Jaký materiál zvolit pro 3D tisk? PLA, PETG, ASA, nylon a TPU v praxi
Porovnání materiálů pro FDM tisk podle teplotní odolnosti, houževnatosti a odolnosti vůči UV. Praktický návod, kdy zvolit PLA, PETG, ASA, nylon nebo TPU.
Pro většinu funkčních dílů je nejbezpečnější volbou PETG: snese zhruba 68 °C, je houževnaté a cenově dostupné. PLA používejte jen na pohledové modely, protože měkne už kolem 55 °C. ASA patří do exteriéru díky UV stabilitě a odolnosti do 93 °C, nylon na otěruvzdorné díly a TPU tam, kde má díl pružit.
Materiál je u FDM tisku rozhodnutí s největším dopadem na to, jestli díl v provozu vydrží. Níže najdete konkrétní čísla, ne přívlastky.
Rychlé porovnání materiálů pro FDM tisk
| Materiál | Teplotní odolnost | Houževnatost | Vhodné venku | Typické použití |
|---|---|---|---|---|
| PLA | 55 °C | průměrná | ne | makety, pohledové modely, výstavní kusy |
| PETG | 68 °C | vysoká | krátkodobě | funkční díly, kryty, výrobní přípravky |
| ASA | 93 °C | vysoká | ano, UV stabilní | exteriérové držáky, díly do auta |
| Nylon (PA) | až 190 °C* | vysoká | omezeně | ozubená kola, kluzné a otěruvzdorné díly |
| TPU (flex) | pružný, tvrdost 95 Shore A | pružná deformace | omezeně | těsnění, tlumicí podložky, ohebné prvky |
Hodnoty teplotní odolnosti jsou údaje výrobce filamentů Prusa Polymers pro konkrétní značkové materiály (PLA, PETG, ASA). Slouží k porovnání mezi materiály, ne jako garantovaná hodnota pro každou značku.
*Údaj 190 °C platí pro Prusament PA11 Carbon Fiber, tedy nylon plněný uhlíkovými vlákny. Neplněné nylony jsou odolné výrazně méně. U konkrétní zakázky vám vždy řekneme, s jakým typem nylonu počítáme.
PLA: kdy stačí a kdy vás zklame
PLA je nejlevnější a nejjednodušší materiál na tisk, ale jeho teplotní odolnost je jen 55 °C. To v praxi znamená, že díl z PLA se zdeformuje v autě zaparkovaném na slunci, u okna nebo v blízkosti motoru.
Výrobce ho zároveň označuje jako materiál s nulovou náchylností ke kroucení a s průměrnou houževnatostí. Vytiskne se přesně a rozměrově stabilně, ale pod nárazem praská dřív, než se ohne.
Zvolte PLA na maketu na prezentaci, na ověření tvaru a rozměrů, na výstavní model nebo na díl, který bude celý život ležet v interiéru bez zátěže. Na cokoli, co se má hýbat, nést nebo hřát, sáhněte po něčem jiném.
PETG: výchozí volba pro funkční díly
PETG je materiál, který doporučujeme nejčastěji. Teplotní odolnost má 68 °C, houževnatost výrobce hodnotí jako vysokou a náchylnost ke kroucení jako nízkou. To je kombinace, která zvládne drtivou většinu běžných zadání.
Oproti PLA má jednu vlastnost, která v provozu rozhoduje: pod nárazem se spíš ohne, než praskne. U přípravku, který spadne ze stolu, nebo u krytu, který někdo přimáčkne, je to rozdíl mezi škrábancem a odpadem.
Používáme ho na kryty elektroniky, montážní přípravky, držáky, pouzdra a většinu náhradních dílů. Je to i nejrozumnější start pro malosériovou výrobu, kde potřebujete konzistentní kvalitu za přijatelnou cenu.
ASA: jediný z pětice, který opravdu snese exteriér
ASA je nástupce ABS a vznikl právě proto, aby vydržel venku. Prusa Knowledge Base to shrnuje jednou větou: ve srovnání s ABS je „ASA odolnější vůči UV, méně se kroutí a tolik nezapáchá" (Prusa Knowledge Base).
Rozdíl je vidět na dílech po pár měsících na slunci. Díly z ABS při delším působení UV žloutnou a křehnou, ASA si toto prostředí zachová podstatně déle (Prusa). K tomu má teplotní odolnost 93 °C, což je nejvíc z běžných materiálů, které netřeba tisknout speciální technikou.
ASA volíme na držáky na fasádu, kryty venkovní elektroniky, díly do auta a všude tam, kde na díl svítí slunce nebo na něj prší.
Nylon (PA): když se díl obrušuje
Nylon je volba na místa, kde se dva díly o sebe třou. Ozubená kola, kluzná pouzdra, vodicí prvky, kladky. Je pevný a mimořádně otěruvzdorný, čehož u PETG ani ASA nedosáhnete.
Má dvě praktické nevýhody. Je hygroskopický, tedy z okolního vzduchu nasává vlhkost a před tiskem se musí sušit, jinak výtisk ztrácí pevnost a kvalitu povrchu. A výrobci pro něj doporučují uzavřenou tiskárnu (Prusa Filament Material Guide), což se promítne do ceny.
Proto nylon nasazujeme cíleně, když má díl reálné mechanické opodstatnění. Na kryt nebo držák je to zbytečně drahé řešení.
TPU: když má díl pružit
TPU se neměří teplotní odolností, ale tvrdostí ve stupnici Shore. Běžná hodnota je 95 A, což je přibližně tvrdost kolečka nákupního vozíku. Pro představu, co materiál snese: technický list pro PolyFlex TPU95 uvádí tažnost při přetržení 551 ± 24 % podle normy ISO 37 (Polymaker).
Jinými slovy, díl z TPU se dá natáhnout na víc než pětinásobek původní délky. Používá se na těsnění, tlumicí podložky, ochranné návleky, protiskluzové patky a ohebné klouby.
Pokud potřebujete díl, který má trochu povolit a vrátit se do tvaru, TPU je jediná rozumná možnost z tohoto seznamu.
Jak vybrat materiál za půl minuty
Projděte si otázky v tomto pořadí a zastavte se u první, na kterou odpovíte ano:
- Má se díl ohýbat nebo těsnit? → TPU
- Budou se na něm obrušovat jiné díly? → nylon (PA)
- Bude venku na slunci nebo v autě? → ASA
- Má nést zátěž, být v provozu nebo jen vydržet běžné zacházení? → PETG
- Je to jen maketa na pohled? → PLA
Tato posloupnost pokryje většinu zadání, která k nám přicházejí. Pokud si nejste jistí, popište nám prostředí a zátěž a materiál navrhneme my.
Materiál není jediné, co rozhoduje o pevnosti
Stejný díl ze stejného materiálu může být pevný i křehký podle toho, jak se vytiskne. V praxi to určují tři věci.
Orientace dílu na podložce. FDM díl je složený z vrstev a mezi vrstvami je vždy o něco slabší než podél nich. Díl proto orientujeme tak, aby hlavní zatížení šlo napříč vrstvami, ne po nich.
Hustota výplně. Tiskneme v rozsahu 5 až 100 % podle účelu dílu. Na maketu stačí 10 %, u namáhaného přípravku jdeme podstatně výš. Výplň je zároveň jedna z položek, která nejvíc hýbe cenou výtisku.
Výška vrstvy. Pracujeme v rozsahu 0,08 až 0,3 mm. Nižší vrstva znamená jemnější povrch a delší tisk, vyšší je rychlejší a levnější.
Přesnosti dosahujeme ± 0,1 mm a maximální rozměr jednoho kusu je 256 × 256 × 256 mm. Větší díly rozdělíme na části a slepíme. Podrobné parametry najdete na stránce FDM tisku.
Časté otázky
Jaký materiál je nejpevnější? Záleží, co znamená pevný. Na otěr a mechanické namáhání je nejlepší nylon, na odolnost vůči teplu ASA (93 °C), na odolnost vůči nárazu PETG. Univerzálně „nejpevnější" materiál neexistuje, proto se vždy ptáme na prostředí a způsob zátěže.
Vydrží 3D tištěný díl v autě? V interiéru auta zaparkovaného na slunci PLA ne, jeho teplotní odolnost je 55 °C a letní teploty za sklem ji běžně překročí. Na díly do auta volíme ASA s odolností 93 °C, případně PETG na místa bez přímého slunce.
Který materiál je nejlevnější? PLA a PETG jsou cenově nejdostupnější, technické materiály jako nylon jsou dražší. Rozdíl v ceně materiálu je ale často menší než rozdíl v ceně tiskového času. Konkrétní sazby najdete v ceníku.
Můžu díl z 3D tisku lakovat nebo barvit? Ano, ale povrch je potřeba připravit. Dokončovací úpravy jako broušení, lepení či instalace závitových vložek děláme na požádání a účtujeme je zvlášť.
Co když nevím, který materiál potřebuji? Napište nám, v jakém prostředí bude díl pracovat, jakou zátěž má snést a jestli na něj bude svítit slunce. Materiál navrhneme a zdůvodníme v cenové nabídce, kterou posíláme do 24 hodin.
Co když nemám 3D model? Model připravíme podle výkresu, fotky nebo fyzického vzorku. Více o tom, co od vás potřebujeme, najdete v článku jak připravit 3D model na tisk, nebo si prohlédněte službu 3D modelování.
Nechte výběr materiálu na nás
Pošlete nám model nebo jen popište, co díl musí vydržet. Navrhneme materiál, hustotu výplně i orientaci tisku a do 24 hodin dostanete nezávaznou cenovou nabídku i s termínem.