Materiały podporowe do druku 3D w technologii FDM: różne rodzaje, różne wymagania i różne możliwości

Materiały podporowe do druku 3D w technologii FDM: różne rodzaje, różne wymagania i różne możliwości

Podpory są frustrującą, ale jednocześnie niezbędną częścią drukowania 3D w technologii FDM. Zaoszczędź swój czas oraz nerwy, wybierając odpowiedni filament podporowy dla swojego projektu.

Filament podporowy – wyjaśnienie

Kreatywność dzięki strukturom wsparcia
Tworzenie kreatywnych struktur podporowych. Źródło: 3D HUBS

druku 3D w technologii FDMkonstrukcje nośne nazywane podporami, są konieczne, gdy druk posiada nawisy lub elementy ,,zawieszone w powietrzu”. Podpory pozwalają na udane drukowanie skomplikowanych kształtów, poprzez podparcie drukowanych fragmentów wydruku, które w innym przypadku nie miałyby szansy na pomyślne wydrukowanie się.

Materiał podporowy, to po prostu materiał z którego drukowane są podpory. Różne materiały, oferują różne proporcje między ceną, łatwością użytkowania i jakością druku.

Przyjrzyjmy się dostępnym opcjom:

Opcja podstawowa: jeden filament do druku modeli i druku podpór

Czyszczenie podpór materiału budowlanego za pomocą noża X-Acto.
Czyszczenie podpór za pomocą noża X-Acto. Źródło: Ultimaker

Najprostszym, najczęściej używanym materiałem podporowym, jest po prostu ten sam filament, z którego drukowany jest Twój model. Dzieje się tak, ponieważ wiele drukarek 3D, to urządzenia z jednym ekstruderem, które mogą drukować tylko jeden materiał na raz, co uniemożliwia użycie dedykowanego materiału podporowego.

Filamenty takie jak PLA, ABS, czy PET-G, są nie tylko bardziej dostępne, ale również tańsze niż dedykowane materiały podporowe. 

Podpory z tego samego filamentu, gwarantują także lepsze przyleganie do modelu, ponieważ są wykonane z tego samego materiału. Ta przyczepność ma swoje plusy i minusy: wydruki są mniej podatne na błędy, ale usunięcie podpór będzie wymagało więcej wysiłku i da gorszą jakość powierzchni. Jak pokazano powyżej, użycie noża X-Acto lub papieru ściernego może być konieczne, aby uzyskać gładką powierzchnię modelu po usunięciu podpór.

Jeśli chcesz zagwarantować dobrą przyczepność podpór do modelu, zaoszczędzić trochę pieniędzy i jednocześnie nie przeszkadza Ci żmudne usuwanie podpór oraz utrata jakości, podpory z tego samego filamentu, z którego drukujemy model będą dobrym rozwiązaniem, a jeśli masz drukarkę 3D z pojedynczym ekstruderem, jest to w zasadzie jedyna opcja jaką masz.

Plusy:

  • Działa na drukarkach 3D z pojedynczym ekstruderem
  • Często bardziej ekonomiczne, niż typowe filamenty podporowe
  • Kompatybilność materiałowa nie jest problemem

Minusy:

  • Gorsza jakość powierzchni
  • Usunięcie podpór może być kłopotliwe

Szybsza opcja: filament podporowy typu breakaway

Usunięto wsporniki Ultimaker Breakaway.
 Ultimaker Breakaway. Źródło: Ultimaker

Podpory wyłamywane, działają podobnie jak podpory wydrukowane z tego samego filamentu, z którego drukujemy nasz model, ale ponieważ są z innego materiału, są mniej skłonne do nadmiernego przylegania do Twoich wydruków. Oznacza to, że te same struktury wsporcze wydrukowane z filamentów typu breakaway, będą znacznie łatwiejsze do usunięcia i pozostawią znacznie czystsze powierzchnie (zdjęcie powyżej).

Podpory, które uzyskamy drukując z filamentów typu breakaway nie są jednak idealne. Problemem jest kompatybilność materiałowa, jak to często bywa w przypadku druku 3D z wielu materiałów, ponieważ materiał podporowy może nie przylegać prawidłowo do wszystkich materiałów konstrukcyjnych. Dostępność tych filamentów, to kolejny ich minus. Dostępne opcje obejmują jedynie kilka materiałów: materiały Breakaway z serii PRO firmy Matterhacker,  Ultimaker’s Breakaway oraz materiały E3D Scaffold (również rozpuszczalne w wodzie) i Scaffold Snap (tylko typu breakaway).

Jeśli szukasz materiału podporowego, który szybko się odrywa i pozostawia czyste wykończenie powierzchni, filament podporowy typu breakaway jest dla Ciebie.

Plusy:

  • Szybkie i czyste usuwanie podpór

Minusy:

  • Ważna jest kompatybilność materiałowa
  • Słaba dostępność
  • Działa tylko na drukarkach 3D, posiadających więcej niż jeden ekstruder

Najlepsza jakość: rozpuszczalne podpory

Złożone geometrie nie mogą się równać z rozpuszczalnym materiałem podporowym!
Źródło: airwolf3d.com

Rozpuszczalne materiały podporowe zapewniają najlepszą możliwą jakość powierzchni. Zamiast konieczności ręcznego usuwania, rozpuszczalne podpory po prostu rozpuszczają się, pozostawiając czyste, nienaruszone powierzchnie. Pozwala to na gęste, solidne podpory zapewniające optymalną dokładność wymiarową, a także złożone geometrie, do których mogą dotrzeć rozpuszczalniki. Ruchome zespoły, takie jak żyroskop poniżej, często korzystają z tak gęstych podpór i czystego usuwania.

Filamenty te mają jednak dość wysoką cenę i są zwykle trudniejsze w drukowaniu, a nawet w przechowywaniu. Najpopularniejszy materiał rozpuszczalny w wodzie, PVA , jest wyjątkowo higroskopijny, co oznacza, że ​​ulega degradacji pod wpływem wilgoci. Właściwe przechowywanie filamentu jest koniecznością. Problemem jest również kompatybilność materiałowa, ponieważ żaden pojedynczy rozpuszczalny materiał nie działa dobrze ze wszystkimi filamentami, np. alternatywą dla PVA może być HIPS, który rozpuszcza się w limonenie. Wybierając rozpuszczalne materiały podporowe, pamiętaj, że ich rozpuszczenie, może zająć nawet godziny, co sprawia, że jest to zły wybór dla tych, którzy poszukują szybkich rozwiązań.

Jeśli szukasz najlepszej możliwej wydajności i jakości powierzchni, niezależnie od przechowywania filamentu, czasu rozpuszczania, a nawet potencjalnie szkodliwych chemikaliów, rozpuszczalne materiały podporowe są dla Ciebie.

Plusy:

  • Najczystsze usuwanie podpór i najlepsze wykończenie powierzchni
  • Możliwość podparcia złożonych konstrukcji (konstrukcje wewnętrzne, części ruchome)

Minusy:

  • Ważna jest kompatybilność materiałowa
  • Przechowywanie materiałów może być kłopotliwe
  • Czasy rozpuszczania są długie
  • Działa tylko na drukarkach 3D, z więcej niż z jednym ekstruderem

 

Czysty model, z usuniętymi wszystkimi podporami.
Czysty model, z usuniętymi wszystkimi podporami. Źródło: Ultimaker.

Źródło głównego zdjęcia: Prusa Printers

Źródło: All3DP