Filament PLA jest niesamowicie popularnym materiałem do druku 3D techniką FDM/FFF/LDP. Swoją popularność zawdzięcza on m.in. łatwości, z jaką drukuje się z niego trójwymiarowe obiekty. Doceniają go zarówno początkujący użytkownicy drukarki 3D, jak również osoby, które drukiem przestrzennym zajmują profesjonalnie. PLA ma jednak solidnego konkurenta w wyścigu, którego wygraną jest uzyskanie miana wyjątkowo popularnego filamentu do drukarki 3D. Materiał PET-G - ów przeciwnik produktów polilaktydowych - to tworzywo posiadające dużą ilość zalet. Czym różni się ten filament od tworzyw typu PLA? Przekonajmy się!
Spis treści:
- Gęstość
- Wytrzymałość mechaniczna
- Odporność termiczna
- Odporność chemiczna
- Łatwość w druku
- Podsumowanie
PLA i PET-G - gęstość
Gęstość to parametr materiałowy, którego znajomość umożliwia bardzo szybkie oszacowanie masy modelu trójwymiarowego, jeśli znamy objętość obiektu, który ma zostać wykonany z określonego tworzywa do druku przestrzennego. Jej wartość to cenna informacja dla każdego użytkownika drukarki 3D, dla którego istotna jest waga gotowego wydruku. Filament PLA ma zazwyczaj gęstość równą około 1.24g/cm3. Poniższa tabela zawiera zestawienie wartości tego parametru dla wybranych materiałów polilaktydowych:
| Filament PLA | Producent tworzywa | Gęstość materiału (lub jego gęstość względna) | Norma pomiarowa |
|---|---|---|---|
| Easy PLA | Fiberlogy | 1.24g/cm3 | ISO 1183 |
| PLA Starter | ROSA 3D Filaments | 1.24g/cm3 | - |
| Tarfuse PLA NW9 | Grupa Azoty | 1.25g/cm3 | ISO 1183 |
| PLA Premium | Nebula Filaments | 1.24g/cm3 | ASTM D792 |
| Premium PLA | Spectrum Filaments | 1.24g/cm3 | ASTM D792 |
Filament PET-G ma gęstość, której wartość mieści się w zakresie od 1.23g/cm3 do 1.29g/cm3. Przykładowo dla materiału Easy PET-G wynosi ona 1.27g/cm3. Z kolei gęstość filamentu PET-G Standard od ROSA 3D Filaments jest równa 1.29g/cm3. Tworzywo PET-G, które produkuje Nebula Filaments ma gęstość, której wartość to 1.23g/cm3.
| Filament PET-G | Producent tworzywa | Gęstość (lub gęstość względna) materiału | Norma pomiarowa |
|---|---|---|---|
| Easy PET-G | Fiberlogy | 1.27g/cm3 | ISO 1183 |
| PET-G Standard | ROSA 3D Filaments | 1.29g/cm3 | - |
| Tarfuse PET-G | Grupa Azoty | 1.27g/cm3 | ISO 1183 |
| PET-G Premium | Nebula Filaments | 1.23g/cm3 | - |
Podsumowując, wartości gęstości filamentów PLA i PET-G są podobne. Oznacza to, że waga wydruku, który utworzono z filamentu PLA, będzie zbliżona do tej, jaką ma taki sam obiekt 3D utworzony z tworzywa polilaktydowego.
Gęstość klasycznego filamentu PET-G jest zbliżona do gęstości tradycyjnego tworzywa PLA. Ilustracja powyżej przedstawia wydruk 3D utworzony z materiału Tarfuse® PET-G Glossy. (©Grupa Azoty)
PLA i PETG - wytrzymałość mechaniczna
Filamenty PLA i PET-G cechują się dość dobrą wytrzymałością mechaniczną. Wydruki trójwymiarowe, które utworzone zostały z polilaktydowego materiału charakteryzują się dużą twardością. Problem stanowi jednak fakt, że klasyczny filament PLA jest dość kruchym produktem. Ma mniejszą udarność niż PET-G. Gorzej znosi zatem wszelkie obciążenia dynamiczne - do takich oddziaływań zalicza się m.in. wszelkie uderzenia. PET-G jest mniej twardy niż PLA. Cechuje go nieco większa elastyczność. Idzie ona z przyzwoitym poziomem udarności tworzywa. Wnioski? Szukając materiału o dobrej odporności mechanicznej, powinniśmy sięgnąć raczej po filament PETG.
PET-G i PLA - odporność termiczna
Odporność termiczna to ważna własność materiałowa. Temperatura odkształcenia cieplnego tworzywa jest jednym z parametrów, które umożliwiają jej określenia. To jednak niejedyna wielkość, która pozwala na opisanie wytrzymałości termicznej materiału. Jest nią temperatura mięknienia według Vicata. Filament PLA cechuje się niską odpornością termiczną. Przykładowo - temperatura mięknienia Vicata materiału Tarfuse PLA NW9 Grupy Azoty wynosi 60°C. Nie jest to zatem tworzywo bardzo odporne termicznie. Jego temperatura mięknienia według Vicata ma nieco większą wartość. Wynosi ona 65°C. Czy termiczne parametry odpornościowe innych, standardowych tworzyw polilaktydowych prezentują się lepiej? Niestety nie. Ta niewielka wytrzymałość temperaturowa materiału polilaktydowego znacznie zawęża jego spektrum zastosowań.
| Filament PLA | Producent tworzywa | HDT | Norma pomiarowa | Warunki badania |
|---|---|---|---|---|
| Easy PLA | Fiberlogy | 55°C | ISO 75 | 0.45MPa |
| PLA Starter | ROSA 3D Filaments | 55°C | ASTM E2092 | - |
| Tarfuse PLA NW9 | Grupa Azoty | 65°C | ISO 75-1, -2 | 1.8MPa |
| PLA Premium | Nebula Filaments | 55°C | ASTM E2092 | 0.45MPa |
| Premium PLA | Spectrum Filaments | 55°C | ASTM E2092 | - |
Filament PET-G ma większą odporność termiczną niż tworzywa typu PLA. Przykładowo - temperatura odkształcenia cieplnego materiału Easy PET-G od Fiberlogy wynosi odpowiednio:
- 68°C dla 0.45MPa,
- 62°C dla 1.8MPa.
Z kolei jego temperatura mięknienia według Vicata ma wartość równą 78°C. Filamenty PET-G cechują się większą wytrzymałością termiczną niż klasyczne materiały oparte na PLA. Zamieszczona poniżej tabela zawiera informacje o wartości HDT dla wybranych materiałów opartych na zmodyfikowanym poli(tereftalanie etylenu):
| Filament PET-G | Producent tworzywa | HDT | Norma pomiarowa | Warunki badania |
|---|---|---|---|---|
| Easy PET-G | Fiberlogy | 68°C | ISO 75 | 0.45MPa |
| 62°C | 1.8MPa | |||
| Premium PET-G | Spectrum Filaments | 70°C | ASTM D648 | - |
Filament PLA kontra materiał PET-G: odporność chemiczna
Tutaj prym zdecydowanie wiedzie filament PET-G. Odporność chemiczna tego tworzywa do druku 3D jest bardzo duża. Filament PET-G charakteryzuje się wysokim poziomem niepodatności na potencjalnie negatywne działanie wielu rozcieńczonych kwasów, zasad i soli. Co ciekawe - wykonany z niego wydruk 3D przetrwa ekspozycję na kwas chlorowodorowy (solny). Mowa tu o wodnym roztworze tej substancji o stężeniu równym 37%. Nie przetrwa on jednak działania np. stężonego kwasu siarkowego(VI). Filament PET-G jest też bardzo odporny na działanie organicznych związków chemicznych takich jak alkohole (alifatyczne), aldehydy oraz węglowodory alifatyczne. Na jego strukturę nie wpływają negatywnie także oleje. Odporność chemiczna filamentu PLA jest niższa od tej, jaką cechują się materiały oparte na poli(tereftalanie etylenu), który zmodyfikowano glikolem. Pamiętać należy jednak, iż polilaktydowe tworzywo nie stanowi produktu o niewielkiej wytrzymałości na chemikalia - wręcz przeciwnie! Materiał ten cechuje się dość dobrą odpornością chemiczną. Jest umiarkowanie odporny na działanie alkoholi i rozcieńczonych kwasów. Wykazuje się brakiem odporności na działanie m.in. stężonych kwasów. Jest niezbyt odporny na wpływ acetonu - można ten fakt wykorzystać jednak w post-processingu wydruku, który wykonano z filamentu PLA. Podsumowując - materiały PETG cechują się większą odpornością chemiczną niż tworzywa polilaktydowe.
Filament PET-G słynie z bardzo dobrej odporności chemicznej. Powyżej: szpula filamentu Zadar PET-G.
Materiał PLA i filament PET-G - łatwość wykonywania trójwymiarowych wydruków
Jednym z czynników, które wpływają na popularność filamentu PLA wśród użytkowników drukarek 3D, jest duża prostota drukowania z niego przestrzennych obiektów. Do jego optymalnego przetworzenia w trójwymiarowy wydruk nie wymaga się korzystania z możliwości urządzenia drukującego, które wyposażone zostało w zamkniętą komorę roboczą. To zasługa m.in. niskiego skurczu liniowego filamentu PLA. Temperatura druku stanowi zwykle zakres od 190°C do 220°C. Ostateczne wartości tego parametru pracy drukarki 3D uzależnione są od wytwórcy danego filamentu PLA, co jest oczywistością. Temperatura stołu maszyny powinna mieścić się w przedziale od 40°C do maksymalnie 70°C. Często grzany stół jest niewymagany. Parametr ten powinien być dobrany indywidualnie przez użytkownika drukarki 3D na podstawie zaleceń producenta danego filamentu, co dobrze pokazują dane zawarte w poniższej tabeli:
| Filament PLA | Producent tworzywa | Temperatura druku | Temperatura stołu roboczego |
|---|---|---|---|
| Easy PLA | Fiberlogy | od 200°C do 230°C | od 50°C do 70°C |
| PLA Starter | ROSA 3D Filaments | od 200°C do 225°C | od 40°C do 60°C |
| Tarfuse PLA NW9 | Grupa Azoty | od 210°C do 225°C | do 40°C |
| PLA Premium | Nebula Filaments | od 190°C do 220°C | do 60°C |
| Premium PLA | Spectrum Filaments | od 185°C do 215°C | do 45°C |
| PLA | Colorfil | od 190°C do 230°C | do 60°C |
| PLA | Zadar | od 190°C do 220°C | do 60°C |
Filament PLA słynie z ogromnej prostoty w druku. Na zdjęciu powyżej: wydruki z filamentu Fibersilk Metallic.
Temperatura druku, która pozwoli na dobre przetworzenie materiału PETG w trójwymiarowy wydruk zawarta jest w zakresie od 220°C do 250°C. Temperatura platformy roboczej drukarki 3D powinna wynosić od 50°C do 75°C. Wspomniane wartości są jedynie danymi ogólnymi. Parametry te należy dobierać zawsze zgodnie z zaleceniami producenta danego filamentu PET-G. Umieszczona poniżej tabela zawiera informacje, które stanowią dowód tezy zawartej w powyższej wypowiedzi:
| Filament PET-G | Producent tworzywa | Temperatura druku | Temperatura stołu roboczego |
|---|---|---|---|
| Easy PET-G | Fiberlogy | od 220°C do 250°C | 90°C |
| PETG Standard | ROSA 3D Filaments | od 220°C do 260°C | od 60°C do 80°C |
| Tarfuse PET-G | Grupa Azoty | od 230°C do 245°C | od 80°C do 90°C |
| PET-G Premium | Nebula Filaments | od 220°C do 240°C | od 60°C do 90°C |
| Premium PET-G | Spectrum Filaments | od 230°C do 255°C | od 60°C do 80°C |
Aby wykonywać trójwymiarowe wydruki z filamentu PET-G, niewymagana jest drukarka 3D z zamkniętą komorą roboczą. Materiał ten cechuje się niskim skurczem liniowym. Znanym powszechnie zjawiskiem występującym podczas termicznego przetwarzania filamentu PETG jest nitkowanie. Na tworzonym z niego wydruku pojawiają się cienkie nitki. Jednym ze środków zaradczych jest umiejętne dobranie parametrów retrakcji. Wykonywanie wydruków 3D z filamentu PLA jest łatwiejsze niż praca z materiałami typu PET-G. Tworzywo PETG nadal pozostaje jednak materiałem dość prostym w druku.
PET-G i PLA - podsumowanie
Zarówno filament PLA, jak również tworzywo typu PET-G, posiada liczne zalety. Mają one także wady. Atuty wspomnianych tworzyw do się jednak istotnie uwidocznić, wykorzystując je do celów, które ów proces wspomagają. Który z nich jest filamentem lepszym w sensie ogólnym? Cóż, to zależy. Zanim przystąpimy do druku obiektu 3D z wybranego filamentu, powinniśmy dobrze przemyśleć, jakie własności materiałowe są przez nas tymi pożądanymi. Tworzywa PET-G świetnie sprawdzą się tam, gdzie wymagana jest doskonała odporność chemiczna i dobra wytrzymałość mechaniczna. Filament PLA to z kolei znakomity, prosty w obsłudze materiał - idealny, gdy chcemy drukować hobbystycznie różnorodne przedmioty, np. takie, które pełnić mają funkcje dekoracyjne. Wnioski? Każde z omawianych tworzyw jest doskonałe, gdy tylko użyte zostanie umiejętnie.
Filamenty PLA znajdziecie w naszym sklepie, klikając tutaj. Posiadamy także bogatą ofertę materiałów PETG. Znajdziecie je, klikając tu.
