FDM 3D-printen:ASA-, PETG- en pc-filamenten vergelijken

Fused Filament Fabrication (FFF) , of Fused Deposition Modeling (FDM), zoals het beter bekend staat, blijft een van de meest populaire 3D-printtechnologieën. En naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, vindt FDM meer industriële toepassingen op de productievloer. De ontwikkeling van nieuwe polymeermaterialen is een sleutelfactor achter deze ontwikkeling.

In de tutorial van vandaag zullen we kijken naar drie populaire thermoplastische materialen die beschikbaar zijn voor FDM 3D-printen:ASA, PETG en PC. We zullen hun voordelen, beperkingen en tips voor succesvol afdrukken onderzoeken.

Bekijk andere handleidingen over 3D-printkunststoffen:

3D-printen met ABS-kunststof:alles wat u moet weten

PLA 3D-printen:alles wat u moet weten

TPU 3D-printen:een gids voor 3D-printen van flexibele onderdelen

Nylon 3D-printen:alles wat u moet weten

ULTEM &PEEK:de ultieme gids voor hoogwaardige 3D-afdrukmaterialen

ASA, PETG en pc vergeleken

Materiaal Pros Nadelen Veelvoorkomende toepassingen ASASterke UV- en chemische bestendigheid
Eenvoudig te nabewerken Kan moeilijk te printen zijn
Vereist hoge printtemperaturen
Strijkt stinkende dampen afBumperafdekkingen
Tuinuitrusting
Jigs en armaturen PETGSsterker dan ABS
Voedselveilig
Weinig kromtrekken/krimpende defectenHygroscopisch
Gevoel tot "rijgen"
Kan aan het printoppervlak blijven
Moeilijk om te schilderen/lijmenVoedselopslagcontainers
Prothetisch apparaten
Verpakking PCStijf en sterk
Transparant
Kan bestand tegen zware nabewerkingsmethoden, bijv. tumblingHygroscopic
Vereist optimale omstandigheden voor succesvol printenMoulds
Inlaatspruitstukken (versterkte) mallen en armaturen

3D-printen met ASA

Wat is ASA?

Acrylonitril-styreenacrylaat (ASA) is een veel voorkomende 3D-print thermoplast die een hoge UV- en chemische bestendigheid heeft.

Oorspronkelijk ontwikkeld als een geavanceerde versie van ABS, is ASA meer geschikt voor gebruik buitenshuis dan ABS, dat kan worden beschadigd door langdurige blootstelling aan zonlicht.

Hoewel ASA qua structuur sterk lijkt op ABS, zijn er een paar belangrijke verschillen. Zo kan ABS onder zonlicht broos worden, terwijl de materiaalsamenstelling van ASA het tien keer meer weer- en UV-bestendig maakt dan ABS.

Zijn superieure weerstand tegen UV-stralen en blootstelling aan weersinvloeden maakt ASA daarom een ​​goede optie voor buitentoepassingen.

Waarom afdrukken met ASA?

• Sterke mechanische eigenschappen :ASA heeft een hoge slag- en temperatuurbestendigheid, waardoor onderdelen lange tijd bestand zijn tegen mechanische belasting.
  
  
• UV-bestendig :Het materiaal heeft een uitzonderlijke UV-stabiliteit, wat betekent dat het zijn eigenschappen behoudt bij blootstelling aan zonlicht.
  
  
• Grote chemische bestendigheid :ASA is bestand tegen een breed scala aan chemicaliën, waaronder verzadigde koolwaterstoffen, smeeroliën, plantaardige en dierlijke oliën, waterige zoutoplossingen, zwakke zuren en logen, en water.
  
  
• Eenvoudige nabewerking :ASA leent zich goed voor diverse nabewerkingstechnieken. Schuren, schilderen (met acrylverf), lijmen, frezen, boren en snijden - al deze nabewerkingsstappen kunnen worden uitgevoerd met een ASA-onderdeel. Het materiaal lost ook op in oplosmiddelen zoals aceton, waardoor laaglijnen gemakkelijk glad te maken zijn.

Wat zijn de beperkingen van ASA?

• Hoge extrudertemperatuur vereist :Bij het printen met ASA moeten zowel de temperatuur van de extruder als het printbed hoog zijn, waardoor het printproces erg energie-intensief is.
  
  
• Moeilijk om af te drukken :Wanneer de afdruktemperatuur niet goed is ingesteld, ontstaat er interne spanning als onderdelen worden afgedrukt, wat kan leiden tot kromtrekken, zwakke onderdelen en scheiding van lagen.
  
  
• Dampen :ASA stoot intense en stinkende dampen uit tijdens het drukproces. De dampen kunnen irritatie en hoofdpijn veroorzaken, dus het is belangrijk om te zorgen voor een goede ventilatie van uw werkruimte. Veel beschikbare FDM 3D-printers zijn echter uitgerust met een behuizing of een filter en een ventilator voor rookafzuiging.

Veelgebruikte toepassingen van ASA

Buitentoepassingen

Dankzij de UV-stabiliteit is ASA zeer geschikt voor buitentoepassingen, variërend van elektrische behuizingen tot tuingereedschap en auto-onderdelen.

Automobiel

Goede mechanische eigenschappen en een relatief lage prijs maken ASA een uitstekende keuze voor functionele prototypes en sommige onderdelen voor eindgebruik. Voor autotoepassingen kan ASA worden gebruikt voor het maken van prototypes van onderdelen, waaronder bumperafdekkingen, roosters, zijspiegelbehuizingen en dashboardhouders.

Gereedschap

Lichtgewicht ergonomische handgrepen/grepen, montagehulpmiddelen en mallen, stuwmateriaal, gereedschapskisten zijn ook toepassingen die zeer geschikt zijn voor ASA.

Tips voor 3D-printen ASA

Basisvereisten voor afdrukken:

Extrudertemperatuur :230-250 °C

Afdrukbedtemperatuur :95-110 °C

Behuizing :sterk aanbevolen

Bedrukte bedovertrek :aanbevolen (Kapton-tape, ABS-slurry)

• ASA is erg temperatuurgevoelig. Omdat verschillende ASA-filamentfabrikanten een iets andere ideale temperatuurinstelling hebben, is het altijd aan te raden om de vereisten van uw filamentfabrikant te volgen.
  

• Om kromtrekken en scheiding van lagen te voorkomen, is het raadzaam een ​​goede hechting te gebruiken, zoals Kapton-tape. Kapton-tape helpt ook om de warmte gelijkmatig over het printbed te verspreiden en om prints te maken met een glanzende onderkant.
  

• Vanwege hoge afdruktemperaturen kunnen onderdelen die zijn bedrukt met ASA oververhit raken, wat resulteert in een slechte afdrukkwaliteit. Om dit probleem te voorkomen, is een goede vuistregel om de eerste paar lagen op een hogere temperatuur te printen en vervolgens de temperatuur met 5 graden te verlagen voor de rest van de print.
  

• Het gebruik van een koelventilator is een andere manier om oververhitting aan te pakken. Het wordt aangeraden om de laagventilator op de laagst mogelijke snelheid te gebruiken (10-25% van het totale vermogen). Dit zal helpen om het materiaal af te koelen zonder een plotselinge temperatuurverandering te veroorzaken die scheuren kan veroorzaken.
  

• Aan de nabewerkingszijde kunnen ASA-onderdelen worden gladgestreken door het bedrukte onderdeel onder te dompelen in een acetonbad. Het kan dan direct worden verlijmd en geverfd zonder dat er primers moeten worden aangebracht.

3D-printen met PETG

Wat is PETG?

Gebruikt voor alles, van voedselverpakkingen tot waterflessen, Polyethyleentereftalaatglycol (PETG) is tegenwoordig een van de meest gebruikte polymeren.

PETG is een variant van het meer algemeen bekende PET-materiaal en wordt gebruikt als filament voor 3D-printen. PETG is echter gemodificeerd met glycol, waardoor het filament helderder en zachter is dan PET en veel geschikter voor 3D-printen.

Deze thermoplast combineert de meest nuttige eigenschappen van ABS en PLA. Met de kracht van ABS en het gebruiksgemak van PLA onderscheidt PETG zich als een duurzaam, temperatuurbestendig en relatief flexibel materiaal, ideaal voor mechanische onderdelen en functionele prototypes.

Waarom PETG gebruiken?

• Het is superieur aan ABS :PETG is slagvast en duurzamer dan ABS. Dankzij een sterke laaghechting is het beter bestand tegen UV-licht en is het over het algemeen minder uitdagend om mee te printen. Bovendien stoot PETG geen stinkende dampen uit.
  
  
• Weinig temperatuurgerelateerde problemen :Bij het printen met PETG is de kans kleiner dat uw onderdeel kromtrekt of krimpt door temperatuurschommelingen.
  
  
• Het wordt als voedselveilig beschouwd: Dat gezegd hebbende, controleer zeker de specificaties van de filamentfabrikant in kwestie.

Wat zijn de beperkingen van PETG?

• PETG is hygroscopisch :Dit houdt in dat het vocht uit de lucht opneemt. Luchtvochtigheid heeft een negatieve invloed op het materiaal en kan leiden tot mislukte afdrukken. Om deze reden moet het filament in een droge omgeving worden bewaard.

• PETG is gevoelig voor "stringing": Dit gebeurt wanneer de extruder meer materiaal smelt dan het idealiter zou moeten. Terwijl de extruder beweegt, druppelt het extra materiaal, plakt aan de laag en veroorzaakt strings, die de nauwkeurigheid van een afdruk beïnvloeden. Door de afdrukinstellingen goed af te stemmen, kan dit effect worden verminderd.
  
  
• Mogelijke fusie met het printbed :Soms kan PETG tijdens het printproces samensmelten met het printbed. Hierdoor kan het moeilijk te verwijderen zijn zonder het oppervlak van het printbed te beschadigen. Het wordt daarom sterk afgeraden om te printen op oppervlakken zoals glas en PEI. In plaats daarvan kunt u het bouwoppervlak coaten met een lossingsmiddel zoals lijmstift of haarlak om een ​​succesvolle afdruk te garanderen.
  
  
• Vanwege de eigenschappen van PETG, die het moeilijk maken voor lijm om aan te hechten, kunnen onderdelen lastig zijn om te schilderen of te lijmen.

Veelvoorkomende toepassingen

Productie

Omdat het als voedselveilig wordt beschouwd, is PETG een veelgebruikt materiaal in de maakindustrie, waar het kan worden gebruikt voor water- en drankflessen, bakoliecontainers en FDA-conforme voedselopslagcontainers.

Omdat het zeer slagvast is, is PETG ook geschikt voor het printen van producten die plotselinge of aanhoudende stress kunnen ervaren, zoals beschermende componenten, protheses, mallen en armaturen en mechanische onderdelen.

Verpakking

Productverpakking is een ander voorbeeld waar PETG kan worden gebruikt. Transparante verpakkingen van PETG kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om een ​​item te presenteren, terwijl de slagvastheid van het materiaal het veilig houdt.

PETG's vermogen om rigoureuze sterilisatieprocessen te weerstaan, maakt het ook geschikt voor het verpakken van farmaceutische en medische hulpmiddelen.

Tips om aan de slag te gaan met 3D-printen van PETG

Basisvereisten voor afdrukken:

Extrudertemperatuur :220-260 °C

Afdrukbedtemperatuur :50-75 °C

Behuizing :niet nodig

Bedrukte bedovertrek :lijmstift, blauwe schilderstape

• Begin altijd met een lage afdruksnelheid van ongeveer 15 mm/s, wat u meestal zal helpen te vinden welke instellingen het beste bij uw materiaal passen. Zodra u weet wat de beste instellingen zijn, kunt u uw afdruksnelheid verhogen.
• Om lekkage en rijgen te voorkomen, kunt u de intreklengte met een beetje vergroten - voeg 1 mm toe voor een directe extruder en 2-3 mm voor een Bowden-type extruder. Als je nog steeds snaren hebt, kun je een heteluchtpistool gebruiken om de resterende snaren eraf te branden als een onderdeel klaar is.
• Als de lagen in uw afdruk beginnen te scheiden of barsten, moet u de snelheid van de koelventilator verlagen. Hoe minder koeling wordt gebruikt, hoe meer tijd de geëxtrudeerde lagen nodig hebben om volledig te hechten aan de rest van het onderdeel.

3D-printen met polycarbonaat

Wat is polycarbonaat?

Polycarbonaat (PC) is een van de sterkste technische kunststoffen die beschikbaar zijn voor 3D-printen. Als u stevige, hittebestendige en vormstabiele onderdelen nodig hebt die bestand zijn tegen sterke schokken, dan is pc een aantrekkelijke materiaaloptie.

PC kan behoorlijk uitdagend zijn om te 3D-printen, omdat het hoge temperaturen vereist om correct te extruderen en een grotere neiging heeft tot kromtrekken en splijten dan andere thermoplasten zoals ABS. Als het echter eenmaal onder de knie is, kan het sterke en duurzame 3D-geprinte onderdelen produceren voor uw volgende technische toepassing.

Waarom 3D printen met pc?

• Uitstekende materiaaleigenschappen :PC is een stijf materiaal dat een hoge stijfheid, sterkte en hittebestendigheid biedt. PC vertoont een matige chemische weerstand en een uitstekende temperatuurbestendigheid.
  
  
• Goede optische eigenschappen :De transparantie van pc is vergelijkbaar met glas. Het materiaal laat zichtbaar licht beter door dan de meeste andere kunststoffen, waaronder PETG.
  
  
• Eenvoudige nabewerking :de hoge slagvastheid van pc maakt tumbling een geschikte optie voor geautomatiseerde nabewerking. Door gritdeeltjes te trillen kunnen de laaglijnen snel worden gladgestreken zonder het onderdeel te beschadigen.

Wat zijn de beperkingen van pc?

• Net als PETG is pc hygroscopisch, dus je moet het filament in een gecontroleerde omgeving met een lage luchtvochtigheid bewaren om te voorkomen dat het vocht uit de lucht opneemt.
  
  
• PC is niet het gemakkelijkste materiaal om in 3D te printen als niet aan de optimale voorwaarden wordt voldaan. Vanwege de hoge hittebestendigheid moet pc worden geprint bij een hoge temperatuur (meestal boven 250 °C). Hoge temperaturen kunnen echter leiden tot een opbouw van interne spanning in een onderdeel, waardoor het kromtrekt, delamineert en slecht aan het printbed blijft plakken.

Veelvoorkomende toepassingen

PC is gebruikt in uiteenlopende toepassingen als zonnebrillenglazen, duikmaskers, elektronische beeldschermen en telefoonhoesjes.

Injectievormen

Omdat het sterk en hittebestendig is, is pc ideaal voor zware, dragende toepassingen en kan het worden blootgesteld aan temperaturen tot 110 ºC. Spuitgietmatrijzen voor productie in kleine volumes, gereedschappen en functionele prototypes zijn allemaal goede kandidaten voor 3D-printen met pc.

Inlaatspruitstukken

Koolstofversterkte PC is ook zeer geschikt voor het maken van inlaatspruitstukken en andere onderdelen die onderhevig zijn aan hoge temperaturen.

Tips voor pc met 3D-printen

Basisvereisten voor afdrukken:

Extrudertemperatuur :250-300 °C

Afdrukbedtemperatuur :90-150 °C

Behuizing :aanbevolen

Bedrukte bedovertrek :lijmstift, PEI

• PC vereist een gecontroleerde printomgeving met hoge temperaturen. Om een ​​gecontroleerde omgeving te garanderen, wordt aanbevolen om een ​​volledig gesloten 3D-printer te gebruiken. Dit houdt de temperatuur in de 3D-printer op het noodzakelijke niveau, wat een hoger afdruksuccespercentage, betere kwaliteit en prestaties van de geprinte onderdelen mogelijk maakt.
  
  
• Voor de beste hechting van het printbed is het een goede vuistregel om een ​​dunne laag lijm op een bouwplaat aan te brengen of PEI-platen te gebruiken.
  
  
• Bij 3D-printen met pc is het belangrijk om te printen met de koelventilator uit om opkrullen en kromtrekken te voorkomen.
  
  
• PC-filament is gevoelig voor lekken wanneer het wordt afgedrukt. Om dit te voorkomen, kunt u proberen de terugtrekafstand en de terugtreksnelheid te vergroten. Om echter te voorkomen dat uw mondstuk vastloopt, dient u een terugtrekafstand van meer dan 10 mm te vermijden.

Kies je FDM-materiaal verstandig

Het kiezen van het juiste materiaal voor uw behoeften hangt af van uw specifieke toepassing.

ASA, PETG en PC hebben allemaal hun voordelen en toepassingen waarvoor ze het meest geschikt zijn. Als u op zoek bent naar een filament om onderdelen voor buitengebruik en prototypes te maken, is ASA een goede keuze. Voor sterke en duurzame functionele prototypes kun je een kijkje nemen bij PETG. Kies tot slot voor PC filament als je transparante maar zeer stijve onderdelen wilt 3D printen.

FDM 3D-printen kan soms lastig zijn; met de juiste aanpak zijn deze uitdagingen echter overkomelijk.

Wilt u meer weten over de markt voor 3D-printmaterialen? Bekijk deze artikelen:

5 trends die de markt voor 3D-printmaterialen vormgeven in 2019

De evolutie van de markt voor 3D-printmaterialen:trends en kansen in 2019