3D Stisk
Domů
Služby
    Letni druk 3D: PLA, PETG czy ASA do elementów zewnętrznych

    Letni druk 3D: PLA, PETG czy ASA do elementów zewnętrznych

    Latem wydruki zewnętrzne trafiają w warunki, których nigdy nie doświadczą w domu na półce. Słońce nagrzewa ciemny plastik znacznie bardziej niż otaczające powietrze, promieniowanie UV stopniowo zmienia powierzchnię polimeru, deszcz i poranna rosa dodają wilgoci, a element często jest jeszcze dokręcony śrubą lub obciążony kablem, doniczką czy narzędziem. Dlatego uchwyt, który w warsztacie wydawał się solidny, po kilku tygodniach na tarasie może się wygiąć.

    Krótka odpowiedź brzmi: PLA stosuj na zewnątrz tylko tymczasowo lub w cieniu, PETG to rozsądny i łatwy w druku wybór do wielu elementów ogrodowych i tarasowych, a ASA jest najlepszym powszechnie dostępnym filamentem do długotrwałej ekspozycji na słońce, do samochodu i technicznych zastosowań zewnętrznych. Różnica nie dotyczy wyłącznie wytrzymałości. Najważniejsze jest połączenie odporności na UV, odporności temperaturowej, odkształcania się pod obciążeniem oraz możliwości, jakie oferuje Twoja drukarka.

    Co niszczy drukowane w 3D elementy na zewnątrz

    Element zewnętrzny nie starzeje się w jeden sposób. W praktyce nakładają się na siebie cztery czynniki:

    • Promieniowanie UV uszkadza powierzchnię, zmienia kolor, a w przypadku niektórych tworzyw przyspiesza ich kruszenie.
    • Ciepło zmiękcza materiał i pogarsza stabilność wymiarową, zwłaszcza gdy element jest obciążony śrubą lub rozciągany.
    • Wilgoć i zmiany temperatur obciążają warstwy, otwory, gwinty oraz miejsca z ostrymi narożnikami.
    • Obciążenie mechaniczne powoduje powolne pełzanie materiału, więc element nie musi pęknąć od razu, ale stopniowo się wygnie.

    Największą letnią pułapką jest bezpośrednie słońce. Powietrze może mieć 30 °C, ale czarny element na parapecie, desce rozdzielczej lub metalowym ogrodzeniu z łatwością osiąga znacznie wyższą temperaturę. Dlatego nie wystarczy powiedzieć, że filament jest wytrzymały w temperaturze pokojowej.

    PLA na słońcu: dobre do prototypu, złe na lato

    PLA świetnie nadaje się do szybkich prototypów, dekoracji, modeli i elementów, które nie będą długo wystawione na działanie ciepła. W przypadku funkcjonalnych elementów zewnętrznych jest jednak najbardziej ryzykownym wyborem. Zwykłe PLA zaczyna mięknąć mniej więcej powyżej 55–60 °C. To temperatura, do której ciemny wydruk pozostawiony latem na zewnątrz może bardzo łatwo się zbliżyć.

    Typowym przykładem jest uchwyt w samochodzie. Uchwyt na telefon, mocowanie kabla lub obudowa czujnika z PLA po zaparkowaniu na słońcu może zmięknąć, wygiąć się wokół śrub albo stracić dokładny kształt. Podobnie zachowa się haczyk na pergoli, jeśli przenosi obciążenie i przez cały dzień znajduje się po południowej stronie.

    PLA można stosować na zewnątrz, gdy chodzi o krótkotrwałą dekorację, test kształtu, ogrodową tabliczkę na jeden sezon lub nieobciążony element znajdujący się w cieniu. Jeśli element ma utrzymywać śrubę, przenosić ciężar, zachować precyzję albo wytrzymać całe lato w bezpośrednim słońcu, zrezygnuj z PLA.

    PETG na zewnątrz: praktyczny kompromis dla większości drukarek

    PETG jest dla wielu domowych i półprofesjonalnych drukarek najbardziej praktycznym krokiem naprzód. Drukuje się z niego znacznie łatwiej niż z ASA, zwykle nie wymaga zamkniętej komory, mniej się odkształca i ma większy zapas odporności temperaturowej niż PLA. Dobrze radzi sobie z deszczem, typową wilgocią i umiarkowanym obciążeniem chemicznym, na przykład wodą z detergentem lub kontaktem ze środowiskiem ogrodowym.

    Do zastosowań zewnętrznych nadaje się na uchwyty w półcieniu, osłony pod dachem, podkładki dystansowe, uchwyty na węże, elementy do doniczek, organizery na taras lub obudowy elektroniki, które nie są przez cały dzień wystawione na bezpośrednie słońce. W przypadku przezroczystego i jasnego PETG należy liczyć się ze stopniowym żółknięciem lub matowieniem. W elementach funkcjonalnych często nie ma to znaczenia, ale w przypadku obudów ozdobnych już tak.

    Słabą stroną PETG jest długotrwała ekspozycja na bezpośrednie słońce w połączeniu z ciepłem i obciążeniem. Duży czarny uchwyt przykręcony do rozgrzanego metalu może z czasem poluzować się lub lekko odkształcić. Do wnętrza samochodu, na deskę rozdzielczą, do szklarni lub w pobliże komory silnika PETG należy już wybierać ostrożnie. W takich miejscach warto przejść na ASA lub inny materiał techniczny.

    Filament ASA: najlepszy powszechnie dostępny wybór na słońce i warunki atmosferyczne

    Szpule filamentu Polymaker ASA z przykładami zastosowań zewnętrznych do elementów wystawionych na słońce i działanie warunków atmosferycznych.

    Szpula filamentu ASA z wydrukowanym technicznym uchwytem do zastosowań zewnętrznych

    ASA to materiał opracowany właśnie z myślą o odporności zewnętrznej. W praktyce jest to najbardziej niezawodny powszechnie dostępny filament FDM do elementów, które mają wytrzymać promieniowanie UV, deszcz i letnie temperatury. Nadaje się do uchwytów zewnętrznych lamp, osłon czujników, elementów basenowych, które nie mają bezpośredniego kontaktu z chemią, uchwytów na ogrodzenie, elementów tarasowych, akcesoriów samochodowych, obudów kamer oraz części mechanicznych, które mają działać dłużej niż jeden sezon.

    W porównaniu z PETG ASA ma lepszą stabilność na słońcu i większy zapas odporności temperaturowej. W porównaniu z ABS ma lepszą odporność na UV, dzięki czemu na zewnątrz nie staje się tak kruchy i nie pyli na powierzchni. Jeśli już drukujesz z ABS, ASA jest logicznym zamiennikiem do elementów zewnętrznych.

    Wadą jest drukowanie. ASA wymaga wyższej temperatury dyszy, podgrzewanego stołu i najlepiej zamkniętej drukarki. W przypadku większych elementów bez komory istnieje ryzyko odkształcania narożników, pękania warstw i odrywania od stołu. Podczas drukowania należy również liczyć się z wyraźniejszym zapachem i zapewnić wentylację. Na otwartej drukarce czasami da się drukować z ASA małe elementy, ale dla niezawodnego rezultatu zamknięta komora ma kluczowe znaczenie.

    Szybkie porównanie PLA, PETG i ASA

    Materiał Słońce na zewnątrz Letnie ciepło Trudność drukowania Kiedy wybrać
    PLA słaba mały zapas bardzo łatwe prototypy, dekoracje, cień, krótkotrwałe zastosowanie
    PETG średnia dobry zapas łatwe do średnio trudnych ogród, taras, elementy w półcieniu, osłony pod dachem
    ASA doskonała duży zapas trudniejsze bezpośrednie słońce, samochód, techniczne elementy zewnętrzne, długa żywotność

    Ta tabela nie oznacza, że PETG jest złe, a ASA zawsze konieczne. Oznacza, że trzeba ocenić środowisko pracy. Uchwyt na wąż ogrodowy pod okapem dachu może być wykonany z PETG i działać bez zarzutu. Ten sam uchwyt na południowej fasadzie, dokręcony śrubami i wystawiony przez cały dzień na słońce, lepiej wydrukować z ASA.

    Konkretne letnie przykłady

    Czarny element drukowany w 3D z ASA do zastosowania w samochodzie oraz zewnętrzna osłona wystawiona na letnie warunki

    Do ogrodowych tabliczek, lekkich klipsów do roślin i sezonowych dekoracji wystarczy PLA, jeśli zakładasz ograniczoną żywotność. Jeśli chcesz, aby tabliczka wytrzymała kilka sezonów, wybierz PETG lub ASA.

    Do uchwytów na węże, haczyków na ogrodzenie, podkładek dystansowych pod meble ogrodowe i uchwytów na kable PETG jest dobrym wyborem. Jeśli element będzie znajdował się w bezpośrednim słońcu, zwiększ grubość ścianek, zaokrąglij narożniki i nie przeciążaj go długotrwałym rozciąganiem.

    Do osłony zewnętrznego czujnika, uchwytu kamery, elementów oświetlenia, akcesoriów samochodowych i tarasowych elementów o długiej żywotności wybierz ASA. W przypadku elementów do samochodu całkowicie unikaj PLA, a PETG stosuj tylko tam, gdzie nie występuje ekstremalne ciepło. Wnętrze zaparkowanego samochodu jest dla tworzyw znacznie trudniejszym środowiskiem niż zwykły taras.

    Do szklarni, na dach, deskę rozdzielczą, ciemne metalowe konstrukcje i miejsca pozbawione cienia traktuj ASA jako minimum. Jeśli element ma przenosić obciążenie istotne dla bezpieczeństwa, jeszcze bardziej rygorystycznie podejdź do kwestii materiału, konstrukcji i testowania.

    Jak zaprojektować element, aby wytrzymał na zewnątrz

    Właściwy filament to tylko połowa sukcesu. Element zewnętrzny projektuj solidniej niż element przeznaczony do wnętrz:

    • stosuj od 3 do 5 obrysów, zależnie od rozmiaru i obciążenia,
    • dodaj zaokrąglenia narożników, ponieważ ostre wewnętrzne narożniki koncentrują naprężenia,
    • układaj warstwy tak, aby główne obciążenie rozciągające nie działało prostopadle do warstw,
    • wokół śrub dodaj większe powierzchnie podkładek lub metalowe wkładki,
    • zostaw miejsce na rozszerzalność cieplną i nie unieruchamiaj długich elementów na sztywno,
    • w obudowach dodaj odpływ wody, okap pokrywy i miejsce na uszczelkę,
    • w przypadku elementów ozdobnych rozważ lakier lub farbę odporną na UV.

    Kolor również ma znaczenie. Czerń często lepiej maskuje zmiany spowodowane promieniowaniem UV, ale na słońcu bardziej się nagrzewa. Jasne kolory mniej się rozgrzewają, ale niektóre odcienie mogą wcześniej wyraźnie wyblaknąć. W przypadku obciążonego elementu ważniejsze od samego koloru są odpowiedni materiał i konstrukcja.

    Ustawienia druku do elementów letnich

    Ilustracja nierównomiernej temperatury podgrzewanego stołu podczas druku 3D, która może powodować odkształcanie wydruku.

    W przypadku PETG zacznij od profilu producenta filamentu. Zwykle pomaga suchy filament, czysty stół, rozsądnie wolna pierwsza warstwa i mniejsze chłodzenie niż w przypadku PLA. PETG ma tendencję do tworzenia nitek i przyklejania się do dyszy, dlatego warto dostosować retrakcję i przepływ. Do zewnętrznych elementów mechanicznych nie używaj niepotrzebnie niskiej temperatury dyszy, ponieważ słabe łączenie warstw szybko ujawni się na zewnątrz.

    W przypadku ASA kluczowe jest ograniczenie przeciągów i szoku termicznego. Rozgrzej stół, pozwól nagrzać się komorze, użyj brim przy narożnikach i wysokich elementach, zmniejsz chłodzenie i nie spiesz się. Duże płaskie elementy dziel na mniejsze części lub zmodyfikuj geometrię tak, aby mniej się odkształcały. Po zakończeniu pozwól wydrukowi stygnąć powoli, najlepiej w zamkniętej drukarce.

    Proste podejmowanie decyzji przy zakupie filamentu

    Zadaj sobie trzy pytania. Czy element będzie znajdował się w bezpośrednim słońcu? Czy będzie nagrzewał się powyżej typowej temperatury zewnętrznej, na przykład w samochodzie, na blasze lub w szklarni? Czy będzie przez długi czas przenosił obciążenie?

    Jeśli na wszystkie trzy pytania odpowiesz „nie”, PLA może wystarczyć do prostego lub tymczasowego elementu. Jeśli słońce lub wilgoć będą występować tylko okazjonalnie, a zależy Ci na łatwym druku, sięgnij po PETG. Jeśli choć raz odpowiesz „tak” w przypadku bezpośredniego słońca, wysokiej temperatury lub długotrwałego obciążenia, zacznij od ASA.

    Na polskie lato PETG jest doskonałym uniwersalnym materiałem do ogrodu i na taras, ale ASA to pewność w przypadku elementów, których nie chcesz drukować ponownie pod koniec sierpnia. Najlepszy wybór to niekoniecznie najdroższy materiał, lecz materiał dopasowany do miejsca, temperatury, nasłonecznienia i drukarki, którą rzeczywiście posiadasz.

    Oblíbené produkty