Zaloguj się
Wszystkie
20 marca 2025
99
Wybór filamentu do produkcji obudowy
W części drugiej tego cyklu omówione zostały parametry najróżniejszych filamentów. Wybrano do niej materiały potencjalnie najlepiej nadające się do wykonywania obudów, ale przy założeniu, że chcemy mieć możliwość druku na każdej, nawet relatywnie taniej drukarce 3D. Obudowa powinna być wytrzymała zarówno mechanicznie, jak i termicznie. Już na początku widać, że nie są to cechy najpopularniejszego materiału „drukarskiego”, czyli PLA. Szczególnie wytrzymałość w poprzek warstw jest dość niska, a to implikuje też niską wytrzymałość na siły ścinające. Jeśli wydrukujemy wewnątrz obudowy elementy montażowe do radiatora lub innego, cięższego elementu, to mogą one z łatwością się oderwać przy uderzeniu z boku. Wytrzymałość termiczna też jest na tyle mała, że obudowa zdeformuje się od stania na blacie, w snopie światła słonecznego w ciepły dzień. Ponadto PLA pod długotrwałym obciążeniem powoli się deformuje.
Materiałem wyglądającym najlepiej pod względem mechanicznym jest PCTG. Filament ten jest niemal tak samo wytrzymały w poprzek warstw, co wzdłuż warstw, zaś pod kątem wytrzymałości termicznej jest lepszy od PLA i porównywalny do PETG. Jego główną wadę stanowi mała popularność. Cenowo tworzywo to wypada porównywalnie do dobrej klasy PLA czy PETG. Kolejnym kandydatem na materiał obudowy jest ASA – filament, który stanowi „podkręconą” wersję ABS. Pod względem mechanicznym okazuje się niewiele lepszy od PLA, ale ma wyższą temperaturę topnienia. Z ABS wykonuje się wiele najróżniejszych produktów, w tym właśnie obudowy, więc pokrewny mu ASA powinien być dobrym wyborem. I byłby, gdyby nie dwa dość poważne problemy: wysoka temperatura druku i duży potencjał do deformowania się. ASA nie za bardzo nadaje się do drukowania dużych paneli i choć teoretycznie można drukować go na wolnym powietrzu, to warto mieć drukarkę wyposażoną w komorę i to najlepiej ogrzewaną. Z drugiej strony, jeśli mamy już ową komorę, a sama drukarka może osiągnąć zalecane temperatury druku, jest to najlepszy wybór na obudowy do elektroniki.
Ostatnimi dwoma filamentami w tym podstawowym zestawieniu są PETG i PET. Oba materiały mają zbliżone właściwości, są łatwo dostępne i relatywnie tanie. PET oferuje wyższą temperaturę mięknięcia i większą wytrzymałość, ale wynika to z jego wyższej elastyczności. Obudowa wykonana z opisywanego materiału wymaga uwzględnienia tego problemu, a – co za tym idzie – dodania elementów i profili zwiększających sztywność, jak na przykład żebra czy wkładki z innych, wytrzymalszych materiałów. PETG jest materiałem sztywniejszym, przez co mniej wytrzymałym mechanicznie i termicznie. Przy odpowiednim rozmieszczeniu komponentów w projekcie i użyciu aktywnego chłodzenia żaden element obudowy nie osiągnie temperatury 80°C. Podobnie przy wystawieniu na działanie słońca urządzenie nie nagrzeje się aż tak bardzo. PETG to dobry materiał do prototypowania, ma jednak drobny problem: bardzo dobrze przylega do powierzchni blatu. Na tyle dobrze, że blat należy smarować zwykłym klejem w sztyfcie, który pełni funkcję bufora między wydrukiem a powierzchnią. Takie rozwiązanie umożliwia bezproblemowe drukowanie dużych paneli.
Warto nadmienić, że właściwości wszystkich tych materiałów można poprawić przez wyżarzanie. Zmienia ono strukturę materiału, poprawiając zarówno własności termiczne, jak i mechaniczne. Dlatego obudowy z ABS wykonane metodą wtryskową są znacznie wytrzymalsze od tych drukowanych. Niestety wielkim problemem związanym z tą metodą postprocessingu jest zmiana wymiarów, a często też i kształtu tak potraktowanego wydruku. Najlepszym sposobem na zachowanie wymiarów jest zatopienie wydruków w wysokiej klasy gipsie przeznaczonym do wykonywania form dla protez dentystycznych i aparatów ortodontycznych. Proces jest kłopotliwy, zajmuje dużo czasu i wymaga poniesienia dodatkowych kosztów, jednak nie zawsze gwarantuje dobre rezultaty. Być może metoda ta zostanie szerzej opisana w przyszłości jako ciekawostka. Teraz natomiast przejdźmy do kolejnego etapu pracy nad obudową.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
