ASA, PETG en PC filamenten vergeleken: Prestaties, duurzaamheid en beste toepassingen

3D-printfilamenten zijn de grondstof, of voedsel, specifiek gebruikt in combinatie met fused deposition modeling (FDM), een van de meest gebruikte additieve productiemethoden. Filamenten zijn thermoplasten die vloeibaar worden wanneer verhit — wat hen in staat stelt te worden gevormd en gemoldeerd — en vast wanneer koel. Er zijn een verscheidenheid aan verschillende typen filamenten, elk van welke een specifieke set materiaaleigenschappen garandeert — sommige zijn extreem flexibel en rubber-achtig, andere zijn rigide, en sommige zijn zelfs oplosbaar of biologisch afbreekbaar.

Het proces van het creëren van 3D-printfilament begint met rauwe, gegranuleerde hars — zoals PLA of ABS. Afhankelijk van de deeltoepassing, wordt de hars eerst gemengd met pigment en andere additieven om het filament de gewenste kleur en materiaaleigenschappen te geven. Om de kwaliteit te maximaliseren, wordt het filament doorgaans gedroogd bij ongeveer 60-80°C om de waterinhoud van het materiaal te reduceren, wat dimensionale fouten mitigeert.

De hars wordt vervolgens in een enkelsschroef extruder geplaatst die het materiaal verhit en mengt tot een enkele monofilament, wat vervolgens door een warm water tank loopt en zacht wordt afgekoeld, wat het filament zijn ronde vorm geeft. Onjuiste watertemperaturen kunnen resulteren in platte of ovaalvormige filamenten — en door uitbreiding — lagere deelskwaliteit. Het filament passeert een finale koud waterbad voordat het op spoel wordt gewikkeld. Het materiaal is dan klaar om in productie gebruikt te worden.

Aangezien filamenten variëren in hun materiaalkenmerken — en dus de functionaliteit en esthetiek van het einddeel zullen beïnvloeden — is het belangrijk om het 3D-printfilament te kiezen dat het beste geschikt is voor een bepaalde toepassing. Hier is wat productteams moeten weten.

Hoe een 3D-printfilament te kiezen

Tijdens productie zal een FDM-printer het thermoplastische filament verwarmen tot zijn smeltpunt, en vervolgens uitstralen volgens het gereedschapspad dat gelegd is door het CAD-bestand van het deel. De methode werkt door het deel één laag materiaal tegelijk te creëren.

Bij het kiezen van een materiaal voor een gegeven deel:

1. Het is belangrijk om te verzekeren dat de filamentdiameter fysiek compatibel is met de FDM-printer.
2. Selecteer hoogwaardige materialen van betrouwbare leveranciers; in veel gevallen kunnen mindere delen worden teruggeleid tot lage-kwaliteit filamenten of een onjuiste match tussen materiaal, printer en eindgebruikstoepassing.

Drie van de meest gebruikte 3D-printfilamenten zijn ASA, PETG en polycarbonaat, elk met specifieke voordelen en productieoverwegingen.

ASA filament

Acrylonitriel styreen acrylaat (ASA) filament biedt een unieke mix van sterkte, dimensionale stabiliteit en UV-, vocht- en chemische weerstand, wat het een ideaale keuze maakt voor 3D-prototyping, buitentoepassingen, behuizingcomponenten en autodelen. ASA is duurder en heeft een hoger smeltpunt dan andere gangbare thermoplasten, en moet alleen in extreem goed geventileerde gebieden geprint worden, omdat het productieproces giftige roken kan vrijgeven. Het is een extreem temperatuursensitiv materiaal, en onjuiste configuratie van de verwarmingskamer van de FDM-printer kan vervorming of laagscheiding veroorzaken.

PETG filament

PETG filament wordt gecreëerd door glycol in polyethyleentereftalaat (PET) te incorporeren, een vorm van polyesters gebruikt in veel geconsumeerde verpakte goederen, inclusief waterflessen en voedselcontainers. Dit creëert een helderder, flexibeler filament dat makkelijker te printen is en betere thermische eigenschappen heeft, wat resulteert in significant minder vervorming of krimp naarmate het materiaal afkoelt. PETG is ook extreem slagvast, wat het ideaal maakt voor gereedschappen, alsook het produceren van mechanische delen, prothesen en componenten ontworpen om andere delen te beschermen.

Echter, PETG is hygroscopisch, wat betekent dat het vocht uit zijn omgeving absorbeert, en daarom in een koele, droge plek opgeslagen moet worden. Als de printer niet correct geconfigureerd is, kan PETG ook geneigd zijn tot stringing, wat de printnauwkeurigheid negatief beïnvloedt. PETG weerstaat ook lijmen en vereist additionele behandeling als schilderen of lijmen vereist is.

PC filament

Polycarbonaat (PC) is een van de sterkste 3D-printfilamenten beschikbaar, biedend hoge hitte- en slagweerstand, alsook indrukwekkende dimensionale stabiliteit. Dit maakt het goed geschikt voor delen die tegen hoge stress of belastingdragende omgevingen moeten bestand zijn. PC is van nature transparant en wordt daarom vaak gebruikt om items zoals zonnebrilglazen en schermen van elektronische apparaten te produceren. Net als PETG is PC ook hygroscopisch.

PC heeft een erg hoog smeltpunt, wat kan leiden tot een aantal complicaties tijdens productie, inclusief vervorming, splitsen en delamineren. Om deze reden is een volledig afgelegen, temperatuurgecontroleerde FDM-printer ideaal voor het printen van PC-delen.

Het juiste 3D-printfilament selecteren

FDM is een van de meest voorkomende vormen van 3D-printen voor zowel hobbyisten als professionele fabrikanten, en kan gebruikt worden om een verscheidenheid aan levensvatbare eindgebruiksdelen te creëren. ASA, PETG en PC zijn onder de meest gangbare filamenten en bieden elk een distincte set materiaalkenmerken. Het bepalen van het ideale filament voor een gegeven toepassing is kritiek voor het creëren van superieure, hoge-prestatie delen.

Partneren met een ervaren digitale productiepartner zoals Fast Radius kan het filamentselectieproces vereenvoudigen. We brengen jarenlange ervaring naar elke klus, onze collectieve expertise benutend om de productielevenscyclus te stroomlijnen. We geloven in het maximaliseren van efficiëntie zonder in te boeten op kwaliteit, en dat is waarom we nauw samenwerken met elk van onze klanten van ontwerp tot fulfillment om delen van ongeëvenaarde kwaliteit tegen competitieve tarieven te leveren. Neem vandaag nog contact met ons op om het Fast Radius verschil te ontdekken.