Se hai appena acquistato una stampante 3D FDM, sei quasi pronto per iniziare a stampare, hai solo bisogno del filamento, ovvero del materiale con il quale stampare. Il filamento per stampanti 3D viene semplicemente fuso ad una certa temperatura ed estruso sul piatto in modo da creare l'oggetto finale. Ma qual è il filamento migliore per te?
Cos'è il filamento per stampante 3D?
I filamenti sono forniti su bobine così da rendenerli facilmente caricabili nella stampante 3D; sono materiali plastici simili agli spaghetti e vengono trascinati da una puleggia che li spinge nell'estrusore il quele li fonde sul piano di stampa.
Esistono due filament principali in base alla sezione del filamento:
- Filamento da 1,75 mm: la dimensione di 1,75 mm è di gran lunga la più comune ed è il diametro del filamento più piccolo disponibile.
- Filamento da 2,85 mm: a volte indicato come filamento da 3 mm, non tanto in voga, tuttavia, alcune stampanti, comprese le stampanti BCN3D Sigma e la gamma di stampanti 3D Ultimaker(3, S3 e S5), utilizzano questo tipo di filamento.
Qual è il miglior filamento per stampante 3D?
Beh, dipende. Se sei un principiante della stampa 3D, allora il PLA è la soluzione migliore. Se stai cercando di stampare modelli con una sufficiente solidità (n.b. con una scarsa resistenza al calore a prodotto finito) di nmila colori, che si illuminano al buio, trasparenti o conduttivi, il PLA risponde a tutte queste domande.
Anche l'ABS e il PETG non sono male (n.b. più resistenti al calore sempre a prodotto finito) ma di più difficile settaggio per un prodotto finito.
Per coloro che desiderano stampare parti flessibili, esistono TPU, TPE ecc. Questi sono spiegati in modo più approfondito nella loro sezione sui filamenti flessibili all'interno di questa guida.
Per gli esperti, che desiderano stampare con i filamenti per stampanti 3D più resistenti, PC, nylon, fibra di carbonio o PEEK possono essere i più appropriati, anche se il loro costo aumenta.
Filamenti per hobbisti
PLA (Polylactic Acid)
- Temperatura di estrusione: 190-220 ° C
- Piatto riscaldato: opzionale a 40-60 ° C
- Camera riscaldata: non necessaria
- Temperatura di transizione vetrosa: 60-65 ° C
Probabilmente il filamento più utilizzato dai makers di tutto il mondo, il PLA è un prodotto del movimento RepRap, il co-creatore Vik Olliver scopre il potenziale del materiale per la stampa 3D mentre cerca di portare alla luce un buon filamento per le prime macchine RepRap.
15 anni dopo, il PLA viene utilizzato da milioni di persone in tutto il mondo su tutti i tipi di modelli ed è noto per essere un filamento molto economico oltre ad essere biodegradabile.
A differenza dell'ABS, il PLA non richiede un piatto riscaldato, consiglio comunque di riscaldarlo (io lo porto a 50 °C) per avere un risultato migliore, e non c'è bisogno di una camera riscaldata o di un'area chiusa.
Mentre i filamenti per stampanti 3D come ABS e ASA sono fatti di composti plastici, il PLA è ottenuto da colture rinnovabili e biodegradabili come l'amido di mais.
Questo rende il PLA il favorito indiscusso dell'eco-friendly, ciò significa che durante la stampa non c'è nessun cattivo odore o emanazione di fumi tossici.
Il PLA è anche abbastanza facile da stampare, poiché non si "warpa" e raramente crea problemi che causano il fail di una stampa.
Può "stringare", ma se ciò si verifica può essere ridotto al minimo ottimizzando le impostazioni dello slicer 3D.
Le miscele comuni includono filamenti di legno, PLA in rame e filamenti in fibra di carbonio, c'è persino PLA visibile al buio. Tuttavia, il PLA fonde a temperature molto più basse rispetto ai filamenti come l'ABS, rendendo le parti in PLA molto meno adatte alle applicazioni ad alta temperatura (vedi oggetti da tenere in macchina durante l'estate).
Il PLA è anche fragile e, se viene esercitata una pressione sufficiente, può rompersi.
Non può essere trattato con acetone come l'ABS, sebbene sia molto facile dipingere le parti finite o incollare più parti fatte di PLA.
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
- Temperatura di estrusione: 220-250 ° C
- Piatto riscaldato: temperatura richiesta, consigliata 95-110 ° C
- Camera riscaldata: altamente consigliato
- Temperatura di transizione vetrosa: circa 105 ° C
L'ABS è uno dei due filamenti per stampanti 3D più comunemente utilizzati nonché uno dei primi ad essere utilizzato a livello industriale.
L'ABS è noto per avere buone proprietà meccaniche, essendo resistente agli urti e generalmente durevole.
È anche economico e di conseguenza è comunemente usato per la prototipazione rapida.
Oltre ad essere uno dei filamenti per stampanti 3D più utilizzati, è anche uno dei più versatili, disponibile in molti colori e dimensioni, puoi persino acquistare ABS trasparente per poi dipingerlo dopo la stampa.
L'ABS ha anche una buona resistenza al calore, con una temperatura di transizione vetrosa di circa 105 ° C, molto più alta dei filamenti come il PLA (60-65 ° C).
Il filamento ABS richiede un piatto riscaldato e preferibilmente una camera riscaldata, quindi le stampanti 3D RepRap e i kit per stampanti 3D potrebbero risultare problematici.
Senza una camera riscaldata, l'ABS può deformarsi, per esempio tirare verso l'alto agli angoli e conseguentemente potrebbe "scollare" i vari layer.
Può anche avere un cattivo odore durante la stampa, con odori pungenti che possono causare nausea, quindi è meglio stampare in l'ABS in una stanza a se stante.
Tuttavia, per il prezzo non ci sono filamenti più resistenti o filamenti più durevoli dell'ABS. Il nylon è resistente ma più costoso e il PEEK è più di 10 volte costoso.
Pertanto, l'ABS è perfetto per chiunque desideri creare parti robuste e di alta qualità senza spendere troppo, ma con le dovute precauzioni.
Filamento PETG (Polyethylene Terephthalate con Glycol aggiunto)
- Temperatura di stampa 3D: 230-250 ° C
- Piatto riscaldato: opzionale ma consigliato, a 75-90 ° C
- Temperatura di transizione vetrosa: circa 80 ° C
Il PETG è PET con glicole aggiunto per migliorare le sue caratteristiche di stampa 3D.
Il PET è ampiamente utilizzato per realizzare bottiglie d'acqua e nello stampaggio a iniezione, con l'aggiunta di glicole per renderlo meno fragile e migliorare la resistenza agli urti e la durata.
I principali vantaggi del filamento PETG sono che ha una buona resistenza agli urti e ottime caratteristiche termiche, ma senza i problemi di deformazione dell'ABS o fragilità del PLA.
Per questi motivi, il PETG è considerato una terza opzione per coloro che vogliono un compromeeso tra PLA e ABS,per questo sta diventando un filamento sempre più popolare.
Uno dei vantaggi del PETG è l'ottima adesione durante la stampa 3D.
La sua naturale viscosità crea un'ottima adesione, creando oggetti resistenti e durevoli, questo rende PETG uno dei migliori filamenti per stampanti 3D soprattutto per quegli oggetti che presentano lati lunghi e sottili che sono trasformano in un incubo l'ABS.
Tuttavia, la superficie più morbida del PETG lo rende soggetto a usura da graffi e quindi non è un materiale ideale per applicazioni che comportano un uso intenso o che devono mantenere una certa finitura superficiale.
Inoltre, l'ottima adesione dello del PETG ha alcuni aspetti negativi.
Si attacca così bene che si sconsiglia la stampa di supporti.
Per questo motivo, il PETG è un'opzione adatta a una stampa 3D a doppio estrusore abbinato per la stampa di un filamento di supporto al PVA o al PLA.
Bisogna fare attenzione allo "stringing" e impostare bene lo slicer.
Filamento di nylon (Polyamide)
- Temperatura di stampa 3D: 220-260 ° C, generalmente circa 250 ° C
- Temperatura del piatto: 70-90 ° C, ma alcuni vanno a 100 ° C +
- Il nylon richiede una camera riscaldata: sì
Il nylon è una forma di poliammide, noto per essere molto duro, resistente al calore e agli urti e difficile da graffiare o consumare.
Di conseguenza, non solo il filamento di nylon viene utilizzato in tanti progetti dai makers, ma viene utilizzato pesantemente anche nella stampa 3D industriale per la prototipazione rapida.
La polvere di nylon PA12 viene utilizzata anche nelle stampanti 3D SLS e in MJF.
Il nylon è più costoso dei filamenti cosiddetti "di consumo" come il PLA.
Esistono diversi tipi di filamenti di nylon, tra cui NylonX, che è mescolato con fibra di carbonio, e NylonG, che è mescolato con fibre di vetro.
Entrambe le miscele conferiscono al nylon una maggiore resistenza aumentando il loro prezzo rispetto al nylon standard.
Il nylon è considerato più resistente persino dell'ABS, a causa della sua maggiore resistenza agli urti dovuta alla sua flessibilità.
A differenza dell'ABS, inoltre, non crea cattivi odori durante la stampa 3D.
Viene utilizzato principalmente per la sua fantastica forza, resistenza agli urti e flessibilità.
Avrai assolutamente bisogno di un piatto riscaldato e di una camera riscaldata per stampare il filamento.
Senza queste aggiunte, il nylon si deformerà e le parti saranno rese inutilizzabili.
Pertanto, utilizzare un piatto riscaldato a una temperatura compresa tra 70 e 90 ° C, nonché una camera riscaldata per mantenere una temperatura costante, prevenendo ulteriormente l'arricciamento o la deformazione.
Inoltre bisognerà utilizzare la superficie trattata con un adesivo come la colla stick, o fogli PEI o nastro Kapton.
Mantieni impostazioni di stampa precise per assicurarti che la stampa non si deformi e fallisca.
Il nylon è anche molto igroscopico e richiede una conservazione ermetica in un luogo asciutto o le sue caratteristiche di stampa 3D peggioreranno drasticamente.
Filamenti flessibili
TPU, TPE, TPC
- Temperatura estrusore consigliata: 220-260 ° C a seconda del tipo di filamento flessibile
- Piatto riscaldato: opzionale, temperatura consigliata 40-60 ° C
TPE - o elastomeri termoplastici - mescolano plastica e gomma insieme per creare questo tipo speciale di filamento flessibile.
Questi filamenti sono flessibili ed elastici, molto più di altri filamenti flessibili per stampanti 3D come il PP.
Quindi sono usati comunemente per stampare in 3D pneumatici per auto, elastici e anche nell'industria della moda.
Esistono diversi tipi di TPE, il più popolare è il TPU (poliuretano termoplastico).
Questi filamenti flessibili sono ottimi per assorbire gli urti e per smorzare le vibrazioni.
Hanno anche ottime proprietà di resistenza al calore, rendendo TPU e altri filamenti flessibili perfetti per creare strumenti meno rigidi in grado di resistere alle alte temperature.
Quando si stampa con TPE o TPU, noterai che ha caratteristiche abbastanza simili al PLA.
Tuttavia, il TPE può essere difficile da stampare ed è necessario prestare molta attenzione alle impostazioni di stampa dello slicer.
TPU e altri flessibili sono anche soggetti a piccole imperfezioni sui modelli stampati a causa dello "stringing".
Inoltre, è necessario prestare particolare attenzione se si utilizza un estrusore Bowden, poiché le lunghezze di alimentazione maggiori possono creare inceppamenti.
Poiché i flessibili richiedono impostazioni molto precise si consiglia di stampare questi filamenti più morbidi a una velocità minore, di solito a 20-30 mm / s.
Filamenti di supporto
PVA (Polyvinyl Alcohol)
Il PVA è probabilmente meglio conosciuto per la sua capacità di essere sciolto dall'acqua, ed è quindi spesso usato come materiale di supporto in stampe geometricamente complesse insieme al PLA.
Viene utilizzato con il PLA poiché i due materiali condividono punti di fusione e caratteristiche di stampa simili.
È perfetto per queste stampe in quanto la sua solubilità significa che se si lascia in acqua una stampa un'intera notte rimuoverà completamente i supporti in PVA, senza lasciare tracce o macchie che altrimenti altererebbero la qualità della stampa.
Se necessario, il PVA può essere utilizzato anche per stampare modelli, anziché solo come filamento di supporto.
Tuttavia, non è l'ideale per questo scopo, in quanto come il PC assorbe l'umidità dall'aria e qualsiasi contatto con l'acqua lo rovinerà.
Richiede quindi che il filamento sia in una confezione ermetica e protetta per non rovinarlo.
Inoltre, il PVA può ostruire l'ugello durante la stampa se lasciato caldo senza estruderlo.
È anche costoso, il che può essere ostacolo al suo acquisto.
HIPS (High Impact Polystyrene)
- Temperatura estrusore consigliata: 230-245 ° C
- Piatto riscaldato: temperatura richiesta, consigliata 110-115 ° C
L'HIPS è un materiale solubile utilizzato principalmente come materiale di supporto durante la stampa con ABS.
Il vantaggio principale dell'utilizzo dell'HIPS con l'ABS è che dopo la stampa, lascia semplicemente il tuo modello in Limonene, ei supporti si dissolveranno e ti lasceranno un modello non macchiato senza segni di supporti o imperfezioni.
Avendo proprietà simili all'ABS, è perfetto per l'uso a doppio estrusore, il suo peso leggero lo rende adatto a parti in cui l'obiettivo è la riduzione del peso.
Inoltre, l'HIPS è economico e, sebbene solubile in limonene, è comunque resistente all'acqua.
È più resistente del polistirolo standard e possiede buone caratteristiche meccaniche e di resistenza, che ne consentono l'utilizzo in insegne di plastica e display per punti vendita.
Tuttavia, come con l'ABS, HIPS richiede l'uso di un piatto riscaldato con temperature elevate insieme a una camera riscaldata e con ventilazione.
Il filamento HIPS può deformarsi, quindi è necessario un attento monitoraggio della temperatura per evitare strati visibili e ruvidi.
Allo stesso modo, come con l'ABS emana forti fumi e intasa l'ugello della stampante.
Filamenti compositi
Filamenti di legno
- Temperatura dell'estrusore: 180-220 ° C
- Temperatura del piatto riscaldato: 40-60 ° C opzionale
- Hai bisogno di una camera riscaldata? No.
Sviluppi relativamente nuovi nella stampa 3D hanno reso possibile stampare modelli in legno ben rifiniti anche sulle stampanti più economiche!
Questi filamenti di legno sono in genere un mix di 70% PLA e 30% di elementi in legno, come pino, bambù e altri legni.
Ciò conferisce un'autentica lucentezza del legno ai tuoi modelli, permettendoti di creare modelli precisi che molto realistici.
Oltre a scegliere il tipo di legno come pino o betulla, puoi personalizzare la tua finitura in legno preferita durante la stampa.
Temperature più alte coloreranno il legno di una tonalità più scura, con temperature più basse il contrario.
Fare attenzione però alle temperature troppo alte: il legno è infiammabile.
Poiché si tratta principalmente di PLA, i filamenti di legno si possono stampare a basse temperature e con relativa facilità, quindi anche le stampanti economiche non dovrebbero avere troppi problemi.
Dopo la stampa, puoi rifinire, colorare e lucidare le tue stampe.
Filamenti metallici
- Temperatura dell'estrusore: 190-220 ° C
- Piatto riscaldato: opzionale, a 40-60 ° C
Quando diciamo filamenti di metallo, non intendiamo la stampa 3D di parti metalliche solide come fanno le stampanti 3D industriali.
I filamenti metallici utilizzano una percentuale di polveri metalliche miscelate con filamenti standard come il PLA.
I metalli più comunemente usati sono acciaio inossidabile, bronzo e rame.
Tuttavia, assicurati che stai effettivamente acquistando un filamento con polvere di metallo, piuttosto che un filamento di colore metallico.
I filamenti con percentuale di metallo sono principalmente una scelta estetica, creando parti simil-metalliche che possono sembrare vere statue di bronzo o oggetti per cosplay.
Sono facilmente stampabili anche su stampanti economiche, ma dovresti passare a un ugello in acciaio temprato per evitare che i filamenti compositi usurino ripetutamente i tuoi ugelli in ottone.
Filamento per stampante 3D riempito in fibra di carbonio
- Temperatura estrusore consigliata: dipende dal materiale principale.
I filamenti miscelati con fibra di carbonio contengono fibre infuse nel filamento originale, come PLA o ABS, per conferirgli maggiore resistenza e robustezza.
Esistono altri filamenti caricati in fibra di carbonio, come PETG, nylon e PC.
Queste fibre daranno resistenza all'oggetto stampato, mantenendo la loro forma nel tempo (poiché le fibre prevengono il restringimento) e, soprattutto, saranno più leggere.
Tuttavia, l'uso di queste fibre di carbonio all'interno dei filamenti può aumentare la possibilità che l'ugello della stampante si ostruisca durante la stampa.
Inoltre, il filamento stesso non è adatto a tutte le stampanti a causa delle sue proprietà e tenacità: le stampanti 3D RepRap di base o le stampanti 3D economiche potrebbero risentirne.
Infine, il filamento diventa leggermente più fragile con la sua maggiore resistenza, che potrebbe non essere sempre l'ideale.
Filamenti di vetro
- Temperatura dell'estrusore in vetro PLA: 180-220 ° C, piatto riscaldato opzionale a 40 ° C +
- Temperatura dell'estrusore in nylon / nylonG di vetro: 260-280 ° C, piatto riscaldato a 60-75 ° C
Forse considerato fragile da chi conosce solo il vetro delle finestre o i bicchieri che si rompono quando cadono sul pavimento.
Le fibre di vetro forniscono un'eccellente resistenza e durata. Vengono aggiunte ai filamenti standard per migliorare notevolmente la loro resistenza per la prototipazione e altri usi industriali.
I filamenti compositi in vetro PLA possono essere resi il 50% più resistenti e 2x meno flessibili.
Il PLA è generalmente fragile, ma con il vetro offre maggiore flessibilità riducendo le possibilità di rompersi.
Anche il nylonG, o i compositi di vetro di nylon, sono rinforzati e non perdono la flessibilità del nylon, vengono utilizzati nell'industria per la prototipazione industriale ad alta resistenza.
Filamenti per stampanti 3D più professionali e industriali
Filamento PC (Polycarbonate)
- Temperatura di stampa 3D: 260-310 ° C
- Temperatura del piatto riscaldato: almeno 90 ° C, consigliata 120 ° C +
- Hai bisogno di una camera riscaldata per stampare in 3D il policarbonato? Sì.
- Temperatura di transizione vetrosa del policarbonato: 150 ° C
Il filamento in policarbonato è estremamente resistente, può sopportare impatti potenti e resistere a temperature molto elevate.
Ha anche una finitura trasparente.
Il PC è anche leggero, il che lo rende ideale per i prodotti che devono essere abbastanza resistenti anche al calore e alla luce.
Molto utilizzato nelle applicazioni ingegneristiche, così come per la stampa 3D di occhiali da sole e abbigliamento antisommossa.
Un'altra qualità interessante del policarbonato è che non è strettamente rigido ma leggermente flessibile, il che significa che può muoversi in modo flessibile senza spezzarsi o rompersi con un'elevata resistenza alla trazione.
Ciò lo rende utile nelle aree in cui la flessibilità è una necessità. Inoltre, la capacità del PC di mantenere la sua struttura fino a circa 150 ° C lo rende ideale per l'uso in presenza di alte temperature.
Tuttavia, a causa di queste forti proprietà termiche, sono necessarie temperature molto elevate per stampare il filamento.
Poiché è difficile impedire il rapido raffreddamento ad alte temperature, il PC è molto incline a deformazioni (da piccole variazioni di temperatura, o in caso di raffreddamento eccessivo) quindi richiede una camera di raffreddamento specializzata con piatto riscaldato.
Il policarbonato è anche molto igroscopico e se non conservato correttamente si deteriora in quanto assorbe l'umidità dall'aria.
ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate)
- Temperatura estrusore consigliata: 235-255 ° C.
- Piatto riscaldato: temperatura richiesta, consigliata 80-90 ° C.
L'ASA è molto simile in termini di proprietà all'ABS, ed è stato sviluppato per essere una versione più resistente ai raggi UV poiché è realizzato con materiali leggermente diversi.
Questa migliore resistenza ai raggi UV significa che ha applicazioni in prodotti per esterni come gli occhiali da sole.
ASA è un filamento con una buona resistenza agli urti oltre ad essere resistente al calore e ai graffi.
Tuttavia, a causa del diverso materiale in gomma utilizzato per produrre l'ASA, è costoso.
Inoltre, questa nuova composizione del materiale significa che richiede un'elevata temperatura dell'estrusore con ventilazione consigliata per contrastare i fumi.
Un piatto riscaldato è altamente raccomandato per prevenire la deformazione che può essere imprevedibile.
PP (Polypropylene)
- Temperatura estrusore consigliata: 220-250 ° C
- Piatto riscaldato: 85-95 ° C
Il PP è un altro filamento semi flessibile come il PC ed è molto leggero.
Tuttavia, manca un pò della resistenza del PC e viene quindi utilizzato principalmente in applicazioni a bassa resistenza dove è necessaria la sua flessibilità, come nella produzione di corde, articoli di cancelleria e nei settori automobilistico e tessile.
È un materiale principalmente utilizzato nello stampaggio a iniezione.
Il PP è utile nella stampa 3D in quanto è sia resistente agli urti che all'usura.
Tuttavia, il PP manca della resistenza necessaria e viene escluso per molte applicazioni del prodotto finale.
È anche soggetto a deformazioni durante la stampa ed è anche relativamente costoso.
Inoltre, se vuoi personalizzare il tuo modello dopo la stampa, il PP non è una buona opzione a causa della sua bassa solubilità per diversi coloranti.
Filamento PEEK (Poly Ether Etherketone)
- Temperatura di stampa 3D PEEK: 360-450 ° C
- Piatto riscaldato: 120-160 ° C
- Hai bisogno di una camera riscaldata quando stampi in 3D PEEK? Sì.
- Temperatura di transizione vetrosa PEEK: 143 ° C
Il PEEK è una plastica molto resistente che, a causa della sua fenomenale resistenza termica (fonde a 343 ° C), richiede temperature estremamente elevate per la stampa.
È un materiale industriale di alta qualità che offre la stessa resistenza in volume dell'acciaio, nonostante sia più leggero dell'80%.
Di conseguenza, PEEK sta assistendo a un maggiore utilizzo nelle parti aerospaziali e automobilistiche per risparmiare peso.
Oltre al suo utilizzo nell'industria aerospaziale, PEEK viene utilizzato nell'alta moda, così come nel settore medico per creare strumenti dentali, protesi e impianti come alternativa agli impianti metallici standard.
Questo perché il PEEK non reagisce all'acqua bollente o al vapore, rendendolo un filamento ideale per le aree in cui è richiesta la sterilizzazione.
Assolutamente non un filamento per stampanti 3D consumer, il PEEK è riservato ad applicazioni industriali, se in futuro i prezzi scendessero potrebbe vedere un uso a più basso profilo.
Piccole variazioni di temperatura possono creare imperfezioni nelle parti stampate in PEEK, quindi le condizioni devono essere mantenute molto stabili.
Inoltre, la maggior parte delle stampanti 3D standard non sono dotate di hot end in grado di stampare il PEEK, poiché non sono in grado di gestire le temperature richieste.