Wersje językowe

Filamenty wysokotemperaturowe, czyli tworzywa o dużej odporności termicznej

Wysokotemperaturowe filamenty to tworzywa do druku 3D techniką FDM, których cechą nadrzędną jest wysoka wytrzymałość termiczna. Są one materiałami tworzonymi m.in. z myślą o zastosowaniach technicznych oraz inżynierskich. Grono tworzyw, które je reprezentują, jest niezwykle różnorodne. Są wśród nich zarówno filamenty oparte na poliwęglanie i nylonie, jak również materiały kompozytowe. Za ich produkcję odpowiadają m.in. ROSA 3D Filaments, Noctuo, Fiberlogy, F3D Filament oraz Spectrum Filaments.

Filamenty wysokotemperaturowe - czym są?

Filamenty wysokotemperaturowe to tworzywa, które produkuje się z myślą o druku 3D techniką FDM i których cechę nadrzędną stanowi duża odporność na niszczycielski wpływ temperatur przyjmujących duże wartości. Uzyskuje się je metodami różnorakimi. Recepturę filamentu wysokotemperaturowego opiera się często na termicznie odpornym materiale. Świetne wyniki daje jednak również modyfikowanie składu tworzywa, którego bazę niekoniecznie stanowi termoplast, który wykazuje się dużym stopniem niepodatności na wpływ niekorzystnie wysokich temperatur. Producenci materiałów do druku 3D na wymienionych do tej pory zabiegach nie poprzestają. Modyfikacja receptury tworzywa, którego składnik bazowy stanowi termoplast bardzo odporny na wpływ wysokiej temperatury, to operacja wykonywana równie często, jak przytoczone już przykłady metod tworzenia filamentów wysokotemperaturowych! Uzyskane w ten sposób materiały do druku 3D charakteryzują się często niesamowicie dużą odpornością termiczną. Filamenty wysokotemperaturowe są tworzywami powszechnie spotykanymi w sprzedaży. Informacja ta nie powinna żadnego użytkownika drukarki 3D typu FDM, który szuka tego rodzaju materiału, wprawiać w osłupienie. Wszak trwa istny filamentowy wyścig zbrojeń, którego uczestnikami są producenci tworzyw do druku przestrzennego. Jaki jest jego cel? Nietrudno na takie pytanie udzielić odpowiedzi. Cel ten stanowi uzyskanie filamentu o zatrważająco wręcz wysokiej, termicznej wytrzymałości. Wyścig ten jest jednak niczym niekończąca się opowieść, gdyż temperaturowa granica odporności cechuje się dużym poziomem nieokreśloności. Gdy w sprzedaży pojawi się materiał do druku 3D, który w danej chwili określa się mianem najlepszego filamentu wysokotemperaturowego, lada moment zostaje on zdetronizowany przez konkurencyjny produkt cechujący się większą termiczną odpornością. Efektem ubocznym tego niekończącego się wyścigu jest zatem wysyp tworzyw, które mają jeden wspólny mianownik. Stanowi go duża niepodatność na negatywny, destrukcyjny wpływ wysokich temperatur. Filamenty wysokotemperaturowe produkowane są przez multum firm, w tym:

  • Spectrum Filaments
  • Fiberlogy
  • ROSA 3D Filaments
  • F3D Filament
  • Noctuo

Filamenty wysokotemperaturowe - przegląd materiałów do druku 3D

Świat filamentów wysokotemperaturowych po brzegi wypełniony jest niezwykle różnorodnymi tworzywami do druku 3D. Każdy z tych materiałów charakteryzuje się dużą niepodatnością na negatywny wpływ temperatur przyjmujących niemałe wartości. Są wśród nich filamenty wysokotemperaturowe, których receptury oparto na tworzywach różnorakich. Składnik bazowy wielu tych tworzyw stanowią poliamidy. Skład dużej liczby filamentów wysokotemperaturowych oparto również na poliwęglanach. Multum termicznie odpornych materiałów do druku 3D wzbogaconych zostało dodatkiem włókna węglowego lub włókna szklanego. Niektóre filamenty wysokotemperaturowe zawierają również teflon. W tej istnej, materiałowej dżungli łatwo można się zgubić. Potrzebny jest zatem wykwalifikowany przewodnik, dzięki któremu żaden użytkownik drukarki 3D, który poszukuje filamentu wysokotemperaturowego, w tymże gąszczu tworzyw nie zabłądzi. Rolę tą pełni znajdujący się poniżej przegląd materiałów do druku przestrzennego techniką FDM, których cechę nadrzędną stanowi wysoki poziom termicznej odporności.

Filamenty wysokotemperaturowe I: Materiały nylonowe

Do filamentów wysokotemperaturowych zalicza się tworzywa, których składnikami nadrzędnymi są poliamidy różnorodnego typu. Firma Fiberlogy zajmuje się produkcją m.in. materiałów do druku 3D, których bazę recepturową stanowi nylon PA12. Oferowane przez nią tworzywo dostępne jest w szerokiej gamie wariantów barwnych oraz charakteryzuje się znakomitą odpornością chemiczną oraz - co najważnejsze - wysokim poziomem wytrzymałości termicznej. W dokumentacji technicznej produkowanego przez Fiberlogy materiału umieszczono informację, iż typowa wartość punktu jego topnienia to 180°C. Bez cienia wątpliwości uznać należy omawiane tworzywo za filament wysokotemperaturowy. Materiał do druku 3D, który oparto na nylonie PA12, wchodzi również w skład ofertowego wachlarza marki F3D Filament. Ów filament wysokotemperaturowy także dostępny jest w rozmaitych, kolorystycznych wersjach. Chcąc przekonać się, jak bardzo wytrzymałe termicznie tworzywo stanowi materiał F3D Filament, zerknąć warto do jego technicznej dokumentacji. Z zawartych w niej informacji wynika, iż temperatura mięknienia w ujęciu Vicata przyjmuje wartość równą 138°C. Wniosek? Materiał od F3D Filament cechuje się dużą, termiczną odpornością. Jest to kolejny, nylonowy filament wysokotemperaturowy. Poliamid PA12 bez wątpienia stanowi tworzywo o znakomitej odporności termicznej. Nie oznacza to jednak, iż jest on jedynym nylonowym związkiem chemicznym, który stanowić może składnik bazowy filamentów wysokotemperaturowych. Zalicza się do nich również poliamid PA6/66. Materiał ten jest recepturową bazą jednego z tworzyw do druku 3D marki - ponownie - F3D Filament. Jej produkt także zalicza się do filamentów wysokotemperaturowych, co wynika z jego dużej odporności termicznej. W temacie materiałów do druku 3D, które oparto na poliamidach, wiele do powiedzenia ma także firma Spectrum Filaments. Jednym z jej produktów jest filament PA6 Neat. Jego składnik bazowy stanowi poliamid PA6. Wydruki przestrzenne, które wykonano z materiału PA6 Neat cechują się niesamowicie rozległym zakresem temperaturowym tzw. pracy długotrwałej. Co to oznacza? Obiekty trójwymiarowe, które wydrukowane zostały z filamentu PA6 Neat, bez problemu zniosą długotrwałą ekspozycję na działanie temperatur wynoszących nawet 120°C. Ich powierzchnia pozostanie nieuszkodzona. Nie utracą one również swych funkcjonalnych własności wskutek działania tak wysokich temperatur. Filament PA6 Neat wystawić można na wpływ o wiele bardziej niekorzystnych warunków termicznych. Mowa tu o temperaturze równej nawet 160°C. Krótkotrwała ekspozycja na jej działanie nie wpłynie negatywnie na produkowany przez Spectrum Filaments materiał. Tworzywo PA6 Neat niewątpliwie reprezentuje grono filamentów wysokotemperaturowych. Materiały do druku 3D, które oparto na różnego typu poliamidach, poddaje się jednak często modyfikacjom składu, wzbogacając je dodatkowymi surowcami. Jaki cel przyświęca producentom tworzyw, którzy inicjują owe recepturowe zmiany? Jest nim m.in. zwiększenie termicznej materiałów wykorzystywanych w druku 3D. Surowcami, które pełnią rolę substancji poprawiających szeroko rozumianą wytrzymałość filamentów poliamidowych, są włókno węglowe oraz włókno szklane.

Filamenty wysokotemperaturowe IA: Nylon (PA) + włókno węglowe (CF)

Włókno węglowe to materiał, którym często wzbogaca się filamenty do druku 3D, zwiększając ich szeroko pojmowane parametry wytrzymałościowe. Dodany do opartych na poliamidach, cechujących się dużą odpornością termiczną tworzyw działa niczym zbroja, istotnie zwiększając niepodatność tak zmodyfikowanych filamentów na negatywny wpływ wysokiej temperatury. Tego rodzaju produkty oferowane są przez wiele firm specjalizujących się w tworzeniu materiałów do druku 3D techniką FDM. Zalicza się do nich Spectrum Filaments. Tworzywo PA6 CF15, to materiał oparty na poliamidzie PA6. Piętnaście procent filamentu opracowanego przez Spectrum Filaments stanowi włókno węglowe. Wzbogacenie receptury tworzywa tym materiałem wpłynęło istotnie na wzrost odporności termicznej produktu. Wykonane z PA6 CF15 wydruki przestrzenne przetrwają bez kłopotów długotrwałą ekspozycję na temperaturę, która osiągnąć może wartość równą nawet 150°C. Przez krótki czas mogą być one również na działanie większej ilości stopni Celsjusza. Mowa tu o temperaturze, która wynosić może maksymalnie 180°C. Materiał PA6 CF15 zaliczyć należy zatem do grona filamentów wysokotemperaturowych. Innym tworzywem do druku 3D, które wyprodukowano z poliamidu oraz włókna węglowego, jest PA + 15CF firmy ROSA 3D Filaments. Dlaczego stanowi on filament wysokotemperaturowy? Wiąże się to - rzecz oczywista - z jego dużą wytrzymałością termiczną. Wydrukowane z materiału PA + 15CF obiekty trójwymiarowe nie ulegną uszkodzeniu wskutek wystawienia ich na działanie temperatury równej nawet 160C. Włóknem węglowym wzbogacony został także filament PA12 + CF15, za produkcję którego odpowiada firma Fiberlogy. Zgodnie z nazwą tworzywa jego recepturę oparto na poliamidzie PA12. Obecność w nim włókna węglowego sprawia, iż wytworzone z niego wydruki trójwymiarowe wytrzymują temperatury rzędu 160°C. Poliamidowe materiały do druku 3D, które wzbogacono omawianym tutaj składnikiem dodatkowym występują w czarnym wariancie kolorystycznym. Połączenie nylonu z włóknem węglowym stanowi recepturową konfigurację charakteryzującą się znakomitą odpornością termiczną. Poliamidowe tworzywa, których dopełnieniem składowym jest włókno węglowe, produkuje także F3D Filament. Są to materiały: NanoCarbon oraz NanoCarbon AM.Tego rodzaju filamenty wysokotemperaturowe znakomicie nadają się do wielu zastosowań stricte technicznych. Włókno węglowe nie jest jednak jedynym materiałem, który dodaje się do tworzyw poliamidowych w celu zwiększenia ich odporności termicznej.

Filamenty wysokotemperaturowe IB: Nylon (PA) + włókno szklane (GF)

Włókno szklane to kolejny obok włókna węglowego surowiec, którym wzbogaca się skład filamentów poliamidowych, zwiększając ich niepodatność na wpływ szerokiego zakresu temperaturowego. Przykładem tak skonstruowanego tworzywa do druku 3D jest filament PA12 + GF15. Za jego produkcję odpowiada firma Fiberlogy. Składnik bazowy tego materiału stanowi poliamid PA12. Piętnaście procent filamentu produkowanego przez Fiberlogy to włókno szklane. Jego dodatek sprawia, iż materiał PA12 + GF15 jest bardzo sztywny oraz wytrzymały na negatywne działanie rozległego wachlarza związków chemicznych. Czy cechuje się on również dużą odpornością termiczną? Oczywiście, że tak! W przeciwnym razie nie pojawiłby się w niniejszym zestawieniu! Wydruki trójwymiarowe, które wykonano z tworzywa firmy Fiberlogy i na które podziałano temperaturą osiągającą wartość równą nawet około 170°C. Odporność termiczna materiału PA12 + GF15 jest zatem niepodważalnie duża.

Filamenty wysokotemperaturowe IC: Nylon (PA) + szklane mikrosfery (GK)

Włókno węglowe i włókno szklane są niejedynymi materiałami, którymi wzbogaca się poliamidowe tworzywa do druku 3D, zwiększając ich niepodatność na destrukcyjny wpływ wysokiej temperatury. Taki surowiec stanowią także mikrosfery, które utworzone zostały ze szkła. Przygotowując filament PA6 GK10, firma Spectrum Filaments uwzględniła szklane mikrokulki w jego składzie. Wydrukowane z tego produktu wydruki przestrzenne charakteryzują się znakomitą odpornością termiczną. Przez długi czas znajdować się one mogą w temperaturze wynoszącej aż 120°C, nie ulegając najmniejszym nawet uszkodzeniom ich struktury. Wytrzymałość termiczna tego filamentu objawia się także w inny sposób. Krótkotrwała ekspozycja trójwymiarowych wydruków na temperaturę o maksymalnej wartości równej 160°C także nie doprowadzi do destrukcji wydrukowanego z PA6 GK10 obiektu 3D. Do filamentów poliamidowych, które wzbogacono mikrokulkami utworzonymi ze szkła jest także BubbleGlass marki F3D Filament.

Filamenty wysokotemperaturowe II: Materiały poliwęglanowe (PC)

Materiały do druku 3D, których bazę recepturową stanowi poliwęglam, są tworzywami cechującymi się mnogością zalet, dzięki którym pretendują one do miana filamentów technicznych. Charakteryzuje je doskonała, szeroko rozumiana wytrzymałość, w tym znakomicie wysoka udarnorność. Są tworzywami twardymi. Cechuje ja także duża niepodatność na ściskanie. Filamenty oparte na poliwęglanach są również - co najbardziej istotne - termicznie odporne. Przykład takiego tworzywa stanowi PC-X marki F3D Filament. Temperatura mięknienia tego materiału wynosi 150°C. Oznacza to, iż wykazuje się on dużą odpornością termiczną. Wykonane z filamentu PC-X wydruki przetrwają bezproblemowo w temperaturze wynoszącej mniej niż 150°C, co stanowi bardzo dobry wynik. Recepturę innego tworzywa marki F3D Filament, czyli PC-IN, także oparto na poliwęglanie. Również i ono cechuje się znakomitą odpornością termiczną. Wartość jego temperatury mięknienia w ujęciu Vicata równa jest 142°C. Zgodnie z zapewnieniami producenta utworzone z tworzywa PC-IN wytrzymają ekspozycję na temperaturę rzędu nawet 145°C. Poliwęglanowe materiały do druku 3D, które oferuje F3D Filament, są produktami cechującymi się dużą niepodatnością na wpływ niekorzystnych warunków termicznych. Godnie reprezentują one zatem grono filamentów wysokotemperaturowych.

Filamenty wysokotemperaturowe IIA: Poliwęglan (PC) + ABS

Ofertowy wachlarz F3D Filament jest bardzo różnorodny i wypełniony po brzegi interesującymi tworzywami technicznymi. W jego skład wchodzą materiały oparte zarówno na klasycznym poliwęglanie, jak również takie, których recepturową bazę stanowi połączenie owego materiału z innym termoplastem. Przykładami takich filamentów są PC/ABS I oraz PC/ABS B. Ich składnik bazowy stanowi kopolimerowe połączenie poliwęglanu (PC) i doskonale znanego w uniwersum druku 3D ABS-u. W zależności od filamentu występuje on w dwóch wariantach - wersji B lub typie I. Cechami typowymi materiałów PC/ABS I i PC/ABS B jest ich zwiększona odporność na wpływ wysokich temperatur względem tworzyw ABS-owych oraz poziom udarności zbliżony do tego, jakim cechuje się klasyczny produkt do druku 3D, który oparto na poliwęglanie. Dodatkowo warto podkreślić, iż typ B cechuje się większą wytrzymałością termiczną niż wariant I. Wydruki wykonane z każdego z rodzajów materiału PC/ABS funkcjonować mogą w bardzo rozległym spektrum temperaturowym.

Filamenty wysokotemperaturowe IIB: Poliwęglan (PC) + teflon (PTFE)

Politetrafluoroetylen, czyli teflon, to surowiec, który wchodzić może w skład materiałów do druku 3D. Dowodzi tego firma ROSA 3D Filaments, która opracowała tworzywo znane jako PC + PTFE. Połączenie go z poliwęglanem sprawiło, iż uzyskano materiał charakteryzujący się wysokim poziomem odporności termicznej. Temperatura mięknienia w ujęciu Vicata, którą cechuje się to tworzywo, przyjmuje wartość równą 145°C. Obiekty trójwymiarowe, które wydrukowano z filamentu firmy ROSA 3D Filaments, są w stanie przetrwać w wyjątkowo niekorzystnych warunkach termicznych, nie tracąc przy tym swych właściwości mechanicznych. Długotrwale można je bowiem wystawić na ekspozycję temperatury o wartości wynoszącej nawet 120°C. Połączenie poliwęglanu i teflonu umożliwiło firmie ROSA 3D Filaments stworzenie materiału do druku przestrzennego, który reprezentuje grono filamentów wysokotemperaturowych.

Filamenty wysokotemperaturowe III: PET-G zmodyfikowany

Materiały do druku 3D, których nadrzędny składnik stanowi PET-G, poddaje się stosownym modyfikacjom, w wyniku których stają się one filamentami wysokotemperaturowymi. Jednym z producentów termoplastycznych tworzyw, który wykonuje je z myślą o tworzeniu z nich przestrzennych struktur techniką FDM, jest Spectrum Filaments. W skład wachlarza oferowanych przez nią materiałów do druku 3D wchodzi PET-G HT100. Skład owego filamentu, który oparto na poli(tereftalanie etylenu) z glikolem (czyli PET-G), skomponowano tak, iż utworzone z niego wydruki przestrzenne charakteryzują się wyższą odpornością termiczną niż takie same obiekty trójwymiarowe, które wydrukowano z typowego tworzywa ABS-owego. Opracowany przez Spectrum Filaments materiał do druku 3D przetrwa nawet w temperaturze sięgającej 100°C! Inne tworzywo tej firmy, jakim jest PET-G FX120, charakteryzuje się jeszcze większą odpornością termiczną od filamentu PET-G HT100. Wykonane z niego wydruki 3D przez długi czas mogą być wystawione na działanie temperatury przyjmującej maksymalną wartość równą 120°C. Pod jej wpływem utworzone z PET-G FX120 trójwymiarowe obiekty nie ulegną destrukcji, ich struktura pozostanie niezdeformowana. Krótkotrwale wykonane z niego przestrzenne bryły wytrzymają temperaturę wynoszącą nawet do 160°C. Umiejętne zmodyfikowanie receptury materiału do druku 3D, którego składnikiem dominującym jest PET-G, sprawić może, iż będące wynikiem takiej modyfikacji tworzywo nacechowane będzie niemałą odpornością termiczną. Uzyskane w ten sposób produkty uznać należy za filamenty wysokotemperaturowe.

Filamenty wysokotemperaturowe IV: CPE HT

CPE HT jest materiałem do druku 3D, który opracowany został przez firmę Fiberlogy. Jego bazę recepturową stanowią kopoliestry. Filament od Fiberlogy to zatem krewniak materiałów do druku 3D, których składnikiem nadrzędnym jest PET-G lub PCTG. Cechuje się on dużą odpornością na negatywny wpływ różnorodnych, mechanicznych czynników oraz szerokiego spektrum związków chemicznych. Jego właściwości wytrzymałościowe porównywalne są do tych, które przypisuje się tworzywom poliwęglanowym (PC). CPE HT cechuje się dużą odpornością termiczną. Utworzone z niego trójwymiarowe wydruki zniosą zatem wiele. Dotyczy to również ekspozycji na działanie wysokiej temperatury. Ów parametr osiągać może nawet wartości zbliżone do 110°C. Stanowi on zatem jeden z wielu materiałów do druku 3D wchodzących w skład grupy tworzyw znanej jako filamenty wysokotemperaturowe.

Filamenty wysokotemperaturowe V: POM

Polioksymetylen, poli(tlenek metylenu) i poliformaldehyd - pod tymi właśnie nazwami kryje się składnik bazowy materiału do druku 3D zwanego POM. Filament ten współtworzy ofertowy wachlarz zbudowany przez firmę Noctuo. Omawiane tworzywo charakteryzuje się znakomitymi, szeroko rozumianymi parametrami wytrzymałościowymi. Jest również wyjątkowo twarde i sztywne. Co ciekawe wykonane z niego przestrzenne wydruki bardzo łatwo poddane mogą zostać obróbce. Materiał firmy Noctuo cechuje się wysoką odpornością termiczną. Utworzone z filamentu POM przetrwają bezproblemowo w rozległym spektrum temperaturowym. Mowa tu bowiem o zakresie temperaturowym obejmującym wartości temperatur od -40°C do 110°C. Materiał POM to zatem tworzywo wytrzymałe termicznie. Świadczy o tym wspomniane już szerokie spektrum temperaturowe, w jakim utworzone z niego wydruki mogą bez przeszkód przetrać, nie tracąc przy tym swych właściwości funkcjonalnych. Miano filamentu wysokotemperaturowego zyskał on m.in. dzięki maksymalnej wartości zawierającej się we wspominanym już termicznym zakresie pracy długotrwałej tego tworzywa.

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl