3D nyomtatás – alapanyagok

Az extruder típusú printereket (igazi típusnevük egyébként FFF, azaz fused filament fabrication, az eljárásé pedig FDM, azaz fused deposition modelling) az esetek nagy többségében egységes kereszmetszetre húzott/nyomott, hőre olvadó műanyagszállal etetik - zömmel 1.75 vagy 3 (=2.89) mm átmérőjű PLA vagy ABS szálat használ erre az ipar.

Mese a lebomló műanyagról

A PLA (PoliLactic Acid, magyarul politejsav) egy tejsav alapú, biológiailag lebomló műanyag. Általában nádcukrot vagy kukoricakeményítőt erjesztenek bacikkal, ebből lesz a tejsav, amiből észtert varázsolnak, aminek már csak fel kell nyitni a gyűrűjét, hogy polimerizálódjon jól. Igaziból egyszerűbb, ha megveszed egy webshopban a kész drótot, mintha otthon nekiállnál bacikkal büdösíteni némi cukornádat.
Amellett, hogy a textilipar PLA szálakat kever a ruhádba, hogy könnyebben vasalható legyen, valamint ebből van a mikrózható műanyag is, a biológiailag lebomló feature miatt egyre inkább használják élelmiszer csomagolóanyagnak (a tetraéder alakú Lipton teafilterek is ebből vannak), illetve ilyen szállal varrják össze a sebed, ha a TB adott pénzt a kórháznak és épp van nekik biológiailag lebomló varratcérnájuk. A biológiai úton történő lebomlása miatt a PLA megkapta a trendi bioplasztik elnevezést is.
A PLA 173-178 ℃ között olvad, de egész 110 ℃-ig bírja a hőt. A műanyagipart egybefogó szervezet, az SPI által kitalált Resin ID besorolásban a PLA a 7-es recycling azonosítót kapta:

PLA recycle symbol

Egyszer eltemetek egy darab ilyet egy fél évre és megnézem mi lesz belőle.

A számunkra hasznos PLA-t össze-vissza színezik, számtalan csini variáns létezik belőle, az egyszínűtől a szines átlátszókon át a multicolorig:

pla

pla-multicolor-stripe

PLA-ból a standard merev mellett létezik rugalmas változat is, ám ez utóbbi az okosak szerint nem való a kocauserek kezébe: nehezebben tapad, 210 fokon érdemes vele nyomtatni, max. 19 mm/sec sebességgel (a merev PLA-val elvileg el lehet menni 160 mm/sec-ig).

PLA-t 15-128 USD/kg ártartományban rengeteg helyen kapni. Ultimakerék a maguk ~54 USD/kg + VAT árukkal nagyjából az európai árak közelében vannak.

ABS

Az ABS (Akrinitril-butadién-sztirol) már sokkal ismerősebb anyag lehet - ebből van a LEGO kocka. Ezzel el is mondtam egy csomó tulajdonságát: merev, fényes, deformációnak remekül ellenáll. Hihetetlen módon sztirol és akrinitril polimerizálásával állítják elő... na minek a jelenlétében? Hát még jó, hogy a polibutadién is ott kell, hogy legyen!
Az ABS a fröccsöntőipar kedvence. A polibutadién gumi elég szívóssá teszi az amúgy jó szilárdságú akrinitril és sztirol polimereket, szóval klassz kis anyag ez. Az ABS egyedül a tartós UV sugárzást nem szereti, de nekünk nem a szoliba kell, úgyhogy ez nem probléma.
Az ABS-t általában petróleumból gyártják - nagyjából 2 kg petróleumból jön össze 1 kg ABS.
ABS-t a printerünk 265 ℃-on szereti enni. Sokkal nehezebben tapad, mint az előbb emlegetett PLA, ezért érdemes fűtött platformmal rendelkező nyomtatóval printelni.
ABS szálból a PLA-hoz hasonlóan csillióféle szín létezik:

abs

Az ABS Resin ID-je egy mezei ABS felirat:

ABS recycle symbol

ABS-t 14-175 USD/kg pénzért mérik. Ultimakeréknél ez a PLA-hoz hasonlóan 54 USD/kg + VAT, ami szintén EU középmezőny.

Nylon

A Taulman gyárt nylon alapú, kifejezetten 3D printhez tervezett alapanyagot. A szál piszkosfehér színű, 240-250 ℃ az ajánlott nyomtatási hőfoka, a gyártó a szálat egy henger nélküli tekercsben szállítja, így érdemes a beszerzése előtt rákészülni az új anyagra egy tartóhenger nélküli szálköteg spulni legyártásával.

Fának látszó anyag

A LAYWOO-D3 fastruktúrát mintázó alapanyag. Én erre annyira izgulok, mint az autók faberakásaira (=nem), de azért nézzük meg, mert itt a helye az alapanyag postban:

Maradékok

Előfordulhat, hogy kisebb-nagyobb száldarabjaid maradnak egy idő után, amiket egyszerűen sajnálnál kidobni. Az ilyen maradékok újrahasznosításához csinált egy ragasztógépet RichRap Thingiverse user.

Ezen felül lesz majd egy rakat elrontott print, amit szintén vétek lenne kidobálni, hisz az elérhető árú extruder 3D printerek térnyerésével nagy eséllyel jönnek majd az otthoni recycler eszközök is.
Marcus Thymark már neki is állt a dolognak és egy horrorfilmekbre emlékeztető trancsírozógépet tervezett egybe egy húsdaráló-szerű szörnyeteggel (az alábbi videóban 2:00-7:00 között csak különböző recyclable anyagokkal eteti a fémdisznót, szóval azt akár át is ugorhatod):

Erre a malacra épülhet aztán a Kickstarteres Filabot:

Spéci cuccok

Ha jobban belegondolsz, a 3D nyomtatás anyaga bármi lehetne, ami a nyomtatási eljárás során egymáshoz képes ragadni és nem is deformálódik el túlságosan. Nyomtathatnánk mondjuk... cukorral! Legyen az alapanyag szilárd rúd forma helyett folyékony, a nyomtatófej melegített extruder helyett egy fecskednő és már meg is vagyunk:

És ez olyannyira nem távoli cyber dolog, hogy pl. mechadense már össze is rakott ilyen sütiprintert a saját Ultimakeréből.

Még mindig van durvább - nézzünk csak meg egy TED előadást, amely arról szól, hogy hogyan nyomtatnak emberi vesét:

Ennyi rizsa után ígérem, hogy legközelebb már csinálunk is valami hasznosat. Stay tuned!

9 thoughts on “3D nyomtatás – alapanyagok

  1. _alesi_

    Ugyan fél szemmel követem a dolgot, de bennem felmerült, hogy olyan anyag is van, amit kvázi "ki lehet öblíteni" egy formából? Korábban szóba került ugye, hogy jól kell optimalizálni a folyamatot, mert a slice-ok nem lebeghetnek a semmiben. Akad olyan megoldás, hogy két fej dolgozik, egyik viszi a végleges formát, a másik meg egyfajta köztes "támasztékot" nyomtat, amit utána ki lehet oldani.

    Vagy ezt már egyszerűbb marással megcsinálni, így ilyen extruder nincs is.

  2. eFi Post author

    Vízoldható szálat tavaly jelentett be a MakerBot. Van is náluk a store-ban, de szerintem horror 90 USD/kg pénzért. Ez PVA (PoliVinil-Alkohol), amit egyébként általában más polimerek gyártásához használnak.

    Akkor jöhet ez jól, amikor a modellen belül kell a támaszték. Modellen kívül ugyanezt sokkal olcsóbban megoldja a raft, amit minden 3d print szoftver képes gyártani és nagyon egyszerűen leválik a céltárgyról, amit támaszt.

  3. Emich Szabolcs

    Szia eFi!
    Sok kézfejet szeretnék scannelni és nyomtatni. Ki tudna ebben segíteni és kb. mennyibe kerülne?

  4. eFi Post author

    Szabolcs: én nem foglalkozom sem scanneléssel sem bérnyomtatással. A Shapeways az egyik legnagyobb online bérnyomtató cég - scannelésre sajna nincs ugyanígy ötletem. Esetleg keresd meg a parametric-art.com-ot, hátha ők tudnak segíteni.

  5. Kubányi György

    Szia eFI!

    Én egy kerámia bögrére szeretnék nyitható fedőt nyomtatni. PLA szálból lehetséges ez? Nem káros az egészségre?

  6. Pingback: 3D nyomtatás: ehetek belőle? | eFi.blog

  7. Kubányi György

    Köszi a gyors és részletes választ, még csak most volt időm elolvasni. Sejtettem, hogy nem ennyire egyszerű.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *