Як вибрати матеріал для 3D-друку: повний посібник для новачків і професіоналів

3D-друк змінив уявлення про створення об’єктів, відкривши безмежні можливості для дизайнерів, інженерів, хобістів і навіть підприємців. Від простих декоративних фігурок до складних промислових прототипів  –  сучасні 3D-принтери здатні втілювати найрізноманітніші ідеї. Однак успіх будь-якого проекту значною мірою залежить від вибору правильного матеріалу. Філамент або смола, з яких створюється виріб, визначають його міцність, зовнішній вигляд, функціональність і навіть безпеку використання. Як не загубитися серед десятків типів пластиків, смол і композитів? У цій статті ми детально розберемо основні матеріали для 3D-друку, їхні характеристики, переваги, недоліки та рекомендації щодо вибору.

 

Чому вибір матеріалу такий важливий?

Матеріал для 3D-друку  –  це не просто сировина, а ключовий фактор, який впливає на якість, довговічність і функціональність готового виробу. Неправильно підібраний філамент може призвести до дефектів друку, таких як розшарування, деформація чи навіть поломка принтера. Наприклад, як зазначає LBL Corp, використання неякісного пластику може засмітити екструдер, що призведе до дорогого ремонту. Водночас правильно обраний матеріал забезпечує:

• Якість поверхні: гладкість, блиск або текстуру виробу.
• Міцність і гнучкість: здатність витримувати механічні навантаження.
• Термостійкість: стійкість до високих температур.
• Екологічність: безпеку для довкілля та людини.
• Економію: оптимальне співвідношення ціни та якості.

Вибір матеріалу залежить від типу принтера (FDM, SLA чи SLS), складності проєкту та умов експлуатації виробу. Наприклад, для домашнього використання найчастіше обирають FDM-принтери, які працюють із термопластиками, такими як PLA або PETG, тоді як для ювелірних виробів краще підходять фотополімерні смоли для SLA-друку.

Основні технології 3D-друку та їхні матеріали

Перш ніж зануритися в характеристики матеріалів, важливо зрозуміти, які технології 3D-друку найпоширеніші та які матеріали вони використовують. Ось короткий огляд:

• FDM (Fused Deposition Modeling): найпопулярніша технологія для домашнього та напівпрофесійного використання. Працює з термопластиками у вигляді нитки (філаменту), які розплавляються та наносяться пошарово. Найпоширеніші матеріали: PLA, ABS, PETG, TPU, нейлон.
• SLA (Stereolithography): використовує фотополімерні смоли, які тверднуть під дією ультрафіолету. Підходить для високодеталізованих виробів, таких як ювелірні вироби чи стоматологічні моделі.
• SLS (Selective Laser Sintering): застосовує порошкові матеріали (нейлон, метал), які спікаються лазером. Використовується переважно в промислових цілях і рідко доступна в бюджетному сегменті.

Оскільки FDM і SLA є найпоширенішими для індивідуальних користувачів, ми зосередимося на матеріалах для цих технологій, приділяючи особливу увагу FDM-філаментам, які домінують у бюджетному сегменті.

 

Найпоширеніші матеріали для FDM-друку

FDM-принтери працюють із термопластиками, які поставляються у вигляді котушок із ниткою діаметром 1,75 мм або 2,85 мм. Ось детальний огляд найпопулярніших матеріалів, їхніх властивостей і сфер застосування.

1. PLA (Полілактид)

PLA  –  біорозкладний пластик, виготовлений із відновлюваних ресурсів, таких як кукурудзяний крохмаль або цукрова тростина. Це найпопулярніший матеріал для новачків завдяки простоті використання та екологічності. PLA  –  ідеальний вибір для новачків і тих, хто друкує декоративні об’єкти. Для кращої адгезії використовуйте скляну платформу з клеєм або текстуровану поверхню PEI.

Характеристики:

• Температура друку: 180–220°C.
• Термостійкість: до 60–70°C.
• Міцність: середня, крихкий при сильних навантаженнях.
• Адгезія: хороша, не потребує підігріву столу.
• Запах: мінімальний, безпечний для домашнього використання.

Переваги:

• Легкість друку, ідеальний для початківців.
• Широка палітра кольорів і текстур (глянцевий, матовий, металізований).
• Екологічність і безпечність.
• Низька ціна

Недоліки:

• Низька термостійкість: деформується при нагріванні.
• Крихкість: не підходить для функціональних деталей із високими навантаженнями.
• Обмежена стійкість до вологи та ультрафіолету.

Застосування:

• Декоративні вироби: фігурки, сувеніри, декор.
• Прототипи: моделі без механічних навантажень.
• Освітні проекти: навчальні моделі для шкіл і вишів.

2. ABS (Акрилонітрилбутадієнстирол)

ABS  –  міцний і ударостійкий пластик, широко використовуваний у промисловості (наприклад, для конструкторів). Він вимагає більш складних умов друку порівняно з PLA. ABS підходить для досвідчених користувачів із принтерами, що мають закриту камеру. Для зменшення усадки використовуйте платформу з каптоновою стрічкою або клей.

Характеристики:

• Температура друку: 220–260°C.
• Термостійкість: до 100°C.
• Міцність: висока, стійкий до ударів.
• Адгезія: потребує підігріву столу (80–100°C) і закритої камери.
• Запах: виділяє різкий запах, потрібна вентиляція.

Переваги:

• Висока міцність і довговічність.
• Стійкість до температур і хімічних впливів.
• Легкість постобробки: шліфування, фарбування, склеювання.

Недоліки:

• Складність друку: висока усадка може призвести до деформації.
• Шкідливі випари: вимагає хорошої вентиляції.
• Ціна: дорожчий за PLA.

Застосування:

• Функціональні деталі: корпуси, шестерні, кріплення.
• Промислові прототипи: моделі, що витримують навантаження.
• Побутові вироби: чохли, іграшки, запчастини.

3. PETG (Поліетилентерефталат-гліколь)

PETG поєднує простоту друку PLA з міцністю ABS, що робить його універсальним вибором для багатьох проектів. Це прозорий і удароміцний пластик, який використовується навіть у харчовій промисловості. PETG  –  чудовий вибір для тих, хто хоче перейти від PLA до більш функціональних матеріалів. Використовуйте текстуровану платформу або PEI для кращої адгезії.

Характеристики:

• Температура друку: 220–250°C.
• Термостійкість: до 80–90°C.
• Міцність: висока, гнучкий і удароміцний.
• Адгезія: хороша, рекомендується підігрів столу (60–80°C).
• Запах: слабкий, безпечний.

Переваги:

• Універсальність: поєднує міцність і простоту друку.
• Стійкість до вологи, хімікатів і ультрафіолету.
• Хороша адгезія між шарами, що зменшує розшарування.
• Ціна: доступний варіант.

Недоліки:

• Схильність до утворення ниток (stringing) при неправильних налаштуваннях.
• Потребує точного калібрування температури.
• Менш гладка поверхня порівняно з PLA.

Застосування:

• Інженерні деталі: шестерні, кріплення, корпуси.
• Побутові вироби: контейнери, органайзери.
• Медичні моделі: завдяки безпечності та прозорості.

4. TPU (Термопластичний поліуретан)

TPU  –  гнучкий і еластичний матеріал, який нагадує гуму. Він ідеально підходить для створення м’яких і пружних виробів. TPU вимагає принтера з добре налаштованим екструдером і низької швидкості друку. Використовуйте клей або спеціальну платформу для адгезії.

Характеристики:

• Температура друку: 200–230°C.
• Термостійкість: до 60–80°C.
• Міцність: висока гнучкість, стійкість до розривів.
• Адгезія: залежить від типу TPU, часто потрібен підігрів столу.
• Запах: слабкий.

Переваги:

• Висока еластичність: підходить для м’яких деталей.
• Стійкість до зносу та хімічних впливів.
• Різні ступені жорсткості (від 70A до 95A).

Недоліки:

• Складність друку: потрібен принтер із прямим екструдером.
• Повільна швидкість друку для уникнення дефектів.
• Ціна: дорожчий за PLA і ABS.

Застосування:

• Гнучкі вироби: чохли, прокладки, ремінці.
• Медичні вироби: ортопедичні устілки.
• Спортивні товари: амортизатори, накладки.

5. Нейлон (PA, Поліамід)

Нейлон  –  міцний і зносостійкий матеріал, який використовується для створення функціональних деталей із високими вимогами до міцності. Нейлон потребує сушіння перед друком і принтера з закритою камерою. Використовуйте PEI-плівку або клей для адгезії.

Характеристики:

• Температура друку: 240–270°C.
• Термостійкість: до 120°C.
• Міцність: дуже висока, стійкий до зносу.
• Адгезія: потребує підігріву столу і спеціального покриття.
• Запах: помірний, потрібна вентиляція.

Переваги:

• Виняткова міцність і гнучкість.
• Стійкість до хімікатів і високих температур.
• Довговічність: ідеальний для промислових деталей.

Недоліки:

• Висока гігроскопічність: вбирає вологу, що погіршує якість друку.
• Складність друку: потрібен досвід і якісне обладнання.
• Ціна: один із найдорожчих матеріалів.

Застосування:

• Промислові деталі: шестерні, підшипники, кріплення.
• Інструменти: ручки, затискачі.
• Прототипи: моделі з високими вимогами до міцності.

 

Матеріали для SLA-друку: фотополімерні смоли

SLA-принтери використовують рідкі фотополімерні смоли, які тверднуть під дією ультрафіолетового світла. Вони забезпечують високу деталізацію, але мають свої особливості.

Стандартні смоли

Це найпоширеніший тип смоли, який найчастіше використовують новачки, художники та хобісти. Стандартні смоли відзначаються високою деталізацією і гладкою поверхнею надрукованих моделей. Вони чудово передають дрібні елементи й забезпечують презентабельний вигляд без додаткової обробки. Це ідеальний вибір для тих, хто створює візуальні прототипи, настільні фігурки або просто прагне якісного зовнішнього вигляду. Цим смолам характерна чітка деталізація та середня міцність виробу. Добре підходить для мініатюр та ювелірних заготовок.  

Переваги: доступна ціна, широкий вибір кольорів.

Недоліки: крихкість, запах, потреба в постобробці (промивка в спирті).

Інженерні смоли

Цей тип смол створено для застосувань, де важлива не лише форма, але й функція. Інженерні смоли забезпечують підвищену міцність, жорсткість і часто витримують механічні навантаження або вплив температури. Вони підходять для функціональних деталей або навіть елементів обладнання. Такі смоли актуальні для професіоналів, які створюють робочі зразки або деталі, що будуть використовуватись у реальних умовах. Наприклад в стоматології чи при інженерному проектуванні. 

Переваги: універсальність, висока точність.

Недоліки: висока ціна, складна постобробка.

Гнучкі смоли  –  м’якість і еластичність

Гнучкі смоли імітують властивості гуми, дозволяючи створювати еластичні деталі. Їх використовують там, де важлива деформація без руйнування  –  наприклад, у виготовленні прокладок, обгорток або м’яких вставок. Їм характерна пружність та еластичність. Ці смоли вимагають ретельного налаштування принтера, але відкривають нові можливості для функціонального дизайну.

Переваги: гнучкість, стійкість до розривів.

Недоліки: обмежений вибір, висока ціна.

Рекомендації: Для SLA-друку обирайте смолу залежно від цілей проєкту. Для декоративних виробів достатньо стандартних смол, а для функціональних деталей  –  інженерних. Завжди використовуйте рукавички та вентиляцію під час роботи зі смолами через їхню токсичність.

 

Спеціалізовані матеріали для FDM-друку

Окрім стандартних пластиків, існують спеціалізовані філаменти, які розширюють можливості 3D-друку:

• SILK: пластик із глянцевою, шовковистою поверхнею. Ідеальний для декоративних виробів, але менш міцний. 
• Wood: композит із PLA та дерев’яних волокон. Має вигляд і запах дерева, підходить для декору. 
• Metal: суміш пластику з металевими частинками. Використовується для імітації металу, але потребує спеціальних сопел. 
• PVB: схожий на PLA, але розчинний у спирті, що полегшує постобробку. Підходить для гладких моделей. 
• HIPS: розчинний матеріал, який використовується як підтримка для ABS. 

Спеціалізовані матеріали варто обирати для конкретних проектів. Наприклад, Wood підійде для декору, а HIPS  –  для складних моделей з підтримками. Переконайтеся, що ваш принтер сумісний із цими матеріалами.

 

Фактори вибору матеріалу

Підбираючи пластик для 3D-друку, важливо враховувати не лише технічні можливості принтера, а й кінцеве призначення виробу. Якщо ви лише починаєте свій шлях у 3D-друці, найкращим варіантом буде PLA  –  він простий у використанні, не потребує високих температур і легко прилипає до платформи. Для створення більш міцних і функціональних деталей, які повинні витримувати навантаження або вплив температури, краще звернути увагу на PETG або ABS. Вони забезпечують вищу міцність і стійкість, але вимагають більш точного налаштування. Якщо ваш проєкт передбачає виготовлення гнучких елементів  –  наприклад, прокладок або амортизаторів  –  чудово підійде TPU, який відзначається високою еластичністю. А у випадках, коли модель має контактувати з їжею, найдоцільніше використовувати PETG, оскільки це один із найбезпечніших матеріалів для таких задач. Правильно підібраний пластик не лише покращить якість друку, а й забезпечить довговічність готового виробу.

Поради щодо роботи з матеріалами

Щоб досягти найкращих результатів, дотримуйтесь цих рекомендацій:

• Зберігання: Зберігайте філаменти в сухому місці, бажано в герметичних контейнерах із силікагелем, особливо нейлон і TPU, які вбирають вологу.
• Калібрування: Точно налаштуйте температуру друку та швидкість відповідно до рекомендацій виробника. Наприклад, для PETG важливо уникнути надмірного нагріву, щоб запобігти ниткам.
• Адгезія: Використовуйте відповідну платформу (скло, PEI, каптонова стрічка) і клей для матеріалів із поганою адгезією, таких як ABS.
• Постобробка: PLA легко шліфується, ABS піддається обробці ацетоном, а PETG добре фарбується. Для смол потрібна промивка в ізопропіловому спирті та УФ-затвердіння.
• Якість філаменту: Обирайте продукцію перевірених виробників, таких як LBL, Monofilament чи Plexiwire, щоб уникнути дефектів через нерівний діаметр нитки.

Де купувати матеріали для 3D-друку?

В Україні якісні філаменти та смоли можна придбати в спеціалізованих інтернет-магазинах, таких як Easy 3D Print. Easy 3D Print – це не просто центр 3D-друку, а комплексний центр адитивних технологій, який пропонує послуги друку, моделювання, сканування та продаж якісних 3D-принтерів і пластиків.

В асортименті нашого магазину пластики, які перевірені на сумісність із більшістю 3D-принтерів. Для економії розгляньте покупку більших котушок (2,5–3 кг), які часто пропонують українські виробники, наприклад, PLA і PETG у стандартних кольорах.

Ми працюємо на українському ринку 3D-технологій вже досить давно і маючи значний досвід за плечима, зможемо проконсультувати вас по вибору матеріалів для друку та по нюансам самої технології. В нашому магазині ви можете знайти недорогі якісні принтери та пластик для 3D друку. В Easy 3D Print також діє швидка відправка замовлень, що для деяких випадків дуже важливо. Замовляйте принтери та комплектуючі для 3D-друку і втілюйте свої ідеї у реальність!

 

Поширені помилки при виборі матеріалу

Новачки часто припускаються помилок, які можуть зіпсувати проект або навіть пошкодити принтер. Ось найпоширеніші з них:

1. Вибір найдешевшого філаменту: Низькоякісний пластик може мати нерівний діаметр, що призводить до засмічення екструдера.
2. Ігнорування умов друку: Друк ABS без закритої камери чи нейлону без сушіння призводить до дефектів.
3. Неправильна платформа: Наприклад, PLA погано тримається на гладкому склі без клею, а ABS вимагає текстурованої поверхні.
4. Недооцінка постобробки: Смоли потребують ретельної промивки, а ABS  –  вентиляції під час шліфування.

Щоб уникнути цих помилок, завжди перевіряйте технічні вимоги матеріалу, тестуйте невеликі моделі перед великим друком і консультуйтесь з досвідченими користувачами на форумах, таких як Reddit або Telegram-групи.

 

Висновок

Вибір матеріалу для 3D-друку  –  це баланс між цілями проекту, можливостями обладнання та бюджетом. Для новачків ідеальним стартом буде PLA завдяки його простоті та доступності. Для функціональних деталей краще обрати PETG або ABS, а для промислових застосувань  –  нейлон. Якщо потрібна висока деталізація, фотополімерні смоли для SLA-принтерів стануть найкращим вибором. Спеціалізовані матеріали, такі як SILK чи Wood, відкривають додаткові можливості для творчості.

Головне  –  чітко визначити вимоги до виробу, врахувати умови експлуатації та можливості вашого принтера. Купуйте матеріали у перевірених постачальників, таких як LBL Corp чи Easy 3D Print, і не економте на якості, адже це безпосередньо впливає на результат. З правильним матеріалом ваш 3D-принтер стане не просто інструментом, а справжньою творчою лабораторією, здатною втілити будь-які ідеї!

 

FAQ