чем растворяется пластик petg
Постобработка 3d моделей распечатанных на 3d принтере
К счастью есть несколько методов обработки поверхности, такие как механическая, химическая и покрытие поверхности шпатлевкой с последующей механообработкой. Некоторые из них рассмотрим в этой статье.
Воздействие высокой температуры.
Химический способ
Разберемся какие растворители используются для обработки пластиков 3d принтеров:
1. PLA-пластик
Ацетон — очень плохо растворяет PLA пластик, вместо этого происходит набухание, размягчение и коробление изделия. Может применять только для чистки засоренных сопел.
Для ручной обработки поверхностей 3D-моделей создаются и используются специальные приспособления, одним из таких устройств является Makeraser, которое, по сути, представляет собой фломастер. В стержне находится ацетон или клей на его основе, в конструкции предусмотрен встроенный скребок для снятия уже готового изделия с платформы. Если судить о практичности его применения, то использовать Makeraser лучше всего при склеивании частей пластиковых конструкций или для обработки поверхности рабочего столика, перед печатью 3D-модели, с целью предотвращения скручивания первых слоев будущей модели.
Обработка в ацетоном
Этот метод очень прост и не требует особых затрат, достаточно погрузить модель в концентрированный (неразбавленный ) ацетон на 8-10 секунд и внешний слой изделия будет сглажен. После этого достаточно подержать модель на чистом воздухе, до полного испарения растворителя (около получаса), и вы получите модель приемлемого качества.
Как и в любом удачном методе, способ обработки погружением в ацетон имеет несколько отрицательных факторов. Одним из них является тот момент, что очень сложно подобрать время выдержки, так как ацетон и его производные (клеящая масса, разбавленный состав) при превышении времени обработки, начинают растворять мелкие детали или всю конструкцию в целом. Также, при обработке изделий разного цвета, необходимо полностью менять состав растворителя, иначе это приведет к цветным разводам на поверхности моделей.
На сегодняшний день, самым действенным и эффективным методом обработки поверхности 3D-моделей из ABS-пластика считается использование паров ацетона, в результате такой обработки поверхность изделия выглядит ровной и глянцевой. Для этого выбранную конструкцию помещают в свободную емкость, на дне которой находится небольшое количество ацетона. Модель не должна соприкасаться с растворителем и поэтому необходимо поместить ее на изолирующую платформу.
Такой подставкой может быть платформа из древесины, но учитывая пористость этого материала, лучше использовать металлическую основу. Она позволит легко отделить нижнюю поверхность модели от опоры, одновременно, не допуская прямого контакта поверхности конструкции с растворителем.
Для ускорения процесса обработки изделия парами ацетона рекомендуется подогреть емкость с реагентом и помещенной внутрь моделью до нужной температуры, но не доводить до кипения. Следует учитывать, что при кипении растворителя выделяется конденсат на плоскости обрабатываемой конструкции, что неизбежно вызовет образование на ней разводов. Таким образом, оптимальная температура ацетона должна быть в пределах 50-56 градусов.
Обработку моделей таким методом можно проводить и без подогрева ацетона, но в таком случае эта процедура займет очень продолжительное время и будет не достаточно эффективна.
В связи со слабой устойчивостью ABS-пластика к внешним химическим воздействиям ацетоновых соединений, особенно, учитывая реакцию на концентрацию паров растворителя, а их насыщенность зависит от температуры реактива — время выдержки в емкости (камере ) может сильно различаться: от 40 минут (без подогрева), до нескольких секунд (кипение ацетона). Но, при использовании прозрачного контейнера, есть возможность определить степень готовности и фазу завершения обработки визуально.
Кроме того, эта установка имеет систему рециркуляции, которая создает многократный оборот паров растворителя, что обеспечивает его экономию и отсутствие загрязнения окружающей среды.
Еще одно перспективное устройство Sky Tech MagicBox может обрабатывать не только ABS-пластик, но и PLA-пластик. В установке используется, как реагент, ацетон и, хотя он плохо растворяет полилактиды, тем не менее, его эффективность очень высока.
Такое оборудование будет очень полезным для фирм и компаний, занимающихся FDM 3D-печатью малыми сериями и небольшими партиями.
Механическая обработка распечатанной 3d модели
В большинстве случаев требуется механическая обработка напечатанной 3d модели. Дефекты чаще всего наблюдаются в местах соединения модели с поддержками или столом 3d принтера. Вот здесь и понадобиться обработка надфилем или напильником, а затем шкуркой.
Инструменты используемые для механической обработки:
1. Различные надфили и напильники.
2. Наждачная бумага. Наиболее часто используется микронные шкурки.
3. Канцелярский скальпель
4. Профессиональные бормашины типа Dremel. С помощью него можно сверлить, шлифовать, гравировать, резать и т.д.
Покрытие распечатанной 3d модели различными шпатлевками
Этот способ дает отличный результат. В качестве материалов могут использоваться различные шпатлевки для пластика и шпатлевки на эпоксидной основе. Основные минусы этого метода является то, что после нанесения и отверждения потребуется механическая обработка, необходимость возиться с эпоксидкой если используется этот материал, достаточно долгое время обработки.
Различные одно- и двухкомпонентные шпатлевки можно найти в автомагазинах. Для нанесения рекомендуется купить резиновый шпатель. Стоит учитывать что однокомпонентные шпатлевки обладают значительной усадкой, вследствие этого шпатлевку придется наносить несколько раз. Подходит для выравнивания достаточно крупных изделий и неровностей. Двухкомпонентные усадкой практически не обладают и высыхают быстрее. К ним отоносятся также эпоксидные шпатлевки представляющие большой интерес при обработке мелких дефектов.
На изображении представлен отпечаток обработанный сначала грунтовкой, затем однокомпонентной шпатлевкой, отшлифованный и покрашенный.
Эпоксидные шпатлевки требуют больше времени на подготовку и сохнут дольше, но результат превосходит все ожидания. Все мелкие неровности и впадины сглаживаются на ура. Для работы с этим материалом обязательно используйте резиновые перчатки.
Шпатлевка эпоксидным клеем, грунтовка и покраска.
XTC 3D — специальный эпоксидный клей предназначенный для шпатлевки распечатанных 3d моделей. Обладет слабым запахом, сохнет от 2-4 часов, легко обрабатывается.
Постобработка 3D моделей распечатанных на 3D принтере
К счастью есть несколько методов обработки поверхности, такие как механическая, химическая и покрытие поверхности шпатлевкой с последующей механообработкой. Некоторые из них рассмотрим в этой статье.
В основе «сглаживания » поверхности, лежит способность термопластика плавиться и размягчаться под действием химических веществ и высоких температур.
Удаление поддержек и шлифовка
Для начала удалим кусачками поддерживающие конструкции. Если у вас 3D принтер с двойным экструдером, опорные конструкции вы можете печатать из легко растворимого материала, в качестве такового используется PVA и HIPS пластик, первый хорошо растворяется в воде, второй в D-лимонене. Используя такой подход в 3D печати опорные конструкции никак не влияют на качество поверхности отпечатка и удаляются без следа, хоть это и влияет на время печати. Если же опоры из того же материала, что и модель, некоторые дефекты все равно останутся, особенно на моделях со сложной геометрией.
После того, как опоры удалены или растворены, можно провести шлифовку, чтобы сгладить деталь и удалить все очевидные дефекты, такие как пятна или следы опор. Стартовая зернистость наждачной бумаги зависит от высоты слоя и качества печати, для толщины слоя 0,2 мм и ниже или печати без дефектов шлифовку можно начинать с зернистости 150. Если присутствуют явные дефекты или объект был напечатан с высотой слоя более 0,3 мм, начните шлифование с зернистостью 100.
Шлифование должно происходить до зернистости 2000, следуя общепринятой градации шлифования (один из подходов — перейти от зернистости 220 до 400, до 600, до 1000 и наконец 2000). Рекомендуется отшлифовать отпечаток влажной шлифовкой от начала до конца, чтобы предотвратить повреждение детали трением. Детали FDM можно отшлифовать до зернистости 5000 для получения гладкой блестящей поверхности.
Совет: всегда шлифуйте поверхность детали небольшими круговыми движениями и равномерно. Может возникнуть соблазн шлифовать перпендикулярно слоям печати или даже параллельно слоям печати, но это может привести к образованию «канавок » на детали. Если деталь обесцвечивается или появляется много мелких царапин от шлифовки, можно использовать фен, чтобы осторожно нагреть отпечаток и смягчить поверхность.
Химический способ обработки поверхности
Какие растворители используются для обработки пластиков для 3D печати:
Ацетон — очень плохо растворяет PLA пластик, вместо этого происходит набухание, размягчение и коробление изделия. Может применять только для чистки засоренных сопел.
2. ABS пластик ( Акрилонитрил бутадиен стирол)
Самый популярный растворитель это ацетон, он достаточно дешев, доступен и отлично справляется с поставленной задачей. Горюч, имеет резкий неприятный запах, быстро испаряется.
Этилацетат — имеет приятный запах по сравнению с ацетоном, класс опасности 4-й, практически не используется в быту, из-за этого труднодоступен. С ним удобно работать т.к. быстро не испаряется и имеет приемлемый запах.
3. HIPS пластик (Полистирол )
d-Лимонен — маслянистая жидкости, с приятным цитрусовым ароматом. Используется для производства отдушек в парфюмерии и различных ароматизаторов. Абсолютно безопасен. С ним очень удобно работать, растворение происходит не сразу, а через некоторое время. После обработки, требуется просушка феном или отстаиванием на открытом воздухе.
4. SBS пластик (Стирол бутадиен стирольный)
Как и все синтетические каучуки, растворяется в циклогексане, толуоле, метил этилкетоне, диэтиловом сложном эфире и стироле.
6. PC пластик (Поликарбонат )
Поликарбонат растворим в целом ряде технических растворителей: этиленхлорид, хлороформ, тетрахлорэтан, мета-крезол и пиридин. К числу сравнительно более слабых растворителей поликарбоната относятся диоксан, тетрагидрофуран циклогексанон и диметилформамид. Примерами циклических соединений, вызывающих разбухание, являются: бензол, хлорбензол, тетралин, ацетон, этилацетат, ацетонитрил и четыреххлористый углерод.
7. PP пластик (Полипропилен )
8. PVA пластик (Поливинилацетат )
Это водорастворимый пластик.
На этот материал практические не воздействуют стандартные растворители. В качестве них могут быть использованы соляная или муравьиная кислоты. Но следует помнить что это очень опасные вещества, нещадно обжигающие кожные покровы и раздражающие дыхательные пути, и если вам придется и ними работать то обязательно соблюдайте технику безопасности. Оптимальным вариантом, скорее всего будет соляная кислота примерно 40% концентрации. После обработки обязательно промойте изделие под струей воды.
10. TPU, TPE, TPEE, TPC пластики (Термопластичные полиуретаны)
Как и все полиуретаны, растворяется в N,N-диметилформамиде (ДМФА ), этилацетате, тетрагидрофуране, циклогексаноне, диметилацетамиде.
11. PETG пластик (Полиэтилентерефталатгликоль )
Равнодушен почти ко всем растворителям, кроме HFIP (гексафторпропанол ). Дихлорметан скорее не растворяет, а разрушает PETG пластик, в нем он набухает и расплывается по частям, но для сглаживания поверхности применять уместно, хоть и не столь эффективно, чем например ацетон для ABS пластика.
12. ASA пластик (Акрилонитрилстиролакрилатовый )
13. PMMA пластик (Полиметилметакрилат )
Ацетон, толуол, бутанон, циклогексанон, нитроэтан, хлороформ, дихлорметан, бензол, хлорбензол, ксилол, метоксибензол, диэтилфталат, метоксипропилацетат, этилацетат, этиллактат и муравьиная кислота.
14. PSU пластик (полисульфон )
14. PEEK пластик (Полиэфирэфиркетон )
Он растворим в концентрированной серной кислоте при комнатной температуре, хотя растворение может занять очень много времени, если только полимер не находится в форме с высоким отношением площади поверхности к объему, такой как мелкий порошок или тонкая пленка. Обладает высокой устойчивостью к биоразложению и многим растворителям.
15. PEI пластик (Полиэфиримид )
Он устойчив к минеральным кислотам и выдерживает кратковременное воздействие мягких оснований. Особенно высокая устойчивость к воде и пару, минеральным маслам, бензину и спирту. Химически неустойчив к ароматическим растворителям, кетонам, некоторым углеводородам, другим растворителям, например, дихлорметану. Растрескивается в хлорорганических растворителях.
Не растворим в обычных органических растворителях, топливе или минеральных маслах и просто набухает в них.
Ру чная химическая обработка распечатанной 3D модели
К положительному моменту такого способа обработки можно отнести возможность нанесения ацетона (другого растворителя) на определенные, отдельные участки поверхности модели, что позволяет оставить в сохранности острые грани и углы, но добиться идеальной чистоты поверхности достаточно трудно. В условиях, когда пластик достаточно размягчен, сами волоски кисточки оставляют царапины и неровности, которые могут не успеть разгладиться до полного испарения растворителя.
Обработка в ацетоном, выдерживание в ацетоновой бане
Этот метод очень прост и не требует особых затрат, достаточно погрузить модель в концентрированный (неразбавленный ) ацетон на 8-10 секунд и внешний слой изделия будет сглажен. После этого достаточно подержать модель на чистом воздухе, до полного испарения растворителя (около получаса) и вы получите модель приемлемого качества.
Как и в любом удачном методе, способ обработки погружением в ацетон имеет несколько отрицательных факторов. Одним из них является тот момент, что очень сложно подобрать время выдержки, так как ацетон и его производные (клеящая масса, разбавленный состав) при превышении времени обработки, начинают растворять мелкие детали или всю конструкцию в целом. Также, при обработке изделий разного цвета, необходимо полностью менять состав растворителя, иначе это приведет к цветным разводам на поверхности моделей.
Такой подставкой может быть платформа из древесины, но учитывая пористость этого материала, лучше использовать металлическую основу. Она позволит легко отделить нижнюю поверхность модели от опоры, одновременно, не допуская прямого контакта поверхности конструкции с растворителем.
Для ускорения процесса обработки изделия парами ацетона рекомендуется подогреть емкость с реагентом и помещенной внутрь моделью до нужной температуры, но не доводить до кипения. Следует учитывать, что при кипении растворителя выделяется конденсат на плоскости обрабатываемой конструкции, что неизбежно вызовет образование на ней разводов. Таким образом, оптимальная температура ацетона должна быть в пределах 50-56 градусов.
Обработку моделей таким методом можно проводить и без подогрева ацетона, но в таком случае эта процедура займет очень продолжительное время и будет не достаточно эффективна.
При использовании ацетона, как методом погружения, так и методом обработки парами растворителя, готовой модели необходимо дать время проветриться, чтобы внешняя поверхность достаточно затвердела, иначе любое физическое воздействие может привести к разрушительным последствиям для формы изделия.
Кроме этого, нужно учитывать толщину стенок и необходимость сохранения тонких черт конструкции, так как при обработке ацетоном есть вероятность утери и того и другого (при работе с этим растворителем теряется внешний, тонкий слой конструкции).
Техника безопасности при химической обработке.
Любые химические соединения, особенно растворители, обладают свойствами легкого испарения и особыми, специфическими характеристиками.
Хотя ацетон не обладает высокотоксичными свойствами, но существует вероятность его легкой воспламеняемости. При концентрации паров ацетона выше 13% в атмосфере, эта воздушная смесь становится взрывоопасной, поэтому рекомендуется все работы с растворителями проводить в хорошо проветриваемом помещении с принудительной вентиляцией. По этой же причине не стоит использовать открытый огонь для подогрева емкости с ацетоном, а всю необходимую работу лучше проводить с использованием резиновых перчаток, респиратора и защитных очков.
Не стоит плотно закрывать резервуар (контейнер ) с подогретым ацетоном, в связи с высокой степенью испарения может возникнуть ситуация, когда газы под давлением разорвут емкость и могут нанести повреждения.
Профессиональные установки для химической обработки
Кроме того, эта установка имеет систему рециркуляции, которая создает многократный оборот паров растворителя, что обеспечивает его экономию и отсутствие загрязнения окружающей среды.
Воздействие высокой температуры
Полировка распечатанной 3D модели
Инструменты используемые для механической обработки:
1. Наждачная бумага. Наиболее часто используется микро шкурки.
2. Канцелярский скальпель
3. Профессиональные бормашины типа Dremel. С помощью него можно сверлить, шлифовать, гравировать, резать и т.д.
Процесс: после шлифовки отпечатка можно нанести полироль для пластика, чтобы придать стандартным термопластам, таким как ABS и PLA, зеркальную поверхность. После того, как отпечаток будет отшлифован до зернистости 2000, сотрите лишнюю пыль с отпечатка, затем очистите отпечаток на теплой водяной бане с помощью зубной щетки. Дайте отпечатку полностью высохнуть и отполируйте шлифовальным кругом или вручную салфеткой из микрофибры и полировальной пастой для пластика, например Blue Rouge. Blue Rogue — это ювелирный полироль, разработанный специально для пластика и синтетики и обеспечивающий стойкий блеск поверхности. Также подойдут и другие полироли для пластика, например, для автомобильных фар, но учтите некоторые из них могут содержать химические вещества, которые могут повредить печатный материал.
Совет: прикрепите полировальный круг к Dremel с регулируемой скоростью (или другому вращающемуся инструменту, например, электродрели) для полировки небольших отпечатков. Настольный шлифовальный станок, оснащенный полировальным кругом, можно использовать для более крупных и прочных отпечатков, но следите за тем, чтобы отпечаток не оставался на одном месте слишком долго. Это может привести к расплавлению пластика из-за трения.
Покрытие распечатанной 3D модели различными шпатлевками
Этот способ дает отличный результат. В качестве материалов могут использоваться различные шпатлевки для пластика и составы на эпоксидной основе. Основные минусы этого метода является то, что после нанесения и отверждения потребуется механическая обработка, необходимость возиться с эпоксидкой если используется этот материал, достаточно долгое время обработки.
Различные одно- и двухкомпонентные шпатлевки можно найти в автомагазинах. Для нанесения рекомендуется купить резиновый шпатель. Стоит учитывать что однокомпонентные шпатлевки обладают значительной усадкой, вследствие этого шпатлевку придется наносить несколько раз. Подходит для выравнивания достаточно крупных изделий и неровностей. Двухкомпонентные усадкой практически не обладают и высыхают быстрее. К ним отоносятся также эпоксидные шпатлевки представляющие большой интерес при обработке мелких дефектов.
На изображении представлен отпечаток обработанный сначала грунтовкой, затем однокомпонентной шпатлевкой, отшлифованный и покрашенный.
Эпоксидные шпатлевки требуют больше времени на подготовку и сохнут дольше, но результат превосходит все ожидания. Все мелкие неровности и впадины сглаживаются на ура. Для работы с этим материалом обязательно используйте резиновые перчатки и аккуратно наносите смолу, удалить подтеки будет очень сложно. Следите, что бы на поверхность не садилась пыль и не попадали песчинки.
XTC 3D — специальный эпоксидный клей предназначенный для шпатлевки распечатанных 3D моделей. Обладает слабым запахом, сохнет от 2-4 часов, легко обрабатывается.
PETG: обзор материала, настройки 3D-печати и советы по устранению проблем
Общие характеристики материала REC Relax на основе PETG
Механические характеристики
Основные преимущества PETG (REC Relax):
Проще говоря, преимуществ материала больше, чем недостатков, и изготовление изделий из PETG при правильно подобранных настройках 3D-печати не доставит трудностей. Поэтому наш материал получил название Relax.
Обладая лучшей ударной вязкостью, чем акрил, и более низкой стоимостью, чем поликарбонат, PETG пользуется популярностью в различных отраслях и зачастую служит выбором для производства сложных изделий.
Сферы применения включают производство как прототипов, так и конечных изделий: корпусов приборов, защитных кожухов, емкостей различного назначения, деталей механизмов, детских игрушек, функциональных изделий для размещения на улице и многого другого.
Температура размягчения PETG составляет 80°С градусов — ниже, чем у ABS-пластика (105°С), но выше, чем у PLA-пластика (55°С). В большинстве климатических зон это позволяет использовать изделия из PETG вне помещений без деформаций от солнечного нагрева.
Настройки 3D-печати PETG (REC Relax)
Во избежание сколов рекомендуется наносить на стекло клей или скотч, а также выставлять правильный зазор между стеклом и соплом. Если для ABS и PLA зазор между стеклом и соплом требуется минимальный, то по многим рекомендациям для PETG необходимо немного увеличить зазор.
Постобработка PETG
Материал неплохо поддается механической обработке, например шлифованию или сверлению. Для сглаживания поверхностей, придания глянца или склеивания отдельных частей можно использовать дихлорэтан или дихлорметан. Не забывайте, что эти растворители весьма токсичны и летучи, а потому требуют соблюдения техники безопасности. Покраске PETG поддается с трудом, но при желании материал можно обработать грунтовкой, а затем покрасить.
Хранение PETG (REC Relax )
PETG достаточно гигроскопичен, и его хранение зависит от климатических условий вашего региона. Если вы используете пластик в условиях влажного климата, то при неправильном хранении материал может впитывать влагу из воздуха. Чтобы избежать чрезмерного набора влаги, материал следует хранить в прохладном сухом месте. Точка росы для безопасного хранения PETG пластика должна быть ниже нуля. Самый простой и при этом весьма эффективный способ — это хранение филамента в герметичных пакетах с силикагелем. Наши катушки поставляются в вакуумной упаковке, но после вскрытия катушку можно поместить в обычный или вакуумный Zip-пакет подходящего размера с пакетиком влагопоглотителя внутри, предварительно выжав или откачав из пакета побольше воздуха. Также для хранения можно использовать жесткие герметичные боксы или просто плотно закрывающиеся контейнеры с силикагелем. Статью про хранение пластика можно прочитать здесь.
Сушка PETG ( REC Relax )
Лучший вариант — не давать филаменту набирать влагу вообще, но на практике это почти нереализуемо. Значит, перед 3D-печатью желательно подстраховаться и просушить пластик.
Как понять, что пластик отсырел? 3D-печать может сопровождаться характерными щелчками лопающихся пузырьков, укладка может быть неравномерной, на поверхностях изделий могут появляться всевозможные дефекты. Все это, как правило, сопровождается снижением межслойной адгезии, а нередко и изменением механических свойств самого материала, например прочности. Чем больше в пластике влаги, тем больше он теряет прочность при 3D-печати, а если влаги очень много, то это становится уже видно невооруженным глазом (пропуски, пузырьки и так далее), при этом прочность падает уже разительно.
PETG можно высушить несколькими способами. Самые популярные — это сушка в электрическом духовом шкафу, фруктосушилке, специализированной сушилке для филамента, в закрытой камере 3D-принтера. Многие пользователи даже сушат пластики на батареях отопления. Профессиональные студии 3D-печати и крупные производства обычно используют специализированные cушильные шкафы.
Мы рекомендуем использовать для просушки филамента специализированные сушилки пластика для 3D-печати или же фруктосушилки, как более дешевый вариант. Сами катушки под брендом REC сделаны из ударопрочного поликарбоната, выдерживающего продолжительное нагревание до 130°C.
Наши испытания PETG ( REC Relax )
Мы очень ответственно относимся к производству филаментов и проводим множество испытаний для проверки качества производимых материалов. Результаты испытаний доступны по ссылкам ниже.
Испытание:
*Все испытания проводились на 3D-печатных образцах с толщиной слоя 0,2 мм.
Безопасность PETG
Все материалы для 3D-печати, производимые нашей компанией, имеют сертификаты безопасности. С сертификатом безопасности на REC Relax (PETG) можно ознакомиться по этой ссылке.