3D nyomtatáshoz használt műanyagszálak

Üdvözöllek a 3dfizz 3D nyomtatással foglalkozó blogon, Kedves Látogató! Először is elnézést kell kérnem, hogy a legutóbbi (első) bejegyzés óta ilyen sok időt váratott magára egy újabb poszt, azonban mentségemre szólva rengeteg elfoglaltságot képes generálni egy 3D nyomtató, főleg, ha az ember szeretne kísérletezni vele.

Lassan egy éve már, hogy megrendeltem az akkor megjelent Makerbot Replicator2 asztali 3D nyomtatómat, azóta a 3D nyomtatás tölti ki nappalaimat és éjszakáimat egyaránt. Ez a készülék a drágábbak közé tartozik, azonban rendkívül megbízható és nagy pontosságot lehet vele elérni. Ezek azonban egyáltalán nem kizárólag a cég érdemei, hiszen a gép a megvásárlása óta jelentős átalakításokon esett át.

Mivel nem csak a MB által hitelesített, drága műanyagszálakkal szerettem volna dolgozni, körülnéztem a piacon, hol és mennyiért lehet beszerezni az én 3D nyomtatómba illeszkedő 1.73 mm átmérőjű PLA filament tekercseket kedvező áron. A Makerbot 40-50 dolláros kilós tekercsei nekem sajnos drágának tűntek, kiváltképp, ha hozzáadjuk a postaköltséget, az amerikai forgalmi adót, a vámot, majd a magyar ÁFA-t; a végén jócskán 100 $ fölé jön ki egyetlen kg alapanyag, ami azért valljuk be, nem egy gazdaságos megoldás, főként, ha sokat szeretnénk használni az imádott kütyünket.

© parametric | art

© parametric | art

A Replicator2 munkaasztala nem fűthető, a kamra sem temperált, így nem véletlen, hogy a gyártó kizárólag PLA-val (illetve PVA-val) való 3D nyomatás céljára ajánlja a gépet. Az egyszerű felhasználók ebbe bele is nyugodnának, azonban ha kicsit utánajárunk, milyen sokféle anyaggal való 3D nyomtatásra van már lehetőség, nem fogunk belenyugodni a majd’ egymillió forintos gépünk technikai korlátaiba. Én is átalakítottam az én gépemet, szerencsére – jóllehet a cég ezzel a modellel már szakított az open-source közösséggel – rengeteg hasznos műszaki megoldás, ún. „hack” tervrajza fellelhető a különböző fórumokon. Természetesen el kellett felejtenem a gyári szoftvert is, hiszen a különleges anyagokkal való 3D nyomtatás érdekében teljeskörű vezérelhetőségre és finomhangolásra van szükség. Például a 3D nyomtatás fával csak egy nagyobb fúvókával (nozzle) lehetséges, hogy a finom fűrészpor ne akadjon el az extrudáló fejben. Hasonló a helyzet a kő hatású (Laybrick) alapanyaggal is, itt pedig nagyobb előtolásra van szükség, amelyet a gyári szoftverben nem tudnánk beállítani. Flexibilis anyagokkal való 3d nyomtatáshoz pedig a hőmérsékletet kell szabályoznunk, ehhez szintén open-source vezérlőprogramra volt szükség.

© parametric | art

© parametric | art

A legtöbb 3D nyomtatóval rendelkező ember ABS és PLA alapanyagokkal szokott nyomtatni, ezekkel van ugyanis a legkevesebb probléma, és a legtöbb gép mindenfajta átalakítás nélkül képes kezelni ezeket a műanyagszálakat, ún. filament-eket. Általában 3 mm és 1.73 mm átmérővel gyártják őket, géptípustól függ, hogy éppen melyikre lehet szükségünk. A 3D nyomtató készülékgyártók – értelemszerűen – csak a saját maguk által forgalmazott szálakat javasolják, amelyekre természetesen busás hasznot is rátesznek. (Hozzáteszem, az összes forgalmazott FDM 3D nyomtatáshoz használt műanyagszál Kínában illetve a Távol-Keleten készül.) Miután nekem is feltűnt, hogy a drága, amerikai Makerbot tekercsen is ott a ’Made In China’ felirat, elkezdtem keresgélni kínai beszállítókat, hátha ott olcsóbban juthatok néhány színes tekercshez, esetleg különleges 3D nyomtató alapanyaghoz, sötétben világító PLA anyaghoz, vagy vízoldható PVA anyaghoz.

© parametric | art

© parametric | art

Az árak jócskán az amerikai illetve európai árak alatt voltak, így rendeltem is néhány kg-t. Ekkor azonban még nem gondoltam bele, hogy „olcsó húsnak híg a leve”. Nemcsak, hogy heteket csúszott a küldemény az ígért határidőhöz képest, de piros helyett narancssárga lett az egyik spulniból (lehet, hogy az út során kifakult :/), de a problémák csak ezután kezdődtek. Gondoltam, ennyi belefér, ha már majdhogynem féláron sikerült szert tenni a motyóra.

Alig vártam, hogy betölthessem a gépbe, és kipróbáljam őket. Elsőre ki is is nyomtattam egy szép darabot, úgy tűnt, tökéletes az anyag. A kezdeti sikeren felbuzdulva elindítottam egy hosszabb 3D nyomtatást éjszakára, ezúttal már egy nagyobb tárgyat szerettem volna kinyomtatni. Reggel, mikor megnéztem a gépet, szörnyű látvány fogadott: a gép a műanyagszálat hol a levegőbe nyomtatta, néhol pedig egyáltalán nem jött ki semmi az etxruder fejből. Nem tudtam mi lehetett a hiba, először átvizsgáltam a gépet, nem történt-e valami baja, de mindent rendben találtam. Valami miatt pedig mégsem tudta az olvadt műanyagszálat átpréselni az extruder fejen a léptetőmotor, így teljesen szétszedtem a gépet.

© parametric | art

© parametric | art

Meg is találtam a beragadt szálat, majdnem egy teljes napom ráment, mire kitisztítottam a csövet és az extrudert. (Sajnos elég kompakt szerkezet, csak magas hőmérsékletre hevítve lehet szétszerelni a hőtágulás miatt, illetve egy 0.3 mm átmérőjű nozzle-t sem a legegyszerűbb átfúrni.) A filament még azelőtt megakadt a csőben, mielőtt a fűtőszál közelébe ért volna, így tehát biztos, hogy nem az extruderrel volt a probléma. Órákba telt, mire rájötem: a gépnek semmi baja, az olcsó műanyagszál tette tönkre a napomat, és majdnem a 3D nyomtatómat is.

©parametric | art

©parametric | art

Alaposabban megvizsgálva az olcsó kínai 3D nyomtató PLA filament-et, már tapintásra is érezhető volt, hogy nem tökéletes kör keresztmetszetű, továbbá, hogy néhol vékonyabb, máshol pedig vastgabb. A 3D nyomtatók többségébe 1.73 mm átmérőjű műanyagszál kell, ennek pedig egy nagyjából 1.8-1.85 mm átmérőjű csövön kell átférnie, mire megolvad. Először tolómérővel, majd kengyeles mikrométerrel is megmértem a szálat, az eredmény pedig döbbenetes (döbbenetesen rossz) volt: a szálak 1.6 x 1.9 mm ellipszis keresztmetszetűek is lehettek. Nem csoda tehát, hogy elakadt a gépben, ha egyszer el sem jutott az extruderig.

©parametric | art

©parametric | art

Elsőre azt gondoltam, csak belefutottam egy hibás tekercsbe, de a többit megmérve ugyanilyen volt az eredmény: egyáltalán nem volt szó állandó keresztmetszetről, sőt, elég nagy határok között ingadoztak a méretek. (Ahhoz képest, hogy minden gyártó +/- 10% hibatűrést garantál, ez azért jóval fölötte volt.) Ezek után megfogadtam, hogy Kínából soha többet. Amerikából viszont drága a postaköltség, így európai beszállító után kellett néznem. Találtam is egy holland céget, a Formfutura-t, amely viszonlag elfogadható áron kínált PLA és ABS tekercseket többféle színben, és egy kg-ra a postakölség is elfogadható volt (kb 20 €). Elsőre jó pontnak számított, hogy 5 nap alatt megérkezett a küldemény, viszont az előző szállítmány tapasztalataiból okulva, itt már gondosan megmértem minden egyes szálat, mielőtt befűztem volna a 3D nyomtatómba. Sajnos, a helyzet ugyanaz volt: ellipszis keresztmetszet, eltérő dimenziók (akár 1m-en belül is), így meg sem kockáztattam, hogy nyomtassak vele. A kínaiaknál nem is reklamáltam, úgysem méltattak volna válaszra, meg különben is, mindenki tudja, hogy Kínában a minőségügy szinte ismeretlen fogalom. Egy holland cégtől azért mást vártam volna, így egyből írtam nekik egy reklamáló levelet, majd még egyet, de nem érkezett válasz. Úgyhogy ezennel marhára lebeszélnék mindenkit arról, hogy a Formfutura-tól rendeljen bármilyen PLA vagy ABS szálat, ugyanis képtelenek tartani a honlapjukon vállalt és garantált hibatűrést, ráadásul nem megfelelően (egyáltalán nem) kezelik a reklamációkat.

© parametric | art

© parametric | art

És akkor mint derült égből a villámcsapás, találtam egy teljesen friss, magyar (!) oldalt, ahol nem csak a szokásos ABS és PLA szálakat lehet megrendelni különböző átmérőkkel, de sokkal szélesebb a színskálájuk, mint bármelyik másik európai beszállítónak. A GigamaX 3D nyomtató műanyagszálak Budapesten is megtalálhatóak, ráadásul az egyetlen hely, ahol találkoztam a PVA-nak nevezett vízoldható támaszanyaggal, amely hatalmas segítség bonyolult geometriák 3D nyomtatásánál. Nem is szólva az olyan különleges anyagokról, mint a sötétben zölden világító ’lunimous PLA’, vagy az áttetsző műanyagszál. Először szkeptikus voltam, gondoltam ők is csak piacot láttak az olcsó kínai szarok importálásában, ezért meglátogattam őket, hogy személyesen megmérhessek néhány tekercset a készletükből.

© parametric | art

© parametric | art

Itt kitérnék arra is, hogy jelentős készletük van raktáron, így nem csak, hogy a postaköltség csökken le nagyjából a hatodára, de a szállítási idő sem tart hetekig, mint a legtöbb 3D nyomtatási alapanyagot kínáló cégnél. Kicsit furán nézhettek rám az üzletben, amikor vásárolni szándékozván egy kengyeles mikrométerrel és egy tolómérővel érkeztem, de miután elmeséltem korábbi negatív tapasztalataimat a rossz minőségű termékekkel kapcsolatban, hagyták, hogy kedvemre tesztelhessek.

© parametric | art

© parametric | art

Alig hittem a szememnek. Legalább 5 tekercset vizsgáltam meg, többségüket majdnem teljesen letekerve (300 m anyag van egy kilós tekercsen), hogy minél több helyről vehessek mintát. A kengyeles mikrométer rendre 1.70 és 1.76 mm közötti értékeket mutatott, ami a szabvány 1.73 mm-es átmérőhöz viszonyítva gyakorlatilag elhanyagolható hibaszórás, bőven a mások által garantál 10% alatt van. Ekkor közölték velem, hogy ismerik a többi cég garanciáját, de ők – kivételesen – 5% hibatűrést vállalnak a 3D nyomtatási alapanyagaikra. Én azért szépen végigmértem minden tekercset amit meg akartam vásárolni, de egyiknél sem fedeztem fel pontatlanságot. Baromira örültem az élénk színeknek, és annak, hogy már itthonról is rendelhetek rövid határidővel korábban sehol máshol nem kapható speciális filamenteket is, ráadásul – mivel a postaköltség a töredéke még a Hollandiából rendelt csomagokénak is – sokkal olcsóbban jövök ki. Ezek a színes tokok is már az új alapanyaggal készültek:

© parametric | art

© parametric | art

Mivel ez egy ismeretterjesztő blog, és távol áll tőlem mindenfajta reklámozás, ezért ez csak egy tanulmány és informatív bejegyzés, amely kizárólag az én személyes tapasztalataimon alapszik. Az én tanácson pedig annyi, hogy mindig mérjük meg a nem saját gyártótól vásárolt filamentjeinket, valamint messziről kerüljük el az olcsó, távolkeleti cuccokat és a Formfutura termékeit. A GigamaX 3D webshop-ot viszont bátran ajánlom bárkinek, és hogy ne csak a levegőbe beszéljek, aki a ’parametric’ kuponkódot használja, annak a cég 20%-os kedvezményt biztosít a vásárlása árából. Nézzetek körül, szerintem megéri 😉

Advertisements