3D-друк. Філаменти. Де їх можна застосувати?

22 вересня 2025

Цегляна стіна будується по одній цеглині з додаванням невеликої кількості будівельного розчину, на основі накресленого архітектором плану або інженером “збудованого” в уяві підрядника, якщо робота досить рутинна. Усі етапи, які ви побачите в 3D-друці, є і в будівництві цегляної стіни: проєктування бажаного кінцевого продукту, планування того, як розташувати шари так, щоб конструкція не впала під час будівництва, а потім виконання задуму покроково. 3D-принтери додають елементи роботизованого управління до цього процесу створення об'єкта шар за шаром в субміліметровому масштабі.

3D-друк – технологія, яка заохочує та стимулює інновації, надаючи безпрецедентну свободу дизайну, а також скорочує непомірні витрати та час виконання замовлень. Компоненти можуть бути розроблені спеціально, щоб уникнути вимог до збірки, зі складною геометрією та складними функціями, створеними без додаткових витрат. 3D-друк також стає енергоефективною технологією, яка може забезпечити екологічну ефективність як під час самого виробничого процесу, використовуючи до 90% стандартних матеріалів, так і впродовж усього терміну експлуатації продукту завдяки легшій та міцнішій конструкції.

Звісно, що є принтери які друкують бетоном, харчовими продуктами, смолою, а побутові, найпоширеніші 3D-принтери друкують пластиками.

Зараз найпоширенішими матеріалами для друку є такі типи пластику:

PLA (Polylactic Acid)

Переваги

PLA – один з найпростіших матеріалів для друку, він не вимагає нагрівання платформи та має низьку температуру друку (близько 180-220°C).
PLA виготовляється з відновлюваних ресурсів (кукурудзяного крохмалю або цукрової тростини), є біорозкладним.
Доступний у великій кількості кольорів, у тому числі прозорий, та з різними ефектами (наприклад, світиться у темряві).
Великий вибір кольорів та видів (прозорий, світиться у темряві тощо).

Недоліки

Філамент PLA менш гнучкий та менш міцний порівняно з іншими філаментами, що робить його більш схильним до зламів.
Цей тип філамента є чутливим до високих температур, готові вироби з PLA можуть деформуватися при температурі вище 60°C.
Завдяки своїй крихкості, він може бути складним для шліфування та подальшої обробки.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

Переваги

Філамент ABS є більш міцним та стійким до механічних впливів, ніж PLA, і може витримувати високі температури до 100°C.
Він є більш гнучкий і не такий крихкий, як PLA.
Пластик ABS легко обробляється, можна шліфувати, свердлити та фарбувати. Після друку готового виробу можливе використання ацетону для згладження поверхні.

Недоліки

Складність у друку вища, оскільки ABS вимагає нагрівання платформи (90-110°C) і має високу температуру друку (220-250°C). Він також схильний до деформації та усадки під час охолодження.
Під час друку ABS виділяє шкідливі випари, тому потрібна добра вентиляція або вугільний фільтр для боксових варіантів 3D-принтерів.

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)

Переваги

Філамент PETG поєднує міцність ABS з простотою друку PLA, він стійкий до механічних навантажень та ударів.
Він має високу стійкість до хімічних речовин і вологи.
Цей тип пластика менш схильний до деформації під час друку, ніж ABS, вимагає нижчої температури друку (220-240°C) та нагрівання платформи (70-80°C).

Недоліки

Може викликати проблеми з адгезією до деяких поверхонь друку.
Моделі, що друкуються PETG можу бути схильними до обвисання під час друку деталей з навісними елементами.

TPU (Thermoplastic Polyurethane)

Переваги

TPU – це еластичний матеріал, який підходить для створення гнучких та еластичних виробів.
Висока стійкість до стирання та механічних навантажень.
TPU стійкий до масел, жирів та різних хімікатів.

Недоліки

TPU вимагає спеціальних налаштувань та повільнішої швидкості друку. Може викликати проблеми з екструзією через свою гнучкість.
TPU може вимагати спеціального покриття платформи для забезпечення належної адгезії.

Nylon (Polyamide)

Переваги

Nylon – дуже міцний та гнучкий матеріал, що робить його ідеальним для функціональних деталей.
Висока стійкість до стирання та механічних навантажень.
Nylon стійкий до більшості хімічних речовин.

Недоліки

Nylon сильно поглинає вологу з повітря, що може негативно вплинути на якість друку. Потрібне зберігання в герметичних контейнерах.
Вимагає високої температури друку (240-260°C) та нагрівання платформи (70-90°C). Може бути схильним до усадки та деформації.

ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate)

Переваги

ASA має високу механічну міцність, подібну до ABS.
ASA не жовтіє та не деградує під дією сонячного світла, що робить його ідеальним для зовнішнього використання.
Висока стійкість до хімічних речовин.

Недоліки

Вимагає нагрівання платформи (90-110°C) та високої температури друку (240-260°C). Може бути схильним до деформації та усадки.
Як і ABS, ASA виділяє шкідливі випари під час друку.

Carbon Fiber Reinforced Filaments (CF)

Переваги

Філаменти з вуглецевим волокном мають високу міцність та жорсткість.
Попри високу міцність, ці філаменти залишаються легкими.
Вуглецеве волокно забезпечує високу стійкість до стирання та механічних впливів.

Недоліки

Використання філаментів з вуглецевим волокном може призвести до швидкого зносу екструдера та сопла. Рекомендується використовувати сопла з твердих металів, таких як сталь.
Вуглецеві філаменти зазвичай дорожчі, ніж звичайні PLA або ABS.

Які типи філаментів ви знайдете в онлайн-магазині EdPro при виборі освітніх рішень з 3D-друку?

Hyper Series PLA

Переваги

Вища швидкість друку: Hyper PLA розроблений для швидшого друку, ніж стандартний PLA, а деякі нитки забезпечують швидкість до 600 мм/с.
Хороша адгезія шарів: часто демонструє міцне з'єднання шарів, особливо на скляних підкладках.
Гладка поверхня: Hyper PLA може створювати друки з бажаною гладкою поверхнею, що підходить для естетичних застосувань.
Зручність у використанні: як правило, зберігає простоту друку, властиву стандартному PLA.
Співвідношення ціни та якості: багато користувачів вважають його вигідним, особливо з огляду на підвищену швидкість друку.

Недоліки

Може бути більш схильним до руйнування під навантаженням у порівнянні з іншими філаментами, такими як ABS, хоча в деяких випадках все ж міцніший за стандартний PLA.
Як і стандартний PLA, він має низьку температуру плавлення і не підходить для застосування при високих температурах.
PLA може поглинати вологу з повітря, що може вплинути на якість друку, тому важливо правильно його зберігати.
Деякі методи постобробки, такі як шліфування або свердління, можуть бути складними через його властивості.

CR-PETG (Creality Filament CR-PETG — це матеріал, який можна використовувати для більшості 3D-принтерів типу FFF/FD)

Переваги

CR-PETG відомий своєю міцністю і здатністю витримувати удари, що робить його хорошим вибором для функціональних деталей і предметів, які можуть піддаватися навантаженням або зношуванню.
Він має певну гнучкість, що дозволяє йому згинатися і деформуватися без розтріскування, що може бути корисним для певних застосувань.
CR-PETG має вищу термостійкість, ніж PLA, що робить його придатним для використання в теплих середовищах або для деталей, які можуть піддаватися впливу високих температур.
Він більш стійкий до вологи, ніж деякі інші філаменти, що може бути вигідним для зовнішніх або вологих середовищ.
СR-PETG загалом демонструє хорошу адгезію шарів, що сприяє загальній міцності та довговічності надрукованого об'єкта.
У порівнянні з деякими іншими матеріалами, такими як ABS, CR-PETG менше викривляється під час друку, особливо при друку на нагрітій платформі.

Недоліки

СR-PETG, як відомо, схильний до утворення ниток, які є невеликими нитками філамента, що можуть з'являтися між частинами друку. Для їх видалення може знадобитися додаткова постобробка.
Зазвичай він вимагає вищих температур друку, ніж PLA, що може потребувати коригування налаштувань принтера та потенційно збільшити знос сопла та інших компонентів.

CR-TPU (термопластичний поліуретан (ТПУ)

Переваги

TPU відомий своїми гумоподібними властивостями, що дозволяють йому згинатися, розтягуватися та поглинати удари, що ідеально підходить для створення гнучких деталей.
Він має хорошу стійкість до стирання, зносу та розривів, що робить його придатним для застосування в умовах, де деталі піддаються навантаженню або тертя.
TPU може витримувати значні удари, не ламаючись і не розбиваючись, що підвищує його придатність для функціональних прототипів і деталей кінцевого використання.
TPU, як правило, демонструє хорошу адгезію шарів, що є важливим для створення міцних і надійних об'єктів, надрукованих на 3D-принтері.
Його можна використовувати для створення широкого спектра продуктів, включаючи чохли для телефонів, підошви взуття, автомобільні деталі та багато іншого.
TPU може витримувати ширший діапазон температур, ніж такі матеріали, як PLA, що робить його більш універсальним у різних сферах застосування.
Як термопласт, ТПУ можна переплавляти та використовувати повторно, що робить його екологічно більш привабливим.

Недоліки

Гнучкість TPU може ускладнювати друк, що може призвести до таких проблем, як нитки, витікання та проблеми з адгезією, згідно з All3DP та MatterHackers.
TPU вимагає меншої швидкості друку в порівнянні з жорсткими філаментами, такими як PLA, що може збільшити час друку.
Гнучкість TPU може призвести до витікання з сопла під час переміщення, що призведе до утворення ниток між деталями.

І на прикладі цього завершального виду пластику погляньмо, що ж нього можна надрукувати та в яких сферах застосувати?

Виробництво взуття: ТПУ широко використовується для виготовлення підошов, вставок, амортизаторів та інших деталей взуття.
Виробництво кабелів та проводів: ТПУ використовується для ізоляції кабелів та проводів, забезпечуючи їхню гнучкість та довговічність.
3D-друк: ТПУ є популярним матеріалом для 3D-друку, особливо для створення гнучких та міцних деталей.
Медицина: ТПУ використовується у виробництві медичних пристроїв, таких як катетери та протези.
Автомобільна промисловість: ТПУ використовується для виготовлення різних деталей автомобілів, таких як панелі приладів, ущільнювачі та захисні покриття.
Спортивні товари: ТПУ використовується для виготовлення спортивного обладнання, такого як м'ячі, захисні елементи та інші.
Штучна шкіра: ТПУ використовується як покриття для штучної шкіри, надаючи їй міцність та еластичність.

Як ви помітили, вибір філамента залежить від конкретних вимог вашого проєкту та характеристик вашого 3D-принтера, включаючи механічні властивості, температурну стійкість, зовнішній вигляд та умови експлуатації кінцевого виробу. Кожен з цих матеріалів має свої унікальні властивості та сфери застосування. Зокрема, освітяни можуть друкувати навачльно-методичні матеріали для кабінетів у школах. До прикладу, сотні 3D-моделей з різних предметів можна знайти в Бібліотеці 3D-моделей EdPro.

Поширити