Als het gaat om 3D-geprinte objecten, spelen de gebruikte materialen een cruciale rol bij het bepalen van de duurzaamheid van het eindproduct. Een uitdaging van 3D-printen is de impact van ultraviolette (UV) straling op geprinte objecten, wat kan leiden tot degradatie en verlies van structurele integriteit. Dit artikel onderzoekt verschillende soorten 3D-printmaterialen voor uw volgende project. Zo kunt u ervoor zorgen dat uw 3D-prints de tand des tijds zullen doorstaan.
PLA (Polymelkzuur)
PLA is een thermoplast die is gemaakt van hernieuwbare bronnen zoals maïszetmeel of suikerriet. Het wordt veel gebruikt in 3D-printen vanwege het gemak van printen en de milieuvriendelijke eigenschappen.
Reguliere PLA heeft een relatief lage weerstand tegen UV-straling. Als gevolg hiervan kan het broos worden wanneer het gedurende een lange periode aan zonlicht wordt blootgesteld. Voor de meeste binnentoepassingen, zoals woningdecoratie, werkt PLA uitstekend. Maar PLA is mogelijk niet ideaal voor buitentoepassingen, zoals beugels of armaturen .
Binnenshuis duurt het lang voordat PLA het punt van verkleuring of degradatie bereikt. We hebben het over jaren. Maar als u het buiten wilt gebruiken, zijn er genoeg PLA-filamenten met UV-bestendige additieven. NX-2 (Extrudr) en AlfaPro (Filoalfa) zijn geweldige voorbeelden. Deze materialen kunnen de levensduur van uw 3D-prints aanzienlijk verlengen.
PLA-filament is een perfect materiaal voor binnentoepassingen zoals:
- Decoratieve objecten zoals vazen
- Kantoorartikelen: etui's en organizers
- Sculpturen
- Muurdecoratie
- Speelgoed
PETG (Polyethyleentereftalaatglycol)
PETG is een populair materiaal voor 3D-printen. Het biedt uitstekende mechanische eigenschappen, printgemak en betere UV-bestendigheid. Het is een aangepaste versie van PET, met glycol toegevoegd aan de mix, wat de printbaarheid verbetert en broosheid vermindert.
De chemische structuur van PETG maakt het beter bestand tegen de schadelijke effecten van UV-straling dan 3D-printmaterialen, zoals PLA. Het staat ook bekend om zijn slagvastheid, duurzaamheid en recyclebaarheid.
Hoewel PETG een betere UV-bestendigheid biedt dan PLA, zijn er mogelijk betere oplossingen voor buitentoepassingen.
PETG-filament is een uitstekend materiaal voor toepassingen zoals:
- Functionele onderdelen
- Tuingereedschap
- Beschermende hoesjes
- Cosplay
- Apparatuurhouders
Acrylonitril-styreenacrylaat (ASA)
ASA is een thermoplast die algemeen bekend staat om zijn bestendigheid tegen UV-straling. Dit maakt het een ideaal materiaal voor buitentoepassingen waarbij het geprinte object gedurende langere tijd aan zonlicht wordt blootgesteld.
ASA deelt verschillende eigenschappen met PETG, zoals flexibiliteit, chemische en impactbestendigheid. Echter, een belangrijk voordeel van ASA vergeleken met PETG is de superieure UV-bestendigheid. Dit maakt het een geschiktere optie voor buitentoepassingen en blootstelling aan zonlicht.
ASA heeft een lagere dichtheid, wat resulteert in een iets lagere gewicht-sterkte- en stijfheidsverhouding. Dit betekent dat het een lichtere optie is zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties. Het heeft ook een hogere hittebestendigheid dan PETG.
Toch kleven er ook enkele nadelen aan het gebruik van ASA als 3D-printmateriaal:
- Potentieel giftige dampen. Tijdens het printproces kan ASA-filament dampen afgeven die schadelijk kunnen zijn. Het is cruciaal om te zorgen voor goede ventilatie bij het werken met ASA.
- Problemen met kromtrekken: Hoewel ASA minder vatbaar is voor kromtrekken dan ABS, kan dit probleem nog steeds optreden. Goede bedhechting, printen in een behuizing en een lage ventilatorsnelheid zijn nodig om kromtrekken te minimaliseren.
- De productie van ASA en ABS omvat het gebruik van van aardolie afgeleide chemicaliën. Deze grondstoffen hebben een ongelukkige negatieve impact op het milieu.
ASA is een uitstekend materiaal voor:
- Functionele onderdelen (zoals lichtgewicht handgrepen)
- Tuinplantenbakken
- Buitengereedschappen
- Camerabehuizingen
Nylon
Nylon is een technisch 3D-printmateriaal dat populair is vanwege zijn sterkte, flexibiliteit en weerstand tegen slijtage. Een van de belangrijkste voordelen is zijn natuurlijke weerstand tegen ultraviolette (UV) straling.
Nylon is ideaal voor buitentoepassingen, waarbij geprinte objecten worden blootgesteld aan slecht weer en zonlicht. Het materiaal behoudt zijn mechanische eigenschappen en uiterlijk ondanks langdurige blootstelling aan UV. 3D-geprinte objecten die zijn gemaakt met nylon, worden dus niet broos, verkleuren niet en verliezen hun structurele integriteit niet wanneer ze worden blootgesteld aan zonlicht.
Er zijn enkele uitdagingen bij het printen met nylon:
- Nylon 6, 6/6 en 12 zijn allemaal hygroscopisch, wat betekent dat het vocht uit de lucht absorbeert, wat leidt tot slechte afdrukkwaliteit en zwakke onderdelen. Het is essentieel om het materiaal op te slaan in een vochtgecontroleerde/luchtdichte doos of af en toe een filamentdroger te gebruiken.
- Nylon heeft de neiging om te kromtrekken of van het printbed af te komen tijdens het printen, wat printfouten veroorzaakt. Zorgen voor een goede bedhechting en hulpmiddelen zoals lijmstiften, schilderstape of gespecialiseerde printoppervlakken kunnen helpen.
Ondanks deze uitdagingen biedt nylon uitstekende sterkte, flexibiliteit en chemische bestendigheid. Hierdoor is het een waardevol materiaal voor verschillende toepassingen, mits het goed wordt beheerd.
Enkele typische toepassingen van nylon zijn:
- Functionele prototypes en tooling
- Tandwielen en lagers
- Hitteschilden
- Kledingaccessoires
Polycarbonaat
Polycarbonaat (PC) is een technisch thermoplastisch polymeer. Het biedt een combinatie van sterkte, duurzaamheid en UV-bestendigheid, waardoor het een go-to-materiaal is voor verschillende buiten- en zonlicht-blootgestelde toepassingen.
Polycarbonaat kan hoge temperaturen weerstaan. Daarom is het een uitstekende keuze voor 3D-printprojecten die materialen met een goede hittebestendigheid vereisen. Het staat ook bekend om zijn transparantie en lichtdoorlatende eigenschappen, wat handig kan zijn in toepassingen zoals lichtkappen of lenzen.
Polycarbonaat is net als nylon een uitdagend materiaal om te 3D-printen. Om succesvol met dit materiaal te printen, moet u rekening houden met hoge nozzle- en bedtemperaturen, lage printsnelheden en het handhaven van een afgesloten bouwruimte met gecontroleerde temperaturen. Ook is een goede opslag cruciaal, omdat het hygroscopisch is en in een vochtvrije omgeving moet worden bewaard.
Polycarbonaat is ideaal voor 3D-printtoepassingen zoals:
- Exterieur auto-onderdelen
- Kanalen en beugels
- Drone- en RC-voertuigframes
- Beschermende uitrusting
- Tandwielen en lagers
Samenvattend hebben UV-bestendige 3D-printmaterialen zoals PLA, PETG, ASA, nylon en polycarbonaat een wereld aan mogelijkheden geopend voor het creëren van duurzame, duurzame objecten. Door het juiste materiaal voor uw project te selecteren, kunt u ervoor zorgen dat uw 3D-geprinte items sterk en intact blijven in de loop van de tijd. Naarmate de technologie en materiaalkunde vorderen, verwachten we nog meer innovatieve materialen en toepassingen voor 3D-printen, waardoor de horizon van dit snelgroeiende veld wordt verbreed.
Referenties: