Возможная альтернатива Ultran. Проба любопытного полиамидного композита
Вот ЗДЕСЬ я писал отзыв об одном небольшом стартапе.
Руки несколько дней назад до того самого полимера дошли, как раз и деталь подходящая попалась.
Участники теста:
- Мой лилипут собственной разработки, возможности которого приятно удивляют — Tough Steel v1.1
Из текущих доработок:
- установлена высокотемпературная (до 250 °С кратковременно) силиконовая грелка 200х200 мм 500 Вт 230 В;
- установлен обдув;
- электроника переведена на 24 В;
- внутренние детали узла подъема стола выполнены из поликарбоната PC.
2. Катушка полиамида из записи по ссылке в начале поста.
Коротко: стеклонаполненный (30%) полиамид PA6 с модификаторами. Вот о них и попозже.
Моделируем необходимую деталь
Ставим на печать со следующими параметрами:
- сопло 295 °С ;
- стол 140 °С;
- сопло 0.4;
- слой 0.3 мм первый, 0.15 мм последующие;
- скорости — 60 мм/с периметры, низ, крышка, 80 мм/с заполнение;
- адгезия — 3D лак-спрей.
При таких параметрах я печатаю нативным нейлоном. Температура сопла откалибрована по поверенному контактному термометру. Температура на стекле на 8-10 °С ниже, чем по показаниям термистора.
Первая, вторая и третья печати заканчивались на высоте 1.6-2.1 мм из-за коробления. Из-за размера детали почти во всю область печати по XY кайма была всего в 1 мм.
Температура стола была поднята до 160 °С, сопла — уменьшена до 280 °С и деталь снова была отправлена на печать. Камеру сверху открыл, дабы не перегреть ремни (при такой температуре стола внутри становится >100 °С при закрытой камере).
Утром получил такой вот результат:
Коробления нет. Много прижогов. Пласть желтая, даже почти коричневая. Поддержки пришлось бы вырезать дремелем. Боковая поверхность свидетельствовала о перегреве (волнистая). Сама деталь — крайне прочная. Руками сломать не удалось (пальцы больно).
При печати был сильный запах чего-то наподобие жженого полипропилена (как от «утюга» для пайки PPRC-труб).
Деталь по причине откровенно похабного внешнего вида была отложена в сторону как памятник.
Сам пруток ОЧЕНЬ абразивный. Вот фото, во что превратилось сопло из нержавеющей стали после этой печати:
Вместо 0.4 мм тут все 0.8. И как только через такой брандспойт деталь допечататься успела? Этим, наверное, и объясняется плохой внешний вид боковых стенок завершающей трети печати.
Сопло было заменено на закаленное и предпринята вторая попытка печати.
Попытка №2:
- сопло 255 °С ;
- стол 140 °С;
- сопло 0.6;
- слой 0.3 мм, первый слой — с «поджатием» на 0.1 мм (фактически толщина 0.2 мм с соответствующей переэкструзией);
- скорости — 60 мм/с периметры, низ, крышка, 80 мм/с заполнение;
- адгезия — 3D лак-спрей.
Печать была начата нормально и оставлена на ночь. «Поджоги» остались, но было их заметно меньше. Неприятный запах не совсем ушел.
Боковая поверхность получилась матово-белой, пласть — желтой с редкими прижогами. Мануального воздействия деталь не пережила — после умеренного усилия отломились боковые стенки. Фото не сохранилось. Деталь снялась с куском стекла.
Зеркало было утилизировано и заменено (спасибо OBI). Деталь была отправлена на третью попытку со следующими настройками:
- сопло 250 °С ;
- стол 135 °С;
- сопло 0.6;
- слой 0.3 мм первый, 0.15 мм последующие;
- скорости — 40 мм/с периметры, низ, крышка, 60 мм/с заполнение;
- адгезия — 3D лак-спрей.
Первый слой начал укладываться без прижогов, скорость снизил до 80% и оставил на ночь. Результат на фото ниже:
Волосатость стенок может объясняться как и увлажнением материала, так и отключением режима комбинга в слайсере, а также тем, что на низких скоростях перемещения не происходит отрыва пластика от сопла, а наоборот — идет еще и подтягивание. В пользу этой версии может свидетельствовать меньшее подтекание пластика при перемещениях по основной пласти детали.
Деталь получилась прочной (не хрустит при приложении усилий), волосья были отрезаны и деталь установлена на предназначенное ей место:
Выводы — их есть у меня.
Плюсы:
- прочность (полиамид, все-таки);
- теплостойкость;
- твердость;
- химическая стойкость (опять же — полиамид в базе);
- отличная свариваемость;
- низкое коробление — не знаю, в плюс это или в минус, т.к. используемые мной параметры печати недостижимы большинством из распространенных 3D-принтеров.
Минусы:
- диапазон настроек печати очень узкий и требует подбора и калиброванных средств измерений;
- какой-то из модификаторов полимерной матрицы является летучим (запах) и разлагается (коричневый цвет и прижоги) при температурах печати, необходимых для хорошего сваривания PA6 — приходится либо терпеть похабный внешний вид, либо снижать скорость и мириться с «волосатостью»;
- стекла, по-моему, многовато — можно бы и уменьшить, т.к. пруток избыточно жесткий и не терпит перегибов (ломается);
- очень абразивный пруток — латунные шестерни-ролики подачи, латунные и нержавеющие сопла быстро приходят в негодность. Но это вопрос стандартно нерешаемый (хотя у авторов есть перспективные идеи);
- со слов автора материала — имели проблемы при низкой скорости печати на стандартном принтере с застреванием прутка. Вероятно — стекловолокно активирует поверхность термобарьера, а полимер с модификаторами его смачивает. Как-бы необходимо поднимать скорость, но температура экструзии не выше 250 °С ставит крест на механической прочности. Повторюсь — диапазон настроек очень узкий.
Заключение
В целом — материал интересный и перспективный для 3D-печати ответственных, термо- и химически стойких, прочных деталей на продвинутом оборудовании.
Имеющиеся недостатки являются решаемыми, после устранения которых, если производитель захочет, можно будет озаботиться адаптацией материала для наиболее распространенных принтеров.
Жду для тестирования версию №2.
Полкатушки отправляются в запасники и будут использованы для печати деталей T-struder для одного из моих следующих проектов.