Materiały do druku 3D: parametry mechaniczne, temperatury i gdzie co się sprawdza
PLA to nie „uniwersalny plastik”. Porównanie filamentów FDM, żywic SLA i metali — wytrzymałość, HDT, wilgoć, UV — z konkretnymi liczbami.
Materiał wybierasz pod obciążenie, temperaturę, wilgoć i cykl życia produktu. Poniżej typowe zakresy z kart technicznych (orientacyjne — producent i ustawienia druku zmieniają wyniki o ±15%).
Filamenty FDM — tabela porównawcza
| Materiał | Wytrzymałość na rozciąganie | Moduł (sztywność) | HDT (0,45 MPa) | Udarność | UV / wilgoć |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 50–70 MPa | 3,0–3,5 GPa | 50–60 °C | niska | słaba — tylko wewnątrz |
| PETG | 45–55 MPa | 2,0–2,3 GPa | 70–80 °C | średnia | dobra na wilgoć |
| ABS | 40–50 MPa | 2,0–2,4 GPa | ~95 °C | średnia | średnia |
| ASA | 40–48 MPa | 2,1–2,5 GPa | ~100 °C | średnia | **dobra UV** |
| PA6 / PA12 | 50–70 MPa | 1,5–2,8 GPa | 80–120 °C | **wysoka** | wchłania wilgoć |
| PC | 60–70 MPa | 2,2–2,4 GPa | **110–130 °C** | wysoka | dobra |
| TPU (95A) | 30–50 MPa | 0,01–0,05 GPa | 80–100 °C | bardzo wysoka | elastyczny |
| PA-CF / PETG-CF | 70–110 MPa | wyższy moduł | zależnie od matrycy | niższa niż czysty PA | CF stabilizuje wymiar |
### PLA — szybki prototyp, nie produkt finalny na dworze Drukuje się łatwo, mało kurczy. Kruchy przy uderzeniu, mięknie w rozgrzanym aucie. Idealny: modele wizualne, fit-check w biurze, prezentacje. Zły pomysł: uchwyt na rower, element w silniku, część na balkonie. ### PETG — domyślny wybór „czegoś co ma działać” Twardszy od PLA, znośny kontakt z wodą, mniej pęka przy wkręcaniu. Dobry na osłony, obudowy urządzeń, elementy narażone na lekkie uderzenia. Anizotropia nadal istnieje — ścianki nośne projektuj ≥1,5 mm. ### ABS / ASA — ciepło i słońce ABS wymaga komory; ASA daje podobną wytrzymałość z lepszą odpornością UV. HDT ~100 °C pozwala na pracę w cieplejszym otoczeniu niż PLA. Zapach i skurcz — powód, że drukujemy to na maszynach zamkniętych, nie „domowych”. ### Nylon (PA) — mechanika, zatrzaski, koła zębate prototypowe Wytrzymałość zmęczeniowa — element może pracować tysiące cykli zgięcia. Wchłania wilgoć → wymiary rosną o promile; suszenie przed drukiem obowiązkowe w produkcji. Wersje CF/GF sztywniejsze, ale bardziej ścierne dla dyszy (0,6 mm+). ### TPU — guma techniczna Shore 85A–95A typowo. Amortyzacja, uszczelki prototypowe, nakładki. Druk wolny; bond layer-to-layer słabszy — projektuj grubość ≥2 mm.
Żywice SLA — inna fizyka niż filament
| Typ żywicy | Podobieństwo | Wytrzymałość | Zastosowanie |
|---|---|---|---|
| Standard / clear | szkło | niska, krucha | detale wizualne, przezroczyste elementy |
| Tough / ABS-like | ABS | średnia | zatrzaski prototypowe, uchwyty |
| Durable / PP-like | polipropylen | średnia, lepszy poślizg | klipsy, elementy wielokrotnego zgięcia |
| Flexible | guma | niska moduł | uszczelki, powłoki |
| High Temp | — | HDT do 200 °C+ | elementy blisko źródeł ciepła (specjalistyczne) |
Po druku: mycie w izopropanolu, utwardzanie UV 30–120 min — bez tego wytrzymałość spada o połowę. Żywica standard nie zastąpi PETG w elemencie, który spadasz na beton.
SLS — głównie PA12
Prosze PA12: wytrzymałość ~45–48 MPa, elongacja 10–20%, dobra odporność chemiczna. Isotropia lepsza niż FDM — część w SLS zachowuje się bardziej jak wytłoczony plastik. Chropowatość Ra ~10–15 µm; barwienie + piaskowanie poprawia estetykę.
Metal — 316L, AlSi10Mg, Ti-6Al-4V (orientacyjnie)
| Stop | Rm po obróbce | Zastosowanie |
|---|---|---|
| 316L (stal) | 500–650 MPa | części korozyjne, medyczne, tooling |
| AlSi10Mg | 350–450 MPa | lekkie struktury, automotive |
| Ti-6Al-4V | 900–1100 MPa | aerospace, implanty (certyfikacja osobno) |
Jak czytać te liczby w praktyce
- Wyższe MPa = trudniej zerwać na siłę. - Wyższy moduł (GPa) = sztywniej (mniej się ugina). - Wyższe HDT = dłużej wytrzyma w cieple bez odkształcenia. - Wyższa elongacja % = bardziej „plastyczny” przed pęknięciem (zatrzask). Anizotropia FDM: warstwa wzdłuż ścieżki jest mocniejsza niż między warstwami. Projektuj tak, by obciążenie nie szarpa warstw — orientacja na stole to decyzja technologa.
Szybka mapa decyzji
| Warunek | Materiał |
|---|---|
| Tylko wygląd, biuro | PLA / SLA standard |
| Część w urządzeniu, wkręty, lekkie uderzenia | PETG |
| Na zewnątrz, słońce | ASA |
| Zatrzask, tarcie, cykle pracy | PA (FDM lub SLS) |
| Ciepło >100 °C | PC, PA, metal |
| Detale <0,5 mm, gładka skóra | SLA tough |
| Seria mechaniczna 20+ szt. | SLS PA12 |