3D-принтер:Материалы для 3D-печати/Филаменты BendLay, Laywoo-D3 и LayBrick
| Содержание | 3D-печать | Материалы для 3D-печати | Хитрости и советы | 3D-модели для 3D-принтера | Программное обеспечение | Неисправности |
Филаменты BendLay, Laywoo-D3 и LayBrick[1]
На данный момент одной из самых «горячих» и интересных направлений 3D-печати являются новые разработки в области 3D-печатных филаментов – новые технологии появляются на рынке буквально каждый месяц. И сегодня мы расскажем о трех из них – BendLay, Laywoo-D3 и LayBrick.
Bendlay
BendLay – это разработка легендарного Кая Парти, немецкого инженера, признанного гуру инновационных материалов и создателя филаментов Laywoo-D3 и Laybrick (о которых мы расскажем чуть ниже). Два его самых последних изобретения – это PORO-LAY (филамент «два в одном»: в сухом виде жесткий, а если облить его водой, становится эластичным) и LAY-CERAMICS (филамент, которым можно печатать на 3D-принтере, а затем обработать получившийся объект в печи для обжига керамики, тем самым сделав из него что-то вроде гончарного изделия).
Что касается самого BendLay, то это крепкий, сгибаемый и просвечивающийся материал, схожий с поликарбонатом (как Lexan или Plexiglass) и, согласно производителю, безвредный для пищевых продуктов, благодаря чему его можно использовать для продуктовой упаковки и медицинских товаров. Это модифицированный бутадиен (как ABS), однако с уменьшенным выгибанием и улучшенным межслоевым сцеплением, благодаря чему печатать им проще, чем стандартными филаментами. Кроме того, BendLay хорошо сцепляется с ABS и PLA, что делает его пригодным для многофиламентных объектов. Производитель также утверждает, что BendLay – это почти небьющийся материал. Если, исходя из твердости по Шору, применить к нему D65, он может согнуться на целых 175%, но даже под такой нагрузкой вы не увидите никаких следов деформации (вроде побелевших участков). Рекомендуемая температура печати – в пределах 215-240°C. По словам производителя, BendLay лучше использовать в тех случаях, когда ABS слишком жесток, а гибкий PLA – слишком мягок. Также стоит отметить, что BendLay растворим в очистителе тормозов и крошится под воздействием ацетона.
Наши тесты показали, что наилучшие настройки для BendLay – это температура в пределах 225-235°C, с использованием изоленты (потому что материал может выгибаться) и на скорости около 50 мм/с. Bendlay – это сгибаемый материал, однако это интересное свойство теряется, если сделать объекту толстые стенки или 100-процентное заполнение. Еще одно полезное свойство этого материала – он плотно сидит в приютившей его катушке. Те, кто имеет дело с катушками ABS, PLA или нейлона, наверняка знают, что они постоянно норовят себя размотать, из-за чего катушки зачастую представляют собой полнейший беспорядок. А так как одним из свойств BendLay является сгибаемость, филамент из катушки никуда не убегает, благодаря чему использовать его (в том числе – «скармливать» экструдеру) одно удовольствие.
Таким образом, BendLay пригодится там, где требуется гибкость, а PLA или ABS не подходят либо из-за хрупкости, либо из-за жесткости. Это хорошо проиллюстрировано на фото ниже:
BendLay, к примеру, отлично подходит для печати клипс для подвязки растений (вот ссылка на Thingiverse), поскольку клипсы из PLA очень хрупкие и постоянно ломаются.
Еще один пример – эластичные браслеты. Возможно, вы уже пробовали печатать что-то подобное, и если да, то наверняка пришли к выводу, что PLA (и даже ABS) для этих браслетов не годится, т.к. они быстро ломаются. Однако BendLay для этого подходит как нельзя кстати – эластичные браслеты из этого материала получаются очень гибкими.
На другие изделия, напечатанные из BendLay, можно взглянуть ниже:
| Филамент | BendLay |
|---|---|
| Температура экструдера, рекомендуемая производителем | 215-240°C |
| Температура экструдера, рекомендуемая нами | 225-235°C |
| Свойства |
|
| Нужна ли нагревательная платформа | Нет. Рекомендуем использовать изоленту |
| Цена | 52$ за 750 грамм |
| Примечания |
|
Laywoo-D3
Laywoo-D3 (также известный как Laywood) – еще одно творение Кая Парти. Это композит, содержащий полимеры (выполняющие связующую функцию) и на 40% состоящий из частиц переработанного дерева. Этот интересный материал имеет ту же теплостойкость, что и PLA. Кроме того, несмотря на статус «экспериментального материала», печатать им довольно просто и даже увлекательно. Итоговые детали обладают очень интересной текстурой, поэтому Laywoo-D3, вероятно, будет интересен в первую очередь художникам и тем, кому уже надоело печатать из «стандартного» пластика. Выгибания почти нет, поэтому нагревательную платформу использовать необязательно. Также стоит отметить, что итоговые изделия выглядят и пахнут как дерево, а постобработка может включать в себя шлифовку, обточку и окраску – как и для обычных деревянных изделий. Также обратите внимание, что Laywoo-D3 – это не то же самое, что BambooFill или WoodFill (от ColorFabb). Laywoo-D3 продается мотками (не катушками) по 250/500 грамм и доступен, как правило, в обоих диаметрах (1,75 мм и 3 мм). Кроме того, это довольно дорогой филамент – за 250 грамм придется выложить 30 долларов.
Производитель рекомендует использовать температуру в пределах 175-250°C. Такой широкий температурный диапазон дает интересный побочный эффект – играясь с разными настройками, на выходе можно получить объекты разной текстуры.
Поднимите температуру повыше, и цвет объекта потемнеет, опустите – станет светлее. Это позволяет, к примеру, придать объекту имитацию характерных для древесины колец, и Джереми Франсуа во время бета-теста материала наглядно это продемонстрировал. Его статьи о печати «деревом» и разных древесинных градиентах привлекли так много внимания, что о них написал даже Wired.
Впрочем, у Laywood есть очевидный недостаток – это очень хрупкий филамент, поэтому, «скармливая» его экструдеру или проталкивая в боулден-тросик, нужно быть предельно осторожным. Мы использовали Laywood диаметром 3 мм, поэтому о хрупкости 1,75-миллиметровой версии можем только догадываться (и наши догадки не сулят ничего хорошего). Кроме того, даже не пытайтесь перемотать филамент в более компактный моток, потому что он почти наверняка сломается.
Также, чтобы Laywood не запутался (поскольку это всегда заканчивается тем, что он попросту ломается), советуем использовать специальную катушку, модель которой можно найти на Thingiverse. И вот еще один совет от Джереми Франсуа: чтобы Laywood не ломался, положите его в картонную коробку и пару минут пройдитесь по нему феном (плавными, равномерными и круговыми движениями), но не перегрейте (не более 90°C!). Это размягчит филамент, благодаря чему его будет легче всунуть в экструдер.
Начав печатать, вы наверняка заметите, что у Laywood очень хорошее межслоевое сцепление. По сути, в некоторых случаях (зависит от разрешения) слои будут почти незаметны – объект будет выглядеть, как цельный кусок дерева. Чтобы понять, о чем речь, просто посмотрите на эти фото:
Тестируя материал, мы также обнаружили, что вначале необходимо сделать маленькую тестовую модель, чтобы проверить, правильно ли у вас выставлена скорость экструдера. Мы бы также порекомендовали добавить юбочных линий – для стандартного материала используется, как правило, 1-2, но для Laywoo-D3 эту цифру нужно будет поднять до 5-6 (точное количество юбок зависит от используемого вами слайсера). Это позволит увидеть, не возникает ли с печатью каких-либо проблем перед тем, как принтер приступит, собственно, к печати самой модели. Если юбки получаются неровными и обрывистыми или из сопла не выдавливается никакого (или почти никакого) материала, мы рекомендуем (для более продвинутых пользователей) повысить скорость подачи материала (для пары первых слоев) – это должно увеличить количество выдавливаемого филамента. Эта техника позволяет предотвратить так называемую «сухую экструзию» – распространенную проблему волокнистых материалов и материалов с пониженной вязкостью (вроде Laywoo-D3).
Лично нам лучше подошли температурные настройки в пределах 185-190°C. Печатая на верхней границе рекомендуемого температурного диапазона (240-245°C), мы обнаружили, что поверхность объектов становится не только темнее, но и гораздо грубее. Поэтому, если вы хотите, чтобы поверхность изделия была более гладкой, мы рекомендуем ограничиться диапазоном 190-220°C (впрочем, эти цифры могут варьироваться в зависимости от принтера и хот-энда). Когда принтер закончит модель, мы рекомендуем не снимать ее сразу же, а какое-то время подождать, пока она остынет (разве что ваш принтер не оснащен мощными вентиляторами).
Еще один совет – не подвергайте филамент высоким температурам в нагревательной камере хот-энда без включенной экструзии (такая ситуация может возникнуть, к примеру, если вы нагрели хот-энд, но поставили печать на паузу), потому что в таком случае сопло закупорится цельным куском из углеродного вещества. К слову, то же самое случится, если игнорировать рекомендуемый производителем нагревательный диапазон и печатать с температурой свыше 250°C. Сгорев (т.е. превратившись в углеродное вещество), филамент становится настоящей головной болью.
Закупоривание, к слову, является одной из основных проблем этого филамента, особенно если вы печатаете с низкими температурными значениями и используете сопло маленького размера (от 0,35 мм и меньше). Кроме того, древесинные волокна имеют свойство застревать в нагревательной камере. Поэтому мы бы посоветовали использовать для этого филамента сопло диаметром от 0,5 мм и выше. Стоит отметить, что у нашего Ultimaker диаметр сопла составляет 0,4 мм, и мы никаких проблем с закупориванием не испытывали.
Кроме того, в зависимости от геометрии модели, может возникнуть проблема с появлением нитей. Поэтому при печати Laywood мы рекомендуем слегка увеличить втягивание, либо после печати изделие придется обрабатывать Dremel’ом или другим похожим инструментом.
И наш последний совет – после печати Laywood’ом прочистите нагревательную камеру при помощи свежего PLA или ABS. Мы, как правило, ставим катушку ABS (он предпочтителен, поскольку Laywood можно нагревать до 250°C), нагреваем хот-энд до 250°C и как можно быстрее экструдируем примерно 70-100 мм филамента, чтобы ни в нагревательной камере, ни в сопле не осталось ни единой частички Laywood. Возможно, со стороны это кажется лишней тратой материала, однако это лучше, чем тратить время на очистку нагревательной камеры и раскупоривание сопла, или даже раскошеливаться на их замену. Если взять эту гигиеническую процедуру за привычку, то проблемы с закупориванием будут сведены к минимуму.
Если вам любопытно, какие изделия можно изготовить с помощью Laywood, советуем окинуть глазами галерею ниже:
| Филамент | Laywoo-D3/Laywood |
|---|---|
| Температура экструдера, рекомендуемая производителем | 175-250°C |
| Температура экструдера, рекомендуемая нами | 185-190°C |
| Свойства |
|
| Нужна ли нагревательная платформа | Нет. Рекомендуем использовать изоленту |
| Цена | 27-30$ за 250 грамм |
| Примечания |
|
Laybrick
Laybrick – это еще один филамент, разработанный Каем Парти. Перед тем, как приступить к делу, давайте развеем пару ложных представлений о свойствах этого материала. Laybrick не сделан из клея или цемента, как думают некоторые.
Кроме того, хотя готовый объект и может выглядеть как изделие из песчаника (зависит от настроек), на самом деле никакого песчаника в Laybrick нет. Этот совершенно новый филамент представляет собой смесь из очень сильно измельченных (как раскрошившийся мел) натуральных материалов и сополимеров (т.е. термопластиков). Laybrick стоит довольно дорого, потому что является пока экспериментальным 3D-печатным материалом. На момент написания этой статьи 250 грамм Laybrick (в обоих стандартных диаметрах – 1,75 мм и 3 мм) стоят 28-45 долларов.
Печатать этим филаментом довольно легко, поскольку он почти не выгибается, так что ему не нужна никакая нагревательная платформа. Объекты из Laybrick имеют керамическую текстуру, которая варьируется от гладкой до грубой и от слегка шероховатой до крупнозернистой (в зависимости от выбранной температуры экструзии). Цветовой диапазон – от серо-белого до слегка бежевого. Поскольку на данный момент Laybrick продается в качестве бета-тестового филамента (т.е. в статусе экспериментального материала), то цвет материала, который вы используете сейчас, может слегка отличаться от цвета, который был в предыдущей партии.
В отличие от Laywood, изменение температурных настроек хот-энда никак не повлияет на цвет Laybrick, однако высокая температура (и скорость печати) напрямую влияет на текстуру печатаемого объекта. Наилучшее описание этой текстуры дал пользователь illuminarti, чью отличную статью о печати этим «кирпичным» филаментом можно прочитать по этой ссылке (настоятельно рекомендуем к прочтению). Вот что он пишет: «от мелких, едва различимых скорлупных песчинок до поверхности, характерной для песчаника, но как будто слегка обработанной наждаком». Производитель рекомендует печатать с температурой в диапазоне от 165°C до 195°C. Главное правило при печати Laybrick’ом – чем ниже температура экструзии, тем более гладкой будет поверхность объекта. Если поднять температуру, поверхность будет напоминать шероховатость песчаника. Чтобы представлять, как это выглядит, взгляните на фото ниже. Снова цитируя illuminarti, «прикасаясь к изделию, испытываешь живое, естественное чувство, совсем непохожее на прикасание к пластику». Не можем не согласиться.
Печатать Laybrick’ом будет интересно не только филаментным фрикам вроде нас, но и художникам, архитекторам и другим людям творческих профессий, использующих в работе технологию 3D-печати. Согласно производителю, Laybrick отлично подходит для печати больших и даже громадных объектов, и одна из наиболее вероятных областей применения этого филамента – это как раз большие архитектурные макеты, скульптуры, чаши и ландшафтные модели. Кроме того, материал легко подвергается постобработке – объекты из Laybrick можно обтачивать, шлифовать и даже раскрашивать, правда, лично мы этого не пробовали. Причем шлифовка (и мы имеем в виду ручную шлифовку, т.к. использование электроприборов быстро превращает материал в мелкую крошку) может сделать поверхность Laybrick, по словам того же illuminarti, «столь же гладкой, что и поверхность полированного мрамора». Он также рекомендует использовать для этих целей (т.е. для сглаживания поверхности Laybrick-объектов) изопропиловый спирт. Laybrick имеет свойство растворяться в спиртосодержащих жидкостях, поэтому если помазать его поверхность кисточкой, обмоченной в изопропиловом спирте, это позволяет сгладить всевозможные заусенцы и выпуклости. Впрочем, перебарщивать тоже не стоит, т.к. из-за этого в Laybrick разрушаются полимерные цепи, и он становится очень ломким. И не используйте ацетон, потому что он реагирует на Laybrick слишком сильно.
Laybrick пока продается как бета-тестовый материал, поэтому диаметр прутка может варьироваться. Кроме того, это очень хрупкий филамент, который в этом смысле перещеголял даже Laywoo-D3. Печатать Laybrick’ом – это как пытаться печатать тонкой вермишелью. Филамент ломается, когда вы вставляете его в экструдер, когда проталкиваете в боуден-тросик или когда пытаетесь его оттуда вытащить. Во время испытаний был случай, когда филамент сломался в внутри боуден-тросика аж в 2 местах. Причина была в том, что когда пруток входил в экструдер, это происходило не под прямым углом – это создавало напряжение, вследствие чего пруток, находящийся внутри тросика, ломался. Противоядие здесь то же самое, что и при работе с Laywoo-D3 – немного обработайте филамент феном или просто печатайте в теплой комнате, т.е. с температурой выше 20°C. Это должно смягчить филамент и сделать его более сгибаемым. Из-за этой хрупкости нужно быть осторожнее и при съеме напечатанных объектов с платформы – после печати дайте теплу рассеяться и не трогайте объект еще в течение 2-4 часов. Зато застынув, изделие примет очень твердую, даже камнеподобную форму.
Впрочем, столь незначительные проблемы не должны отпугнуть вас от этого замечательного материала. Laybrick – это на нашей памяти первый материал, у которого почти не видно никаких слоев. Разве что вы не печатаете с очень низким разрешением, т.к. у слоев выше 0,15 мм разница становится почти не видна. Чтобы получить наглядное представление нашим словам, взгляните на фотографии ниже, снятые при помощи USB-микроскопа. Laywood, подвинься!
Как и с Laywood’ом, мы рекомендуем добавить побольше юбочных линий, чтобы перед печатью объекта определить, нет ли проблем с экструзией (она может быть «сухой»; см. настройки для Laywood выше). В качестве подложки между объектом и платформой лучше использовать изоленту – Laybrick хорошо сцепляется с этим материалом. Кроме того, начать лучше с небольшой скорости печати. Первые два объекта, напечатанные нами из Laybrick, получились недоэкструдированными, и это произошло из-за низких температурных настроек. Поэтому в нашем случае идеальными получились следующие настройки: температура – 180°C, скорость – 40 мм/с, максимальное заполнение – 25%. Кроме того, в процессе печати имеет смысл включить вентиляторы. Некоторые люди рекомендуют повысить скорость втягивания до 50 мм/с, т.к. это позволяет избежать выпуклостей, возникающих при смене слоев. Правда, мы с этим пока не экспериментировали.
Также, в зависимости от модели принтера, при печати Laybrick’ом вам может понадобиться вручную внести в G-код команду M227. Она называется «Включить автоматическое втягивание/выдавливание» и может выглядеть следующим образом: M227 P1600 S1600, где M227 – это команда, а P и S – это шаги. Здесь эта команда описывается как «когда филамент использоваться не будет, то будет втягиваться, а перед очередным использованием он будет выдавливаться обратно». Это позволит предотвратить ситуации, когда из сопла будет течь лишний филамент.
Кроме того, использование Laybrick может привести к закупориванию сопла, но эта проблема не так значима, как в случае с Laywood, т.к. Laybrick не сгорает и не превращается в цельный кусок углеродного вещества. О том, как предотвратить закупоривание и прочистить сопло (и нагревательную камеру), читайте в разделе о Laywood (см. выше).
Ниже можно посмотреть галерею объектов из Laybrick:
| Филамент | Laybrick |
|---|---|
| Температура экструдера, рекомендуемая производителем | 165-195°C |
| Температура экструдера, рекомендуемая нами | 180°C |
| Свойства |
|
| Нужна ли нагревательная платформа | Нет. Рекомендуем использовать изоленту |
| Цена | 28-45$ за 250 грамм |
| Примечания |
|
См.также
Внешние ссылки
