Dodano: 04 maj 2025

Odcinek 3: Materiały stosowane w druku 3D – właściwości i ograniczenia

Jednym z najczęściej popełnianych błędów przy zamawianiu druku 3D jest założenie, że element wydrukowany z danego materiału będzie miał te same właściwości, co jego odpowiednik wykonany np. wtryskiem. W praktyce technologia wytwarzania ma kluczowy wpływ na zachowanie tworzywa – zarówno pod względem wytrzymałości, jak i stabilności wymiarowej.

Materiał to nie wszystko – liczy się sposób wytworzenia

Tworzywa techniczne, takie jak PA12, ABS czy TPU, mogą być wykorzystywane zarówno w druku 3D, jak i w produkcji formowanej. Jednak:

• wydruk ma strukturę warstwową, co oznacza inną anizotropię i kierunek naprężeń,
• spiekany proszek lub topiona żyłka nie osiąga pełnej gęstości jak w formowaniu wtryskowym,
• w przypadku niektórych technologii (np. SLA) – materiał jest fotopolimerem, który nie ma bezpośredniego odpowiednika w klasycznych tworzywach termoplastycznych.

Wybrane tworzywa – charakterystyka i zastosowanie

FFF

• PLA – łatwy w druku, niska odporność termiczna (ok. 50 °C), do modeli koncepcyjnych.
• PET-G – dobra odporność chemiczna, stabilność wymiarowa, temperatura pracy ok. 75 °C.
• TPU – elastyczny, udaroodporny, temperatura pracy ok. 75 °C.
• ABS – większa odporność mechaniczna, ale skłonność do skurczu i pęknięć.
• PA12 CF15 – poliamid z domieszką 15% włókna węglowego, temperatura pracy ok. 120 °C, wysoka sztywność i stabilność wymiarowa.
• ASA-275 – do zastosowań zewnętrznych, odporność UV.

SLS

• PA12 – tworzywo konstrukcyjne o wysokiej stabilności wymiarowej i odporności mechanicznej, szeroko stosowane do części funkcjonalnych i technicznych.
• PA12 GF (z włóknem szklanym) – zwiększona sztywność, mniejszy skurcz, większa odporność na temperaturę, rekomendowany do zastosowań strukturalnych.
• PA12 FR (ognioodporny) – wariant z dodatkami uniepalniającymi, zgodny z wybranymi normami palności (np. UL94-V0) – stosowany w branżach o podwyższonych wymaganiach bezpieczeństwa.
• PA12 ESD (antystatyczny) – przeznaczony do zastosowań w środowisku zagrożonym wyładowaniami elektrostatycznymi (np. elektronika).
• TPU – elastyczny materiał o dobrej odporności mechanicznej i dużej sprężystości, stosowany do amortyzatorów, uszczelek, elementów giętkich.

MJF

• PA12 – wysoka jednorodność, dobra wytrzymałość, estetyka powierzchni po barwieniu, stabilność wymiarowa w cienkościennych strukturach.

SLA / mSLA

• Żywice standardowe – wysoka dokładność i estetyka, niska odporność mechaniczna.
• Żywice techniczne – odporne na temperaturę, udarność, ścieranie; dostępne są warianty biokompatybilne i odlewnicze.
• Żywice elastyczne – symulują zachowanie gumy, przydatne do prototypowania uszczelek, nakładek.

O czym warto pamiętać przy wyborze materiału

1. Temperatura pracy – materiał musi wytrzymać warunki eksploatacji (np. 75 °C vs. 120 °C).
2. Odporność chemiczna i UV – szczególnie istotna przy elementach zewnętrznych i pracujących w środowiskach agresywnych.
3. Udarność i elastyczność – ważne dla elementów pracujących w ruchu lub narażonych na wstrząsy.
4. Sztywność i stabilność wymiarowa – istotna w częściach montażowych i funkcjonalnych.
5. Możliwość certyfikacji – jeśli projekt tego wymaga, należy wcześniej sprawdzić dostępność dokumentacji materiałowej.

Podsumowanie

W druku 3D nie wystarczy powiedzieć „proszę o PA12” lub „wydruk z ABS”. Trzeba wiedzieć:

• w jakiej technologii ma być wykonany element,
• jakie są rzeczywiste wymagania eksploatacyjne,
• i czy dany materiał w tej konkretnej metodzie wytwarzania spełnia te założenia.

Element z tego samego tworzywa może zachowywać się zupełnie inaczej w zależności od technologii. Właściwy dobór materiału to klucz do uzyskania oczekiwanych parametrów użytkowych.