± 6 minut čtení
Víte, že průměrná šířka lidského vlasu je obvykle 50 až 100 mikrometrů (µm)?
Zhruba stejná je i velikost vláken, která se přidávají do 3D tiskových filamentů. Materiálů s příměsemi různých vláken je celá řada, a spojuje je jedna vlastnost: jsou abrazivní. U nás na e-shopu je řadíme do kategorie speciální filamenty a můžete si vybrat z celé řady různých druhů.
Abrazivní filamenty – co to znamená?
Abrazivní filamenty jsou ty, které při tisku nadměrně opotřebují trysku vaší 3D tiskárny. Obsahují totiž tvrdé částice, například uhlíková vlákna (carbon fiber), a skvěle se tak hodí pro pro tisk funkčních dílů, kdy oceníte extra pevnost a odolnost, kterou přinášejí. Pro jejich používání je však potřeba mít na tiskárně namontovanou trysku z tvrzené oceli (hardened steel), nebo její ekvivalent.
Uhlíková vlákna jsou většinou nasekaná na drobné trubičky, a tvoří typicky 10 až 30 % hmotnosti filamentu. Nejčastěji se setkáme s CF-15, nebo CF-20, tedy filamentem s patnácti či dvaceti procenty uhlíkových vláken, protože při větších koncentracích vzrůstá riziko, že vlákno bude příliš křehké a bude se lámat ještě na špulce.
Jaké jsou výhody filamentů s uhlíkovými a jinými vlákny?
Dá se říct, že pro každý druh materiálu se dá sehnat jeho carbon fiber verze. Máme tedy PLA-CF, PETG-CF, Nylon-CF (neboli PA-CF), ABS-CF, ASA-CF, PC-CF, ale i Flex-CF, nebo třeba PPS-CF a PEEK-CF. V případě PLA se jedná zejména o kosmetickou záležitost - výtisky mívají krásný matný texturovaný povrch. U ostatních materiálů uhlíková vlákna reálně přidávají na celkové pevnosti výtisku a soudržnosti vrstev. Zároveň také zaručují rozměrovou stabilitu, výplň ve filamentu totiž zamezuje deformaci výrobku během tisku (warping).
Mezi další podobné příměsi patří skelná vlákna (glass fiber) a také kevlarová vlákna (Aramid fiber). Zatímco uhlíková vlákna jsou lehká, jejich nevýhodou je křehkost. Kevlarová vlákna jsou naopak pružná a dodají filamentu odolnost proti nárazu a oděru. Skelná vlákna jsou vlastnostmi někde uprostřed, jejich hlavní výhodou má být lepší cena. Ta je v praxi ale srovnatelná s carbon fiber materiály, protože uhlíkových vláken se zkrátka vyrobí a prodá vetší množství.
Které všechny filamenty jsou abrazivní?
Zajímá vás, které filamenty jsou abrazivní a jak moc? Abrazivitu (česky brusnost) určuje velikost a povaha částic přimíchaných do daného polymeru. Kromě zmíněných příměsí existují také ESD filamenty plněné technickým uhlíkem, fosforescenční materiály, dřevěné a kovové, nebo třeba keramické, všechny tyto materiály se řadí mezi abrazivní.
Nejvíce abrazivní filamenty (obecné porovnání, může se lišit podle výrobce):
- materiály plněné kovovými částečkami (tungsten, ocel, bronz, měď)
- materiály s uhlíkovými a skelnými vlákny
- materiály s kamennými nebo keramickými částicemi
Středně abrazivní:
- aramid-fiber
- materiály svítící ve tmě (příměs samotná je silně abrazivní, ale používají se malé částečky, okolo 15 mikrometrů)
Lehce abrazivní:
- ESD filamenty
- materiály s většími třpytkami
- dřevěné filamenty (dřevitého vzhledu je dosaženo přidáním rozemletých pecek apod, nikoliv reálného dřeva)
__________
Zdroje obrázků:
- Cover: Nathan Builds Robots, https://www.youtube.com/watch?v=RLt9l6YxvHk&t=3s&pp=0gcJCU8JAYcqIYzv
- CNC Kitchen, https://www.cnckitchen.com/blog/how-much-abrasive-filaments-damage-your-nozzle
- Originální foto, in-house.