Primjena inženjerskih filamenata pri 3D ispisu

Primjena inženjerskih materijala na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu

Razgovor smo započeli sa inženjerom Želimirom Veinovićem, profesorom sa Rudarsko-geološko-naftnog fakulteta. Želimir je naš klijent već nekoliko godina, kad je nakon početne edukacije o 3D printanju, prenio svoju strast prema primjeni 3D printanja kolegama na RGN fakultetu u Zagrebu. Zamolili smo ga da nam odgovori na pitanja vezano uz svoje iskustvo 3D printanja s raznim filamentima iz naše webshop ponude.

Kakva su vaša dosadašnja iskustva 3D printanja s filamentima iz naše ponude?

“Azurefilm filamenti predstavljaju najbolji odnos cijene i kvalitete. Isprintao sam na desetke kilograma PLA i PETG filamenata i u potpunosti sam zadovoljan s njima. Fillamentum je izrazito dobar, nešto skuplji, ali nudi, barem koliko ja znam, dobar izbor filamenata prema vrstama i bojama. Obje marke filamenata su visoko kvalitetne.

prof. Želimir Veinović, Rudarsko – geološko – naftni fakultet

Dio maketa koje su trebale biti nešto robusnije ili pomagala u nastavi koja je trebalo dezinficirati po korištenju (razlog -COVID19) printani su s PETG filamentom. Kutije za mjerne uređaje smo printali u PETG-u, isto tako nepropusne boce za ispitivanje difuzije tricija u PETG-u. Svi navedeni materijali korišteni su u nastavi ili znanosti, u laboratorijima ili na terenu (rudniku).

Također, inženjerski filament Recreus Filaflex mi se pokazao jako dobar po pitanju printanja specifičnih brtvi za vododržive kutije ili dijelova koji istovremeno moraju biti fleksibilni i žilavi.”

Koje postavke ste koristili prilikom 3D ispisa navedenih komada?

“Postavki je bilo jako puno (različitih) – za posude ili kutije koje su morale biti vododržive ispuna stijenki je bila gotovo 100 %, a ekstruder namješten na 1,1 ili 1,05 kako bi se osigurala vododrživost. Makete pokazne namjene su većinom 3D printane s ispunom 5 -15 %. Moj savjet je, ako krećete u 3D ispis s inženjerskim materijalima koji zahtjevaju zatvorenu komoru…

• Kupite ili sami napravite kutiju za 3D printer – zaštitite ga od cirkuliranja zraka.
• Povremeno ga podmažite, bez obzira što nije nužno stalno podmazivanje.
• Potporu namjestite na što rijeđe i pazite kako ju orijentirate – ponekad se jako teško vadi, a većini se vjerojatno ne igra s tim da se potpora radi s jednim, a objekat s drugim filamentom.”

Primjena inženjerskih materijala u 3DPrintaj labu

Sljedeći sugovornik je Denis Sanković, naš inženjer i voditelj proizvodnje u 3DPrintaj labu. Zamolili smo Denisa da nam ispriča nešto o svojim iskustvima u radu s filamentima inženjerske namjene. Rado je podijelio s nama svoja iskustva sa zadnja tri materijala s kojima je 3D printao: Azurefilm PETG, 3D4Makers Facilan C8 i Fillamentum ASA.

Denis, možeš li nam reći na što bi preporučio da se obrati pažnja prilikom 3D ispisa s ovim materijalima?

“Obzirom da nijedan od prethodno navedenih materijala ne spada u skupinu abrazivnih materijala, nisu potrebne specijalne mlaznice. Inače, za 3D printanje abrazivnih materijala poput npr. filamenata s karbonskim vlaknima preporučio bi korištenje mlaznice od ojačanog čelika (eng. hardened steel nozzle).

Radne podloge moraju biti očišćene od prašine ili bilo kakvih nečistoća koje bi stvorile poteškoće sa prijanjanjem materijala za radnu površinu (warp, odvajanje model od podloge i sl.)

Prilikom 3D printanja u PETG filamentu preporučio bih smanjiti puhanje ventilatora maksimalno kako bi se ostvarila što kvalitetnija adhezija između slojeva. Po potrebi povećati ili smanjiti temperaturu mlaznice (5 stupnjeva plus/minus).

Kod 3D ispisa u 3D4Makers Facilan C8 filamentu, kojeg je Želimir ranije spomenuo, preporučam povećati količinu ekstruzije za 10-ak posto. Treba pripaziti na ispravnu gustoću materijala kako bi ispravno izračunali količinu materijala za 3D ispis (nešto veća gustoća od standardnih materijala – 1.44 g/cm3 ). 3D printanje s ovim materijalom je prilično lagano, napravljen je na bazi PLA materijala.

Fillamentum ASA filament može se koristiti kao zamjena za ABS materijal koji nije 3D printiv na otvorenim 3D printerima. Preporučljivo je pripaziti na odvajanje od podloge te koristiti “brim”. Minimalno puhanje ventilatora u mlaznicu je najbolje rješenje. Za sva 3 filamenta poželjno je koristiti Magigoo adheziv za lakše odvajanje od podloge.

Većinu ASA i ABS filamenata 3D printali smo na BCN3D ili Raise3D printeru sa grijanom radnom komorom.”

Denis Sanković, voditelj proizvodnje u 3DPrintaj laboratoriju.

Eksperimentiranje s inženjerskim filamentima

Marko Himelreich je znanstvenik i strastveni ljubitelj 3D printanja, naš je dugogodišnji suradnik i jedan od najiskusnijih korisnika 3D printera inženjerske namjene. Marko je u svom radu koristio Colorfabb XT-CF20 (carbon fiber), 3D4Makers Facilan C8 i Polikarbonat (PC). 

Marko, reci nam što si 3D printao sa ovim materijalima?

“S Colorfabb XT – CF20 (carbon fiber) filamentom, 3D printao sam dio CNC stroja, koji je trebao biti dosta krut. Zato sam odabrao najkrući mogući materijal za spoj između XY i Z osi.

Pri 3D ispisu koristio sam 0.8 mlaznicu, maksimalnu preporučenu temperaturu od proizvođača te specijalnu žutu grijanu radnu podlogu. Važno je koristiti mlaznicu od ojačanog čelika (hardened steel nozzle) radi abrazivnosti filamenta.

Mora biti posebna podloga da se može postići pouzdana adhezija između podloge i 3D printanog komada. Preporučljivo je 3D printati pri toplim, stabilnim uvjetima (u zatvorenoj komori) i sporo (oko 30 mm/sec). Važno je da je materijal suh.

Polikarbonat (PC) korišten je za konstrukcijske dijelove 3D printera, koji idu u grijanu komoru. Najbolji materijal za 3D ispis koji sam do sada koristio, jako lijepo ispadaju slojevi, mehanički je odličnih karakteristika. Vrlo je krut prema svojim svojstvima, komadi ne pucaju, čvršći je od ABS-a, ASE, PETG-a i svih drugih materijala slične namjene. Otporan je na temperature do 130 C. Korištena je bakrena 0.8 mlaznica jer veća mlaznica pospješuje prianjanje slojeva 3D printa. Na 0.3 je bila podešena visina sloja koji se 3D printa.

Koristio sam posebnu podlogu (npr. FilaPrint sheet), nije ga preporučljivo 3D printati na staklu. Za ovakav materijal važna zatvorena radna komora. Bolja je “što viša” temperatura unutar 3D printera kako bi se pospješilo prianjanje slojeva.”

Carbon fiber filament 3D print Izvor slike: Google Images

3D printanje u 3DGlobe labu

Zadnji sugovornik u našem blogu je mladi direktor tvrtke 3DGlobe koji se već nekoliko godina bavi profesionalnom uslugom 3D ispisa, a tek mu je 18 godina. Leo Gregurić za naš intervju odlučio je podijeliti svoja iskustva u 3D ispisu sa PETG filamentima te filamentima s karbonskim vlaknima koje je do sada isprobao. 

Kakva su tvoja iskustva 3D printanja s filamentima inženjerske namjene?

“S obzirom da je karbonski filament zapravo PLA plastika sa određenim postotkom ugrađenih karbonskih vlakana, on je izuzetno abrazivan stoga standardne mjedene mlaznice nisu dovoljno tvrde, karbonski filament ih doslovce pojede, istroši. Upravo zato koristili smo takozvani “ruby nozzle”, mlaznicu izrađenu baš za 3D print sa industrijskim abrazivnim materijalima poput karbonskog filamenta. Podloga je bio takozvani PEI sheet, koji izuzetno dobro drži i pomogao je da otklonimo pojavu savijanja rubova predmeta tijekom printanja, popularno zvani “warping”. Možete pokušavati printati karbonski filament na svakakvim podlogama, jedino izbjegavajte uporabu standardnih mjedenih mlaznica jer ćete zaštopati printer i napraviti veće probleme na hotendu.

Svakako uključite ventilator kada radite sa PETG-om. Čim završite, filament pospremite na suho mjesto jer PETG lako upija vlagu i tako brzo može degradirati kada nije u uporabi.”

Leo Gregurić, CEO tvrke 3DGlobe koja se bavi 3D printanjem.

Zaključno o inženjerskim filamentima

Ako ste ikada 3D printali s inženjerskim filamentima, onda su vam ove smjernice vjerojatno poznate. Svakako, sada vam je jasno kako se uvijek možete osloniti na nas ili na poznanike koji imaju praktičnog iskustva u eksperimentiranju s ovakvim materijalima. Rado ćemo podijeliti s vama svoja iskustva i izazove s kojima se surećemo. U slučaju da niste nikad probali 3D ispis s navedenim materijalima, nadamo se da ste nakon čitanja ovog bloga ohrabreni da pokušate. 

Temeljne smjernice za 3D ispis s inženjerskim filamentima koji su navedeni možete pronaći na našem 3DPrintaj webshopu. 3D4Makers PETG, 3D4Makers Facilan C8, Fillamentum ASA, Recreus Filaflex i ColorFabb XT-CF.

Za više korisnih primjena i savjeta oko inženjerskog 3D printanja pratite naše blogove, webinare i newsletter industrial kanale 3D ispisa!

#3DPrintaj #3dprinthrvatska #3dprintingcroatia