filament vrstvu po vrstvě na tiskovou desku do požadovaného tvaru objektu. V následujı́cı́m textu uvedeme druhy filamentu, které se při technologii FDM nejběžněji použı́vajı́.
PLA – Kyselina polymléčná
PLA se použı́vá k tisku modelů se zaměřenı́m na detail, rychlé prototypovánı́, tvorbu levných modelů, jednoduchých hraček, šperků atd., které nevyžadujı́cı́ vysokou mechanickou, chemickou či teplotnı́ odolnost. Nehodı́ se pro technické ani venkovnı́ použitı́, protože neodolává vysokým teplotám (deformuje se už při 60 °C). PLA je vyroben z přı́rodnı́ch zdrojů, jako je kukuřičná mouka nebo cukrová třtina, a je biologicky odbouratelný. Rozkládá se kompostovánı́m, ale pouze ve specializovaných průmyslových kompostárnách, kde teploty přesahujı́ 80 °C. PLA nevyžaduje vyhřı́vanou podložku, tiskne se rychle a při nı́zkých teplotách (bod tánı́ okolo 175 °C). Na rozdı́l od jiných filamentů se PLA téměř nekroutı́. Podléhá rozkladu vlivem UV zářenı́ a mechanicky také nepatřı́ mezi nejodolnějšı́ materiály. Při nárazu se láme po vrstvách či po střepinách (oproti jiným materiálům, které se spı́š ohnou).
- Doporučená teplota trysky: 215 °C prvnı́ vrstva, 210 °C ostatnı́ vrstvy.
- Doporučená teplota podložky: 50–60 °C.
- Vyhřı́vaná podložka: Plát s hladkým PEI (polyetylenimid) povrchem.
PET/PETG – Polyetyléntereftalát/Polyetyléntereftalát – Glykol
PET/PETG je jeden z nejsnadněji tisknutelných materiálů. Poměrně vysoká houževnatost a dobrá teplotní odolnost z něj činı́ vhodný filament pro tisk mechanických součástek, vodotěsných objektů (květináče) atd. Vlákno má lesklý povrch, dobrou přilnavost k podložce a téměř se nekroutı́. Modely vyrobené z PETG je dı́ky tepelné odolnosti možné použı́t v interiérech a v některých exteriérech s teplotami nepřesahujícı́mi 80 °C. Pı́smeno G v zkratce PETG označuje glykol, který se přidává během výrobního procesu. Glykol modifikuje vlastnosti PET, aby byl méně křehký, snadnějšı́ pro tisk a vı́ce průhledný při tisku s poloprůhlednými variantami.
- Doporučená teplota trysky: 230 °C prvnı́ vrstva, 240 °C ostatnı́ vrstvy.
- Doporučená teplota podložky: 85 °C prvnı́ vrstva, 90 °C ostatnı́ vrstvy.
- Podložka: Plát se zrnitým práškovým PEI povrchem. Plát s hladkým PEI povrchem s možnostı́ přidánı́ tenké vrstvy tyčinkového lepidla.
ABS – Akrylonitrilbutadienstyren
ABS byl prvnı́m dostupným tiskovým materiálem. ABS je materiál, který je dı́ky své houževnatosti a teplotnı́ odolnosti vhodný k tisku mechanicky namáhaných dı́lů. Při tisku docházı́ k uvolňovánı́ nebezpečných výparů, proto je důležité během tisku na tento fakt myslet. Tiskárna by neměla stát v průvanu, nebot’ to negativně ovlivňuje výsledný tisk. Při tisku docházı́ ke kroucenı́ objektu, proto se doporučuje tisknout v uzavřeném boxu.
- Doporučená teplota trysky: 245–265 °C.
- Doporučená teplota podložky: 100 °C, je možné nastavit teplotu podložky mezi 80 a 110 °C v závislosti na velikosti objektu (většı́ objekty vyžadujı́ vyššı́ teplotu).
- Podložka: Plát s hladkým PEI povrchem. Pro snadnějšı́ sejmutı́ z podložky se doporučuje nechat model vychladnout.
ASA – Akrylonitrilstyrenakryl
ASA je nástupce ABS. Většinu vlastnostı́ majı́ stejných, avšak ASA je proti ABS UV stabilnı́ a má menšı́ teplotnı́ roztažnost a tudı́ž se lépe tiskne.
Nylon
Nylon je extrémně odolný materiál. Vhodný je pro tisk funkčnı́ch technických dı́lů s vysokými nároky na teplotnı́ a mechanickou odolnost. Polyamidy uvolňujı́ silný zápach s potenciálně nebezpečnými jemnými částicemi, takže je nutné jej tisknout v dobře větrané mı́stnosti nebo v uzavřeném obalu.
- Doporučená teplota trysky: 285 °C.
- Doporučená teplota podložky: 110 °C.
BVOH/PVA – Butenediol vinylalkoholový kopolymerl/polyvinylalkohol
BVOH a PVA jsou vodou rozpustné materiály, vhodné pro tisk podpěr u složitě tvarovaných modelů, kde tvary nedovolujı́ standardnı́ odstraněnı́ podpěr. Je třeba mı́t pro použitı́ tohoto materiálu dvojitou trysku/extruder. Nejlépe tisknutelná kombinace je použitı́ PLA s BVOH nebo PVA, protože majı́ podobné tiskové teploty. Rozdı́l mezi BVOH a PVA spočı́vá v ceně a tisknutelnosti. PVA je obvykle levnějšı́, ale snadněji zanese extruder a BVOH ještě o něco vı́ce přilne na podložku.
- Doporučená teplota trysky: 215 °C BVOH, 195 °C PVA .
- Doporučená teplota podložky: 60 °C.
- Podložka: Plát s hladkým PEI povrchem, plát se saténovým práškovým povrchem.
PVB – Polyvinyl butyral
PVB má podobné tiskové vlastnosti jako PLA, mechanickými vlastnostmi se však podobá PETG. Je vhodný k tvorbě vizuálnı́ch modelů, napřı́klad netradičnı́ch váz, šperků, stı́nidel na světla atd. PVB je vhodný ke snadnému vyhlazenı́ nerovnostı́ pomocı́ isopropyl alkoholu. Nehodı́ se k tisku technických modelů. Jeho prostorová stálost sice předčı́ většinu filamentů a houževnatostı́ se blı́žı́ materiálům, jako je napřı́klad PETG, ale teplotnı́ odolnostı́, odolnostı́ v tahu a soudržnostı́ vrstev se podobá spı́š PLA.
- Doporučená teplota trysky: 205–225 °C.
- Doporučená teplota trysky: 205–225 °C.
- Podložka: Plát s hladkým PEI povrchem, plát se saténovým práškovým povrchem.
Flexibilnı́ materiály
Flexibilnı́ materiály disponujı́ výbornou ohebnostı́, houževnatostı́ a chemickou odolnostı́. Tyto materiály se chovajı́ jako guma. Při ohnutı́ nepraskajı́, ale ohýbajı́ se. Na výběr máme z několika stupňů tvrdosti a tisk bývá tı́m náročnějšı́, čı́m je filament měkčı́. Vzhledem k náročnosti při tisku se tyto materiály nepoužı́vajı́ přı́liš často. Flexibilnı́ filamenty jsou chemicky a mechanicky odolné materiály. Použı́vajı́ se např. pro tisk krytu na telefon, kola na autı́čko, pouzdro na kameru, části bot, pásky atd. Vzhledem k těmto vlastnostem je potřeba tisknout na zrnitý PEI plát nebo použı́t hladký PEI plát s aplikacı́ tenké vrstvy lepı́cı́ tyčinky Kores. Doporučuje se modely tisknout pomalu. Čı́m pomalejšı́ tisk, tı́m lépe. Při vyššı́ch rychlostech hrozı́ ucpánı́ trysky nebo namotánı́ filamentu do podávacı́ch koleček u extruderu. Tisk z flexibilnı́ch materiálů se doporučuje pouze zkušeným uživatelům, vzhledem k řadě komplikacı́ vznikajı́cı́ch při tisku.
- Doporučená teplota trysky: 230–260 °C.
- Doporučená teplota podložky: 45–65 °C (většı́ objekty vyžadujı́ většı́ teplotu).
- Podložka: Plát se zrnitým práškovým PEI povrchem. Plát s hladkým PEI povrchem s přidánı́ tenké vrstvy tyčinkového lepidla.
S neustálým vývojem 3D tisku se mění i nabídka materiálů a neustále se vylepšujı́ jejich tiskové vlastnosti a kvalita.
