3D-printning har revolutioneret måden, vi skaber på, fra prototyper til færdige produkter. Valget af materiale er kritisk og kan have en betydelig indflydelse på både den mekaniske styrke og holdbarheden af det færdige produkt. I denne guide vil vi dykke ned i egenskaberne ved en række populære 3D-printmaterialer, inklusiv nogle af de nyere kompositmaterialer, og diskutere, hvornår og hvorfor du måske vil vælge det ene materiale frem for det andet.
PLA (Polylactic Acid)
PLA er blandt de mest populære 3D-printmaterialer, takket være dets brugervenlighed og miljøvenlighed. Det er et biologisk nedbrydeligt termoplastisk alifatisk polyester, der er lavet af fornybare ressourcer som f.eks. majsstivelse.
PLA er ideelt til prototyping og dekorative genstande på grund af dets gode detaljeniveau og glans. Dog er det vigtigt at bemærke, at PLA ikke er det stærkeste eller mest varmebestandige materiale. PLA kan blive skørt over tid, særligt hvis det udsættes for sollys og varme, hvilket begrænser dets anvendelse i funktionelle eller belastede dele.
ABS (Acrylonitril Butadien Styren)
ABS (Acrylonitril Butadien Styren) er en termoplastisk polymer, der består af tre forskellige monomerer: acrylonitril, butadien og styren.
Sammensætningen af disse tre komponenter giver ABS dets unikke egenskaber, som gør det til et populært valg i mange industrier. En af de mest kendte anvendelser af ABS er i produktionen af Lego klodser, hvor materialets dimensionsstabilitet, farvefasthed og modstand mod slag er essentiel.
ABS er kendt for sin styrke og varmebestandighed, hvilket gør det til et foretrukket valg for mange industrielle applikationer og funktionelle dele. Det kan modstå fysisk stress og høje temperaturer bedre end PLA, hvilket gør det ideelt til komponenter, der kræver holdbarhed.
ABS printes bedst på en printer med opvarmet kammer for at minimere warping og sikre god første lag-hæftning. God ventilation er et must, da ABS kan udsende skadelige dampe under printning.
ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate)
ASA er minder meget om ABS både i forhold til kemiske og mekaniske egenskaber. Begge materialer kendt for deres styrke, stivhed hvilket gør dem populære valg inden for både industrielle applikationer og 3D-printning.
I forhold til ABS, har ASA fordelen af at være UV-resistent og modstandsdygtig overfor både sollys, regn, sne og ekstreme temperaturer, hvilket ASA det til et fremragende valg for udendørs anvendelser.
Som ABS kræver 3D printning med ASA et lukket printkammer, opvarmet buildplade og god ventilation under printning.
PETG (Polyethylentereftalat Glykol)
PETG er en modificeret version af PET (den samme plastik, der bruges til at fremstille vandflasker), der er udviklet specielt til 3D print.
Glykolkomponenten forhindrer materialet i at blive sprødt og krystallinsk, hvilket giver det en højere slagstyrke og fleksibilitet. PETG er kendt for sin fremragende holdbarhed og resistens over for både UV-stråling og kemiske påvirkninger, hvilket gør det velegnet til brug i krævende miljøer.
PETG kombinerer ABS’ styrke og holdbarhed med PLA’s lette printbarhed, hvilket resulterer i et materiale, der er stærkt, fleksibelt og modstandsdygtigt over for både kemikalier og varme.
PETG er mindre modtageligt for fugtabsorption sammenlignet med andre materialer, hvilket gør det til et fremragende allround-materiale til både funktionelle og æstetiske projekter.
Nylon
Nylon er særligt kendt for fleksibilitet og styrke slidstyrke, hvilket gør det til et ideelt valg for en bred vifte af funktionelle applikationer, fra prototyper til færdige dele, der kræver høj mekanisk belastning. Nylon benyttes ofte til bevægelige dele såsom tandhjul, lejer og hængsler samt til dele, der skal kunne tåle at blive bøjet eller komprimeret under kraft uden at knække.
Nylon er desuden modstandsdygtigt over for mange kemikalier, inklusive brændstoffer, olier og opløsningsmidler, hvilket udvider dets anvendelsesmuligheder til kemisk udsatte miljøer.
3D-print med nylon kan være en drilsk proces, men det er ikke umuligt. Vær især opmærksom på opbevaring og tørring af materialet inden print, da materialet kan absorbere fugt fra omgivelserne, hvilket påvirker printkvaliteten. Forbehandling af materialet ved tørring og opbevaring af nylon filamentet i lufttætte beholdere er alfa-omega.
Desuden kræver nylon ofte en højere printtemperatur og korrekt opvarmning af buildplade og printkammer for at sikre optimal hæftning og minimere warping.
PC (Polycarbonat)
Polycarbonat (PC) er et af de stærkeste 3D-printmaterialer på markedet. Det er et termoplastisk polymermateriale, som byder på ekstraordinær mekanisk styrke, stivhed og modstandsdygtighed over for slag. PC kan desuden modstå temperaturer fra -150°C til 135°C, hvilket gør det anvendeligt i miljøer med ekstreme temperaturer.
Det er dog et af de mere udfordrende materialer at printe med og kræver både høje printtemperaturer, et lukket printkammer og en opvarmet buildplade for at forhindre warping og sikre optimal kvalitet.
TPU (Thermoplastisk Polyuretan)
Thermoplastisk polyuretan (TPU) er et alsidigt elastomer, der kombinerer gummis fleksibilitet med plastiks bearbejdelighed, hvilket gør det til et populært valg for en bred vifte af applikationer i både industriel produktion og 3D-printning. Den unikke kemiske sammensætning gør TPU ekstremt fleksibelt. Samtidigt er et materiale, som er særdeles slidstærkt, hvilket gør det ideelt til produkter, der kræver høj slidstyrke, elasticitet og god kemisk resistens.
Når det printes, kræver TPU imidlertid særlig opmærksomhed med hensyn til printtemperatur, hastighed og afkøling for at sikre optimal ydeevne og kvalitet. På grund af dets elasticitet kan TPU være mere udfordrende at printe med end stive materialer, og det kan kræve en del eksperimenteren og finjustering for at opnå succes.
Derfor har vi lavet en udførlig guide til printning med TPU, som du finder her.
Kompositmaterialer
Kompositmaterialer kombinerer traditionelle plasttyper med fyldstoffer som kulfiber, glasfiber, træfiber eller metal for at forbedre specifikke egenskaber som vægt, styrke, stivhed, æstetik og varmebestandighed.
Der er en række forskellige kompositmaterialer på markedet, og nye kommer til med jævne mellemrum. De mest almindelige er følgende:
-
Kulfiberforstærkede Filamenter: Kombinerer en termoplastisk base med kulfiberpartikler eller -fibre for at øge styrken og stivheden, samtidig med at vægten reduceres. Disse materialer er ideelle til strukturelle komponenter, der kræver høj styrke og lav vægt.
-
Glasfiberforstærkede Filamenter: Indeholder glasfibre, der forbedrer materialets mekaniske egenskaber og termiske modstandsdygtighed. Glasfiberforstærkede kompositter er velegnede til applikationer, der kræver forbedret holdbarhed og styrke.
-
Metalfyldte Filamenter: Består af en termoplastisk base blandet med fine metalpulvere, såsom rustfrit stål, bronze eller kobber, hvilket giver printene metalagtige egenskaber, herunder vægt og varmeledningsevne, samt mulighed for efterbearbejdning til en metallisk finish.
-
Træfyldte Filamenter: Disse kompositter kombinerer en plastikbase med træfibre eller -støv, hvilket resulterer i print, der efterligner udseendet og følelsen af ægte træ. Trækompositter kan efterbearbejdes gennem slibning, maling eller bejdse for at fremhæve træeffekten.
Kompositmaterialer kan kræve specielle printindstillinger, såsom højere ekstruderingstemperaturer, og kan være hårde mod printerdysen. Derfor kræver kompositmaterialer ofte dyser af hærdet stål eller andet slidstærkt materiale.
At vælge det korrekte materiale til et specifikt projekt er ikke blot et spørgsmål om æstetik eller bearbejdelighed. Hvert materiale, fra det alsidige PLA til det robuste og modstandsdygtige PC, tilbyder specifikke fordele, der kan optimere et projekts mekaniske styrke, holdbarhed, fleksibilitet, eller endda termiske og kemiske resistens.
Forståelsen af, hvornår og hvordan man anvender de forskellige materialer – og hvordan man anvender dem korrekt, kan gøre hele forskellen i forhold til om det lykkes at skabe det færdige produkt, du havde i tankerne fra starten.
Det kræver en dybdegående indsigt i materialernes natur samt en bevidsthed om projektets nøglekrav – uanset om det drejer sig om prototyping, industrielt design, forbrugerprodukter eller kunstneriske kreationer.
I takt med at 3D-printteknologien udvikler sig, bliver udvalget af tilgængelige materialer kun bredere, hvilket giver endnu flere muligheder for innovation og tilpasning. Denne mangfoldighed understreger yderligere nødvendigheden af en grundig materialforståelse for at kunne udnytte 3D-printningens fulde potentiale. Ved at investere tid i at lære om de forskellige materialer – deres styrker, svagheder og bedste anvendelsesområder – udstyrer du sig selv med viden til at træffe informerede beslutninger, der sikrer at dine projekter og kreationer opnår den bedste kvalitet og de rette egenskaber.
