Aký materiál zvoliť na 3D tlač? PLA, PETG, ASA, nylon a TPU v praxi
Porovnanie materiálov pre FDM tlač podľa teplotnej odolnosti, húževnatosti a odolnosti voči UV. Praktický návod, kedy zvoliť PLA, PETG, ASA, nylon alebo TPU.
Pre väčšinu funkčných dielov je najbezpečnejšou voľbou PETG: znesie zhruba 68 °C, je húževnaté a cenovo dostupné. PLA používajte len na pohľadové modely, pretože mäkne už okolo 55 °C. ASA patrí do exteriéru vďaka UV stabilite a odolnosti do 93 °C, nylon na oteruvzdorné diely a TPU tam, kde má diel pružiť.
Materiál je pri FDM tlači rozhodnutie s najväčším dopadom na to, či diel v prevádzke vydrží. Nižšie nájdete konkrétne čísla, nie prívlastky.
Rýchle porovnanie materiálov pre FDM tlač
| Materiál | Teplotná odolnosť | Húževnatosť | Vhodné vonku | Typické použitie |
|---|---|---|---|---|
| PLA | 55 °C | priemerná | nie | makety, pohľadové modely, výstavné kusy |
| PETG | 68 °C | vysoká | krátkodobo | funkčné diely, kryty, výrobné prípravky |
| ASA | 93 °C | vysoká | áno, UV stabilné | exteriérové držiaky, diely do auta |
| Nylon (PA) | až 190 °C* | vysoká | obmedzene | ozubené kolesá, klzné a oteruvzdorné diely |
| TPU (flex) | pružný, tvrdosť 95 Shore A | pružná deformácia | obmedzene | tesnenia, tlmiace podložky, ohybné prvky |
Hodnoty teplotnej odolnosti sú údaje výrobcu filamentov Prusa Polymers pre konkrétne značkové materiály (PLA, PETG, ASA). Slúžia na porovnanie medzi materiálmi, nie ako garantovaná hodnota pre každú značku.
*Údaj 190 °C platí pre Prusament PA11 Carbon Fiber, teda nylon plnený uhlíkovými vláknami. Neplnené nylony sú odolné výrazne menej. Pri konkrétnej zákazke vám vždy povieme, s akým typom nylonu počítame.
PLA: kedy stačí a kedy vás sklame
PLA je najlacnejší a najjednoduchší materiál na tlač, ale jeho teplotná odolnosť je len 55 °C. To v praxi znamená, že diel z PLA sa zdeformuje v aute zaparkovanom na slnku, pri okne alebo v blízkosti motora.
Výrobca ho zároveň označuje ako materiál s nulovou náchylnosťou na krútenie a s priemernou húževnatosťou. Vytlačí sa presne a rozmerovo stabilne, ale pod nárazom praská skôr, než sa ohne.
Zvoľte PLA na maketu na prezentáciu, na overenie tvaru a rozmerov, na výstavný model alebo na diel, ktorý bude celý život ležať v interiéri bez záťaže. Na čokoľvek, čo sa má hýbať, niesť alebo hriať, siahnite po niečom inom.
PETG: predvolená voľba na funkčné diely
PETG je materiál, ktorý odporúčame najčastejšie. Teplotnú odolnosť má 68 °C, húževnatosť výrobca hodnotí ako vysokú a náchylnosť na krútenie ako nízku. To je kombinácia, ktorá zvládne drvivú väčšinu bežných zadaní.
Oproti PLA má jednu vlastnosť, ktorá v prevádzke rozhoduje: pod nárazom sa skôr ohne, než praskne. Pri prípravku, ktorý spadne zo stola, alebo pri kryte, ktorý niekto pritlačí, je to rozdiel medzi škrabancom a odpadom.
Používame ho na kryty elektroniky, montážne prípravky, držiaky, puzdrá a väčšinu náhradných dielov. Je to aj najrozumnejší štart pre malosériovú výrobu, kde potrebujete konzistentnú kvalitu za prijateľnú cenu.
ASA: jediný z pätice, ktorý naozaj znesie exteriér
ASA je nástupca ABS a vznikol práve preto, aby vydržal vonku. Prusa Knowledge Base to zhŕňa jednou vetou: v porovnaní s ABS je „ASA odolnejší voči UV, menej sa krúti a tak nezapácha" (Prusa Knowledge Base).
Rozdiel je vidieť na dieloch po pár mesiacoch na slnku. Diely z ABS pri dlhšom pôsobení UV žltnú a krehnú, ASA si toto prostredie zachová podstatne dlhšie (Prusa). K tomu má teplotnú odolnosť 93 °C, čo je najviac z bežných materiálov, ktoré netreba tlačiť špeciálnou technikou.
ASA volíme na držiaky na fasádu, kryty vonkajšej elektroniky, diely do auta a všade tam, kde na diel svieti slnko alebo naň prší.
Nylon (PA): keď sa diel obrusuje
Nylon je voľba na miesta, kde sa dva diely o seba trú. Ozubené kolesá, klzné puzdrá, vodiace prvky, kladky. Je pevný a mimoriadne oteruvzdorný, čo pri PETG ani ASA nedosiahnete.
Má dve praktické nevýhody. Je hygroskopický, čiže z okolitého vzduchu naťahuje vlhkosť a pred tlačou sa musí sušiť, inak výtlačok stráca pevnosť a kvalitu povrchu. A výrobcovia pre neho odporúčajú uzavretú tlačiareň (Prusa Filament Material Guide), čo sa premietne do ceny.
Preto nylon nasadzujeme cielene, keď má diel reálne mechanické opodstatnenie. Na kryt alebo držiak je to zbytočne drahé riešenie.
TPU: keď má diel pružiť
TPU sa nemeria teplotnou odolnosťou, ale tvrdosťou v stupnici Shore. Bežná hodnota je 95 A, čo je približne tvrdosť kolieska nákupného vozíka. Pre predstavu, čo materiál znesie: technický list pre PolyFlex TPU95 uvádza ťažnosť pri pretrhnutí 551 ± 24 % podľa normy ISO 37 (Polymaker).
Inými slovami, diel z TPU sa dá natiahnuť na viac než päťnásobok pôvodnej dĺžky. Používa sa na tesnenia, tlmiace podložky, ochranné návleky, protišmykové pätky a ohybné klby.
Ak potrebujete diel, ktorý má trochu povoliť a vrátiť sa do tvaru, TPU je jediná rozumná možnosť z tohto zoznamu.
Ako vybrať materiál za pol minúty
Prejdite si otázky v tomto poradí a zastavte sa pri prvej, na ktorú odpoviete áno:
- Má sa diel ohýbať alebo tesniť? → TPU
- Budú sa na ňom obrusovať iné diely? → nylon (PA)
- Bude vonku na slnku alebo v aute? → ASA
- Má niesť záťaž, byť v prevádzke alebo len vydržať bežné zaobchádzanie? → PETG
- Je to len maketa na pohľad? → PLA
Táto postupnosť pokryje väčšinu zadaní, ktoré k nám prichádzajú. Ak si nie ste istí, opíšte nám prostredie a záťaž a materiál navrhneme my.
Materiál nie je jediné, čo rozhoduje o pevnosti
Rovnaký diel z rovnakého materiálu môže byť pevný aj krehký podľa toho, ako sa vytlačí. V praxi to určujú tri veci.
Orientácia dielu na podložke. FDM diel je zložený z vrstiev a medzi vrstvami je vždy o niečo slabší než pozdĺž nich. Diel preto orientujeme tak, aby hlavné zaťaženie išlo naprieč vrstvami, nie po nich.
Hustota výplne. Tlačíme v rozsahu 5 až 100 % podľa účelu dielu. Na maketu stačí 10 %, na namáhaný prípravok ideme podstatne vyššie. Výplň je zároveň jedna z položiek, ktorá najviac hýbe cenou výtlačku.
Výška vrstvy. Pracujeme v rozsahu 0,08 až 0,3 mm. Nižšia vrstva znamená jemnejší povrch a dlhšiu tlač, vyššia je rýchlejšia a lacnejšia.
Presnosť dosahujeme ± 0,1 mm a maximálny rozmer jedného kusu je 256 × 256 × 256 mm. Väčšie diely rozdelíme na časti a zlepíme. Podrobné parametre nájdete na stránke FDM tlače.
Časté otázky
Aký materiál je najpevnejší? Záleží, čo znamená pevný. Na oter a mechanické namáhanie je najlepší nylon, na odolnosť voči teplu ASA (93 °C), na odolnosť voči nárazu PETG. Univerzálne „najpevnejší" materiál neexistuje, preto sa vždy pýtame na prostredie a spôsob záťaže.
Vydrží 3D tlačený diel v aute? V interiéri auta zaparkovaného na slnku PLA nie, jeho teplotná odolnosť je 55 °C a letné teploty za sklom ju bežne prekročia. Na diely do auta volíme ASA s odolnosťou 93 °C, prípadne PETG na miesta bez priameho slnka.
Ktorý materiál je najlacnejší? PLA a PETG sú cenovo najdostupnejšie, technické materiály ako nylon sú drahšie. Rozdiel v cene materiálu je však často menší, než rozdiel v cene tlačového času. Konkrétne sadzby nájdete v cenníku.
Môžem diel z 3D tlače lakovať alebo farbiť? Áno, ale povrch treba pripraviť. Dokončovacie úpravy ako brúsenie, lepenie či inštalácia závitových vložiek robíme na požiadanie a účtujeme ich zvlášť.
Čo ak neviem, ktorý materiál potrebujem? Napíšte nám, v akom prostredí bude diel pracovať, akú záťaž má zniesť a či naň bude svietiť slnko. Materiál navrhneme a odôvodníme v cenovej ponuke, ktorú posielame do 24 hodín.
Čo ak nemám 3D model? Model pripravíme podľa výkresu, fotky alebo fyzickej vzorky. Viac o tom, čo od vás potrebujeme, nájdete v článku ako pripraviť 3D model na tlač, alebo si pozrite službu 3D modelovania.
Nechajte výber materiálu na nás
Pošlite nám model alebo len opíšte, čo diel musí vydržať. Navrhneme materiál, hustotu výplne aj orientáciu tlače a do 24 hodín dostanete nezáväznú cenovú ponuku aj s termínom.