Jaký materiál na jaký díl

Tři otázky, které rozhodnou za vás

Než se začneme bavit o názvech materiálů, ptáme se na tři věci. Odpovědi na ně zúží výběr obvykle na jeden nebo dva materiály a zbytek je detail.

• Kde bude díl pracovat? Venku na slunci, v autě za čelním sklem, v dílně u topení, nebo v pokoji na polici. Teplota a ultrafialové záření vyřadí většinu materiálů dřív než cokoliv jiného.
• Jak bude namáhaný? Trvalý tah, občasný náraz, ohyb, otěr, nebo prakticky nic. Materiál, který je tuhý, bývá zároveň křehký, a naopak.
• Co na něj bude působit? Voda, olej, palivo, čisticí prostředky, potraviny. Chemická odolnost se mezi materiály liší násobně.

Když tohle víme, je volba materiálu obvykle jednoduchá. Pokud si nejste jistí, stačí nám popsat, k čemu díl bude, a doporučíme ho sami. Je to součást poptávky, ne placená služba navíc.

PLA: přesný, tuhý, ale bojí se tepla

PLA je materiál, který se tiskne nejsnáz a drží nejlépe rozměry. Hodí se všude, kde jde o tvar, vzhled a přesnost, a kde díl nebude vystaven teplu.

Jeho slabina je jasná a je dobré ji znát dopředu. PLA začíná měknout kolem 55 až 60 °C. To znamená, že díl v autě na palubní desce se v létě zdeformuje, a to spolehlivě. Stejně tak držák u topení nebo u výkonového zdroje. Venku na přímém slunci materiál časem křehne.

Kde PLA naopak dává smysl: modely a makety, designové a interiérové předměty, trofeje a ocenění, přípravky a šablony do dílny, kde se nehřeje, prezentační vzorky, díly do vnitřního prostředí bez zátěže. Má také nejširší barevnou nabídku a nejhezčí povrch po tisku.

PLA je tuhé, ale křehké. Snese slušný tah, hůř snáší náraz. Pokud má díl spadnout na zem a přežít to, není to volba pro něj.

PETG: rozumný kompromis pro většinu funkčních dílů

Když nám někdo řekne jen tolik, že chce funkční díl, a nic dalšího nespecifikuje, nejčastěji sáhneme po PETG. Je to materiál, který nemá extrémy, ale nemá ani vážnou slabinu.

Oproti PLA snese víc tepla, zhruba do 70 až 80 °C podle konkrétní značky a tvaru dílu. Je houževnatější, tedy lépe snáší nárazy a ohyb, místo aby praskl. Dobře odolává vodě a vlhkosti, což z něj dělá rozumnou volbu pro díly v koupelně, ve sklepě nebo v dílně.

Typická použití: kryty, držáky, adaptéry, redukce, boxy na elektroniku, díly do zahradní techniky, průhledné nebo poloprůhledné prvky. Také tam, kde díl bude občas rozebírán a namáhán šroubem.

Za zmínku stojí, že PETG má o něco horší detail než PLA a povrch bývá méně čistý. Na technickém dílu to nevadí, na figurce ano.

ASA a ABS: ven a do tepla

ASA a ABS jsou si blízké. Oba snesou přibližně 95 až 100 °C, oba jsou houževnaté a oba se dají chemicky vyhlazovat. Rozdíl, který rozhoduje, je odolnost proti slunci.

ASA je vyvinutá právě proto, aby vydržela venku. Neztrácí barvu, nekřehne a nepraská ani po sezónách na přímém slunci. Je to materiál pro venkovní držáky, kryty čidel, díly na zahradní techniku, kryty kamer, součásti na plot nebo na fasádu.

ABS má podobné mechanické vlastnosti, ale na přímém slunci degraduje. Hodí se do tepla, ne na slunce. Používá se tam, kde se hledá teplotně odolný a houževnatý materiál do vnitřního prostředí.

Oba materiály se tisknou v uzavřené komoře a jsou náchylnější ke kroucení u velkých plochých dílů. To je naše starost, ne vaše, ale promítá se to do času tisku a tím i do ceny.

TPU: pružné díly, těsnění a tlumení

TPU je pružný materiál. Nejen se ohýbá, ale skutečně se stlačuje a vrací zpět do tvaru. Dodává se v různých tvrdostech, běžně kolem 85 až 95 Shore A, tedy v rozsahu od pevnější pryže po materiál blízký tvrdé gumě. Měkčí varianty existují, tisknou se ale hůř.

Používáme ho na těsnění a podložky, tlumicí a dorazové prvky, nožičky pod stroje a spotřebiče, ochranné návleky a nárazníky, rukojeti a protiskluzové plochy, měchy a manžety.

TPU se tiskne pomaleji než tuhé materiály, takže je u větších dílů dražší. Nesnáší dobře trvalé zatížení tahem, které ho postupně protáhne. Pokud díl potřebuje být pružný jen v jedné části, často má smysl vyrobit ho ze dvou dílů z různých materiálů a spojit je.

PA-CF a PET-CF: kde už je potřeba technický plast

Kompozity s uhlíkovými vlákny jsou to, po čem saháme, když obyčejný plast nestačí. Vlákna materiál výrazně zpevní a zejména zvýší jeho tuhost a rozměrovou stálost při zahřátí.

PA-CF, tedy polyamid (nylon) plněný uhlíkem, je houževnatý a odolný proti otěru, má nízké tření a snese teploty výrazně nad 100 °C. Hodí se na pohyblivé a kluzné díly, ozubená kola, vodítka, namáhané držáky a součásti do strojů. Polyamid je hygroskopický, tedy nasává vzdušnou vlhkost, proto ho před tiskem sušíme. Vlhký polyamid ztrácí pevnost a tiskne se špatně.

PET-CF je tužší a rozměrově stálejší, méně houževnatý. Sedí na přípravky, konstrukční prvky, rámy a díly, které se nesmí prohnout.

Kompozitní materiály jsou dražší a obrušují trysku, proto se tisknou tvrzenými tryskami. V ceně dílu se to projeví, ale u součásti, která má něco vydržet, se to vyplatí mnohonásobně víc než výroba dvakrát.

Rychlý přehled

Hodnoty berte jako orientační. Skutečná teplotní odolnost závisí na konkrétní značce materiálu, na tvaru dílu i na tom, jestli je díl zatížený. Zatížený díl měkne dřív než nezatížený.

Co dělat, když si nejste jistí

Nemusíte se rozhodovat sami. V praxi to chodí tak, že nám popíšete situaci a my navrhneme materiál i s odůvodněním. Pokud je věc sporná, vyrobíme díl ve dvou materiálech a necháme vás vyzkoušet, který sedí líp.

Občas se stane, že správná odpověď zní, že 3D tisk pro daný díl není vhodná technologie. I to vám řekneme. Je to lacinější než výroba, která nevydrží.