Guide till fyra vanliga filamenttyper för korrekt matning av din skrivare

Det finns till synes otaliga typer och varianter av FDM-material för 3D-utskrift idag, jämfört med för bara några år sedan, när ABS i princip var det enda alternativet. En enda guide till alla skulle bli extremt omfattande – inte bara att läsa, utan även att sammanställa och skriva. 

Därför kommer vi i stället att fokusera på de fyra vanligaste materialen som används idag: PLA, ABS, PETG och TPU. 

Målet med den här guiden är att ge dig, som 3D-skrivarentusiast, en bättre förståelse för dessa material: deras sammansättning och egenskaper samt vanliga utskriftsinställningar och användningsområden. 

Den här guiden ger en översikt över materialet, dess användningsområden både inom och utanför 3D-utskrift, materialets fysiska egenskaper, föreslagna utskriftsinställningar samt slutligen för- och nackdelarna med varje material. 

Slutresultatet är att du ska kunna få den bästa möjliga upplevelsen av 3D-utskrift genom att slippa gissa vilka material du ska använda, hur du ska skriva ut med dem och när du ska använda dem. 

Ansvarsfriskrivningar

Detta är på intet sätt en heltäckande guide, inte ens för dessa fyra materialtyper. Eftersom det inte finns några branschstandarder för sammansättningen eller tillsatserna i något material är variationer i deras egenskaper (även från samma tillverkare) vanliga. Därför anges materialegenskaper och utskriftsinställningar på en generell nivå – dina erfarenheter kan variera.

Och slutligen, innan vi börjar, en kommentar om ”livsmedelssäkra” material. Det är författarens personliga åsikt (med stor försiktighet) att INGET FDM-3D-utskriftsmaterial bör betraktas som ”livsmedelssäkert”. 

Även om de grundläggande kemiska beståndsdelarna i vissa FDM-material kan vara ”FDA-godkända” finns det inga statliga säkerhetsföreskrifter för dessa material och deras tillsatser, eller för den 3D-utrustning som materialet passerar genom, som säkerställer att livsmedelssäkra ingredienser eller livsmedelssäker utrustning används.  

På grund av egenskaperna hos FDM-3D-utskrift finns det dessutom gott om mellanrum, sprickor och hål i 3D-utskrifter. Detta gör att matpartiklar och rester fastnar i dessa objekt, vilket gör dem mycket svåra, om inte omöjliga, att rengöra ordentligt. Med tiden kan bakterier, virus och mögel börja växa. Allt detta kan leda till en snabb tur till badrummet (i bästa fall) eller sjukhuset (i värsta fall). 

Nu när det är avklarat kan vi börja. 

JGMAKER-filament – inledning: https://www.jgmaker3d.com/collections/filament 

PLA – Polymjölksyra 

Översikt

PLA är idag det populäraste tillgängliga filamentet för 3D-utskrift. Det beror till stor del på de låga tillverkningskostnaderna, eftersom det huvudsakligen tillverkas av organiska råvaror som majs och sockerrör. Det har det bredaste utbudet av färger och tillsatser jämfört med alla andra typer av FDM-filament. Det är också ett av de enklaste filamenten att arbeta med och ger utmärkta resultat över ett brett temperaturintervall med jämförelsevis låga temperaturer, ofta utan behov av uppvärmd byggplatta eller inbyggnad.

Tillgänglig JGMaker PLA 

https://www.jgmaker3d.com/collections/filament/products/3d-printer-pla-filament

Användningsområden utanför 3D-utskrift

PLA har endast begränsad användning utanför 3D-utskrift. Det kan brytas ned till mjölksyra och användas i medicinska implantat som löses upp med tiden. Det kan också användas som engångsemballage. 

Användningsområden inom 3D-utskrift

PLA är utmärkt för modellbyggen och mekaniska delar med låg belastning. Dess låga glasomvandlingstemperatur och dåliga väderbeständighet samt sprödhet gör att det sällan används i varma, fuktiga eller högbelastade miljöer. Det används dock i stor utsträckning för skulpturer med metoden ”Lost PLA Casting”, där en form av 3D-utskriften gjuts och PLA sedan smälts bort – ungefär som vid ”Lost Wax Casting”. 

Egenskaper

Utskriftsbarhet: Enkel

Styrka: Medel

Densitet: 1,24 g/cm³

Flexibilitet: låg

Sprödhet: hög

Hållbarhet: medel

Slipförmåga: Låg – beroende på tillsatser

Deformationer: minimala – kan lossna från bädden och krulla sig vid överhäng
Krympning: 0,2–0,25 %

Trådavlagring: Låg – beroende på tillsatser och kylning

Glasomvandlingstemperatur: 55–60 °C

Väderbeständighet: dålig. Känsligt för UV-strålning, värme och fukt.

Ångor: minimala – beroende på tillsatser.

Lösningsmedel: etylacetat, propylkarbonat

Biologiskt nedbrytbart: ja, under optimala förhållanden

Hygroskopisk: Måttlig

Livsmedelssäker: Generellt nej 

Utskriftsinställningar

Munstyckstemperatur: 180–230 °C

Bäddtemperatur: av–50 °C

Kylfläkt: 50–100 %

Kapsling: ingen

Byggyta: blå tejp, PEI, glas, limstift osv.

Utskriftshastighet: 30–90 mm/s rekommenderas

Direct drive-extruder: Ja

Bowden-extruder: Ja 

Varianter

PLA kan innehålla en mängd olika tillsatser utöver enkla färger. Några exempel är: självlysande, trä, metall, kol osv. Andra tillsatser kan öka PLA:s styrka, flexibilitet och hållbarhet. Alla dessa variationer kan påverka utskrifts- och bäddtemperatur, hastighet, ångor, hygroskopiska och biologiskt nedbrytbara egenskaper osv. 

Förvaring

Det har lång hållbarhet vid korrekt förvaring och även om det endast är måttligt hygroskopiskt rekommenderas det att förvaras på en sval, torr plats skyddad från direkt solljus. 

Fördelar

PLA är ett av de enklaste och billigaste 3D-utskriftsfilamenten på marknaden idag. Det stora utbudet av färger och tillsatser, tillsammans med att det är lätt att skriva ut med, gör det extremt mångsidigt och trevligt att arbeta med. 

Nackdelar

På grund av sin sprödhet, låga glasomvandlingstemperatur och dåliga väderbeständighet anses PLA inte vara ett bra val för utomhusbruk, fuktiga miljöer eller tillämpningar med hög belastning.

 

 ABS – akrylnitrilbutadienstyren 

Översikt

ABS var ett av de första materialen som användes inom industriell och personlig 3D-utskrift, vilket gjorde det till den tidens mest populära plast. Med introduktionen av ytterligare material har dess popularitet dock minskat. ABS tillverkas av akrylnitril, butadien och styren (även kallat ABS), som alla är kolväten framställda från fossila bränslen. På grund av sin stora benägenhet att slå sig, kravet på uppvärmd byggplatta och kammare, stickande lukt och betydande krympning är det ett måttligt svårarbetat material för 3D-utskrift.  

Användningsområden utanför 3D-utskrift

ABS används allmänt inom industrin som en mycket vanlig formsprutad plast. Dess höga glasomvandlingstemperatur, väderbeständighet, hållbarhet och måttliga flexibilitet ger det ett mycket brett användningsområde, från bildelar och köksapparater till LEGO och medicintekniska produkter.  

Användningsområden inom 3D-utskrift

ABS är utmärkt för modeller, reservdelar och utomhusapplikationer, med sin UV- och väderbeständighet samt styrka och hållbarhet över genomsnittet och måttliga flexibilitet. Det lämpar sig väl för slipning, limning och målning, vilket förlänger användningsområdena och användbarheten. 

Egenskaper

Utskriftsbarhet: Medel

Styrka: Medel

Densitet: 1,01 g/cm³

Flexibilitet: Medel

Sprödhet: Låg

Hållbarhet: Hög

Slipförmåga: Låg – beroende på tillsatser

Deformationer: Måttliga – lätt att dra upp från bädden, böjas och separeras mellan lagren under utskrift
Krympning: 0,8 %–8 %

Trådavlagring: Låg – beroende på tillsatser och kylning

Glasomvandlingstemperatur: ~105 °C

Väderbeständighet: Måttlig – beständig mot UV-strålning, värme och fukt

Ångor: Måttliga – starka, potentiellt skadliga ångor

Lösningsmedel: estrar, ketoner (aceton), kloroform och etylendiklorid

Biologiskt nedbrytbar: Nej

Hygroskopisk: Måttlig

Livsmedelssäker: Nej 

Utskriftsinställningar

Munstyckstemperatur: 210–250 °C

Bäddtemperatur: 50–100 °C

Kylfläkt: 0 %

Kapsling: Rekommenderas – för att reglera temperaturen och förhindra skevning

Byggyta: Kaptontejp, ABS-smet

Utskriftshastighet: 40–60 mm/s rekommenderas

Direct drive-extruder: Ja

Bowden-extruder: Ja 

Varianter

ABS kan förekomma med en mängd olika tillsatser utöver enkla färger. Några exempel är färgskiftande, fluorescerande, fosforescerande och polykarbonat. Andra tillsatser kan öka ABS:s styrka, flexibilitet och hållbarhet. Alla dessa variationer kan påverka utskrifts- och bäddtemperatur, hastighet, ångor, hygroskopiska och biologiskt nedbrytbara egenskaper med mera. 

Förvaring

Det har lång hållbarhet vid korrekt förvaring och är måttligt hygroskopiskt. Därför rekommenderas att det förvaras på en sval, torr plats skyddad från direkt solljus. 

Fördelar

ABS är ett av de mest hållbara materialen som finns för 3D-utskrift, vilket ger det ett brett användningsområde från modeller till funktionella delar både inomhus och utomhus. 

Nackdelar

Med måttlig skevning och krympning samt behov av en uppvärmd byggplatta och rekommenderad kammare är ABS ett svårare material att skriva ut med. Tillsammans med sin starka, potentiellt skadliga lukt är det kanske inte det bästa valet beroende på dina behov.

 PETG – Polyetentereftalatglykol 

Översikt

PETG är PET med tillsatt glykol. Det anses ofta vara ett bättre alternativ till ABS, eftersom det är enklare att skriva ut med och avger mindre ångor. Precis som ABS är det mer hållbart och flexibelt än PLA, men kräver inte en kammare för temperaturkontroll och slår sig inte lika mycket som ABS. Det kräver dock fortfarande en uppvärmd byggplatta för god vidhäftning, vanligtvis inte lika varm som för ABS. 

Användningsområden utanför 3D-utskrift

PET (utan glykol) är den vanligaste plasten på arbetsplatser och används i stor utsträckning för att tillverka vattenflaskor, fibrer i kläder och matbehållare, medan PETG (med glykol) inte är särskilt vanligt utanför 3D-utskrift, eftersom glykol tillsattes specifikt för att göra materialet klarare, mindre sprött och enklare att skriva ut med. 

Användningsområden inom 3D-utskrift

PETG är utmärkt för modeller, reservdelar och vissa utomhusapplikationer, även om det inte anses vara UV-beständigt. Det är dock mer väderbeständigt än PLA och har en styrka och hållbarhet över genomsnittet samt måttlig flexibilitet. 

Egenskaper

Utskriftsbarhet: Enkel

Styrka: Medel

Densitet: 1,23 g/cm³

Flexibilitet: Medel

Sprödhet: Låg

Hållbarhet: Hög

Slipförmåga: Låg – beroende på tillsatser

Deformationer: Låga – minimal skevhet och krökning under utskrift
Krympning: ~0,8 %

Trådbildning: Måttlig

Glasövergångstemperatur: ~80 °C

Väderbeständighet: Måttlig – beständig mot värme och fukt

Ångor: Minimala – beroende på tillsatser

Lösningsmedel: diklormetan, toluen, cyklohexanon och metyletylketon

Biologiskt nedbrytbar: Nej

Hygroskopisk: Hög

Livsmedelssäker: Generellt nej 

Utskriftsinställningar

Munstyckstemperatur: 220–250 °C

Bäddtemperatur: 50–75 °C

Kylfläkt: 0–30 %

Kapsling: Nej

Byggyta: Limstift på glas, målartejp

Utskriftshastighet: 40–60 mm/s rekommenderas

Direct drive-extruder: Ja

Bowden-extruder: Ja 

Varianter

PETT (polyeten-co-trimetylen-tereftalat) är en vanlig variant av PETG. Det är något styvare än PETG och nästan genomskinligt. 

Förvaring

Det har lång hållbarhet vid korrekt förvaring men är mycket hygroskopiskt. Det rekommenderas att det förvaras på en sval, torr plats i en lufttät behållare med torkmedel och skyddat från direkt solljus. 

Fördelar

PETG är känt för sin glansiga, släta yta och goda vidhäftning mot bädden. Det är i stort sett luktfritt vid utskrift, beroende på tillsatser. Dess låga krympningsgrad gör det till ett av de bättre materialen för funktionella utskrifter med snäva toleranser. 

Nackdelar

Dålig bryggbildning är ett vanligt problem med PETG, så mer stödmaterial behövs än för andra typer av FDM-filament. Trådbildning är ett annat vanligt problem. Detta kan hanteras genom rätt justeringar av retraktion, kylfläkt och avtorkning av munstycket före förflyttning.

TPU – termoplastisk polyuretan 

Översikt

TPU är den vanligaste typen av flexibelt FDM-utskriftsmaterial. Även om det tål fysisk påfrestning som skulle få PLA, ABS och PETG att gå sönder, är det också mjukt och flexibelt och har egenskaper som de andra materialen saknar. Beroende på tillsatser kan TPU vara antingen extremt flexibelt (och svårare att skriva ut) eller styvare (och enklare att skriva ut), samtidigt som det behåller sin hållbarhet. 

Användningsområden utanför 3D-utskrift

TPU och TPE (termoplastiska elastomerer) används i stor utsträckning inom industrin för fordonsdelar, apparater och medicinsk utrustning. Deras höga hållbarhet, flexibilitet och väderbeständighet ger dem ett mycket brett användningsområde. 

Användningsområden inom 3D-utskrift

TPU är utmärkt för utskrivna delar som utsätts för mycket slitage, böjning, töjning, väder och liknande. Det kan omfatta drönardelar, mobilskal, leksaksdelar (som hjul) och bärbara produkter som armband och till och med skor. 

Egenskaper

Utskrivbarhet: Svår

Styrka: Hög

Densitet: ~1,2 g/cm³

Flexibilitet: Hög

Sprödhet: Låg

Hållbarhet: Hög

Slipverkan: Låg

Deformationer: Låga – minimal skevhet och krökning under utskrift
Krympning: ~0,6–1,0 %

Trådbildning: Måttlig

Glasövergångstemperatur: ~−53–−27 °C (eftersom materialet är flexibelt!)

Väderbeständighet: Hög – mycket beständig mot värme och fukt

Ångor: Låga – beroende på tillsatser

Lösningsmedel: dimetylformamid, dimetylsulfoxid, N-metylpyrrolidon och tetrahydrofuran

Biologiskt nedbrytbar: Nej

Hygroskopisk: Låg

Livsmedelssäker: Nej  

Utskriftsinställningar

Munstyckstemperatur: 210–230 °C

Bäddtemperatur: Av – 60 °C (ofta inte nödvändigt – beroende på bäddens yta)

Kylfläkt: 0–50 %

Kapsling: Nej

Byggyta: PEI, målartejp

Utskriftshastighet: 20–40 mm/s rekommenderas

Direct drive-extruder: Ja

Bowden-extruder: Rekommenderas inte 

Varianter

TPC (termoplastisk sampolyester) har högre kemikalie- och UV-beständighet samt en värmebeständighet på upp till 150 °C. 

Förvaring

Det har lång hållbarhet vid korrekt förvaring och är inte särskilt hygroskopiskt. Det rekommenderas att det förvaras på en sval, torr plats i en lufttät behållare och skyddat från direkt solljus. 

Fördelar

TPU har utmärkt slagtålighet, är mycket hållbart, mjukt och flexibelt. Med dessa egenskaper utmärker det sig i tillämpningar som kräver mycket tålighet och flexibilitet, där andra FDM-material skulle gå sönder. 

Nackdelar

TPU är ett av de svåraste materialen att skriva ut med på grund av sin flexibilitet. Utan en mycket väl begränsad filamentbana från extruderdrevet till munstycket kommer det ofta att lämna banan och orsaka stopp. Därför rekommenderas inte Bowden-extrudrar, medan direktdrivna extrudrar med dubbla kugghjul rekommenderas. Utskriftshastigheten bör också sänkas, eftersom det är mycket svårt att skriva ut i de normala hastigheter som används för styvare filament.

Slutsats

Som vi nämnde i början var detta bara en allmän guide till de fyra vanligaste FDM-materialen för 3D-utskrift som används idag. Varje material som behandlas finns i otaliga varianter baserade på färg, tillsatser, utskrifts- och materialegenskaper samt användningsområden, vilket skulle vara överväldigande att försöka täcka, än mindre läsa.

Egenskaperna och utskriftsinställningarna bör användas som en ”startguide” för din skrivare och ditt filament. Alla skrivare är olika och varje filamentrulle kan skilja sig åt – även från samma tillverkare. Därför rekommenderas starkt att du gör några små testutskrifter med varje rulle för temperatur, kylning, hastighet och retraktion för att säkerställa bästa möjliga utskrift varje gång. 

Och slutligen kommer här en lättöverskådlig tabell över alla egenskaper och utskriftsinställningar för filamenttyperna som behandlas i det här inlägget. 

Ha det så bra. 

Egenskap	PLA	ABS	PETG	TPU
Utskrivbarhet	Enkel	Medel	Enkel	Svår
Styrka	Medel	Medel	Medel	Hög
Densitet	1.24 g/cm3	1.01 g/cm3	1.24 g/cm3	1.2 g/cm3
Flexibilitet	Låg	Medel	Medel	Hög
Skörhet	Hög	Låg	Låg	Låg
Hållbarhet	Medel	Hög	Hög	Hög
Slipverkan	Låg	Låg	Låg	Låg
Deformationer	Minimal	Måttlig	Låg	Låg
Krympning	0.2 - 0.25%	08. - 8%	0.8%	0.6 – 1.0%
Tråddragning	Låg	Låg	Måttlig	Måttlig
Glasomvandlingstemperatur	55-60c	105 °C	80 °C	< 27 °C (det är flexibelt!)
Väderbeständighet	Dålig	Måttlig	Måttlig	Hög
Ångor	Minimal	Måttlig	Minimal	Låg
Lösningsmedel	etylacetat, propylenkarbonat	Estrar, ketoner (aceton), kloroform och etylendiklorid	Diklormetan, toluen, cyklohexanon och metyletylketon	dimetylformamid, dimetylsulfoxid, N-metylpyrrolidon och tetrahydrofuran
Biologiskt nedbrytbar	Ja	Nej	Nej	Nej
Hygroskopisk	Måttlig	Måttlig	Hög	Låg
Livsmedelssäker	Nej	Nej	Nej	Nej

  

Utskriftsinställningar	PLA	ABS	PETG	TPU
Munstyckstemperatur	180 - 230c	210 - 250c	220 - 250c	210 - 230c
Bäddtemperatur	0 - 50c	50 - 100c	50 - 75c	Av – 60 °C
Kylfläkt	50 - 100%	0%	0 – 30%	0 – 50%
Kapsling	Ingen	Rekommenderas	Ingen	Ingen
Byggyta	Blå tejp, PEI, glas, limstift etc.	Kaptontejp, ABS-slurry	Limstift på glas, målartejp	PEI, målartejp
Utskriftshastighet	30–90 mm/s	40–60 mm/s	40–60 mm/s	20–40 mm/s
Direct drive-extruder	Ja	Ja	Ja	Ja
Bowden-extruder	Ja	Ja	Ja	Rekommenderas inte