Článek
Vstup do světa 3D tisku otevírá dveře neomezené kreativitě a inovacím.[1] Ať už jste nadšený kutil, profesionální designér nebo jen zvědavý začátečník, klíčem k úspěšnému a kvalitnímu výtisku je správný výběr materiálu.[2][3] Tímto materiálem je ve světě FDM/FFF tiskáren filament – plastová struna navinutá na cívce, která se v tiskárně taví a vrstvu po vrstvě z ní vzniká požadovaný objekt.[4][5]
Na trhu existuje nepřeberné množství filamentů s různými vlastnostmi, barvami a cenami.[6] Tento průvodce vás provede vším, co potřebujete vědět, abyste si pro svůj projekt vybrali ten nejvhodnější materiál a dosáhli tak nejlepších možných výsledků.
Proč je výběr filamentu klíčový?
Možná si říkáte, že na kousku plastu přece tolik nezáleží. Opak je ale pravdou. Výběr správného filamentu je jedním z nejdůležitějších rozhodnutí v celém procesu 3D tisku.[3] Můžete mít tu nejlepší tiskárnu na trhu, ale pokud použijete nevhodný nebo nekvalitní materiál, výsledek bude pravděpodobně neuspokojivý.[7]
Kvalita a vlastnosti výtisku: Různé materiály mají odlišné mechanické a tepelné vlastnosti. Některé jsou pevné a tvrdé, jiné pružné a ohebné. Některé odolávají vysokým teplotám a UV záření, jiné jsou zase vhodné pro styk s potravinami.[8][9] Volba materiálu tak přímo ovlivňuje pevnost, odolnost, pružnost a celkovou funkčnost vašeho výtisku.[10]
Průběh tisku: Každý filament vyžaduje specifické nastavení teploty trysky a podložky.[4] Nevhodně zvolený materiál nebo špatné nastavení může vést k řadě problémů, jako je ucpávání trysky, deformace modelu (warping) nebo špatná přilnavost vrstev.[11][7]
Čas a peníze: Špatný výběr může vést k neúspěšným tiskům, což znamená zbytečně spotřebovaný materiál, čas a v neposlední řadě i peníze.[3] Pečlivý výběr na začátku se vám tak mnohonásobně vrátí.
Základní faktory pro výběr filamentu
Při výběru filamentu je třeba zvážit několik klíčových faktorů, které vám pomohou zúžit širokou nabídku a najít ten pravý materiál pro vaše potřeby.[4]
- Účel a požadované vlastnosti výtisku: Co budete tisknout?[4] Bude to dekorační předmět, funkční prototyp, mechanicky namáhaná součástka nebo hračka pro děti?[5] Odpověď na tuto otázku určí, zda potřebujete materiál pevný, pružný, tepelně odolný, nebo třeba zdravotně nezávadný.[12]
- Kompatibilita s vaší 3D tiskárnou: Ne každá tiskárna dokáže tisknout ze všech materiálů.[3] Zkontrolujte si maximální teplotu trysky a zda máte vyhřívanou podložku, která je pro některé materiály (např. ABS) nezbytná.[4][9] Důležitý je také správný průměr filamentu (nejčastěji 1,75 mm nebo 2,85 mm), který musí odpovídat vaší tiskárně.[4]
- Náročnost tisku: Některé filamenty, jako je PLA, jsou velmi snadné na tisk a jsou ideální pro začátečníky. Jiné, například ABS nebo Nylon, vyžadují více zkušeností a specifické podmínky, jako je uzavřená tisková komora.[13][14]
- Cena a dostupnost: Ceny filamentů se mohou výrazně lišit.[3] Zatímco základní materiály jako PLA jsou cenově dostupné, speciální a technické filamenty mohou být podstatně dražší.
Přehled nejběžnějších typů filamentů
Seznamte se s nejpoužívanějšími materiály ve světě 3D tisku. Každý z nich má své unikátní vlastnosti, které ho předurčují k jinému využití.
PLA (Polylactic Acid - Kyselina polymléčná)
PLA je bezpochyby nejpopulárnějším a nejrozšířenějším filamentem, a to zejména pro začátečníky.[1][13] Je vyroben z obnovitelných zdrojů, jako je kukuřičný nebo bramborový škrob, což z něj činí biologicky odbouratelný a ekologicky šetrnější plast.[15][14]
- Vlastnosti: Pevný, ale křehký, nízká tepelná odolnost (měkne již při teplotách nad 50-60 °C).[12][15]
- Výhody: Velmi snadný tisk, minimální smršťování a deformace, není nutná vyhřívaná podložka, při tisku nevydává nepříjemný zápach.[1][14] Dostupný v obrovské škále barev.[10]
- Nevýhody: Nízká tepelná a mechanická odolnost, křehkost.[12][10] Není vhodný pro venkovní použití.
- Použití: Ideální pro dekorační předměty, figurky, prototypy a modely, které nebudou mechanicky ani tepelně namáhány.[12][6]
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene - Akrylonitrilbutadienstyren)
ABS je druhým nejznámějším filamentem hned po PLA. Jedná se o pevný a houževnatý materiál na bázi ropy, který znáte například z kostiček LEGO.[16][15]
- Vlastnosti: Vysoká pevnost, houževnatost, pružnost a tepelná odolnost (až do 100 °C).[15][17]
- Výhody: Odolný vůči nárazům a vysokým teplotám, lze ho povrchově upravovat (brousit, lepit acetonem).[16][15]
- Nevýhody: Náročnější na tisk, vyžaduje vyhřívanou podložku a ideálně i uzavřenou tiskárnu, aby se předešlo kroucení (warpingu) vlivem smršťování při chladnutí.[15][13] Při tisku se uvolňují výpary s charakteristickým zápachem, proto je nutné dobře větrat.[13]
- Použití: Funkční prototypy, mechanicky a tepelně namáhané díly, kryty na elektroniku, automobilové součástky.[16][8]
PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)
PETG je skvělým kompromisem mezi PLA a ABS.[16] Kombinuje snadnost tisku podobnou PLA s pevností a odolností blížící se ABS.[2][6] Je to modifikovaná verze PET, materiálu, ze kterého se vyrábějí PET lahve.[16]
- Vlastnosti: Vysoká pevnost, dobrá tepelná odolnost (cca 75-85 °C), odolnost vůči vodě a chemikáliím, je houževnatý a méně křehký než PLA.[10]
- Výhody: Snadněji se tiskne než ABS, má nízkou smrštitelnost, je pevný, odolný a často certifikovaný pro styk s potravinami.[10][16]
- Nevýhody: Může mít tendenci k tvorbě tenkých vláken (stringing), někdy až příliš dobře drží na podložce.[10] Je náchylný na vlhkost.[18]
- Použití: Univerzální materiál pro mechanické součástky, držáky, ochranné kryty, ale i pro výrobky přicházející do styku s potravinami (např. formičky na cukroví) nebo pro venkovní použití.[10]
TPU (Thermoplastic Polyurethane) a TPE (Thermoplastic Elastomer)
TPU a TPE jsou flexibilní, gumě podobné materiály. Umožňují tisk pružných a ohebných předmětů.
- Vlastnosti: Vysoká elasticita, odolnost proti oděru a nárazu.
- Výhody: Umožňuje tisk ohebných a stlačitelných dílů.
- Nevýhody: Tisk může být pomalejší a náročnější na správné nastavení tiskárny (zejména extruderu).
- Použití: Obaly na telefony, těsnění, pneumatiky pro RC modely, ohebné části oblečení nebo obuvi.[13][6]
Speciální filamenty a jejich využití
Kromě základních materiálů existuje celá řada speciálních filamentů, které nabízejí unikátní estetické nebo funkční vlastnosti.[19][20] Tyto materiály posouvají hranice 3D tisku a umožňují vytvářet skutečně originální projekty.[21]
- Filamenty s příměsí dřeva (Wood-fill): Jedná se obvykle o PLA smíchané s jemnými dřevěnými vlákny.[22] Výtisky mají vzhled, texturu a dokonce i vůni skutečného dřeva.[23] Lze je brousit a lakovat.[24] Jsou ideální pro dekorace a umělecké předměty.[24][25]
- Filamenty s příměsí kovu (Metal-fill): Tyto filamenty obsahují vysoký podíl kovového prášku (bronz, měď, ocel).[2] Výsledné objekty jsou výrazně těžší než plastové a po vyleštění mohou získat reálný kovový lesk.[2]
- Filamenty s uhlíkovými nebo skleněnými vlákny (Carbon/Glass Fiber): Přidáním uhlíkových nebo skleněných vláken do základního polymeru (např. Nylonu nebo PETG) vznikají extrémně pevné, tuhé a lehké materiály.[5][26] Jsou ideální pro vysoce namáhané funkční díly, rámy dronů nebo sportovní vybavení.
- ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate): Tento materiál je často označován jako nástupce ABS.[10] Má podobné mechanické vlastnosti, ale navíc je vysoce odolný vůči UV záření a povětrnostním vlivům, což ho činí ideálním pro venkovní aplikace.[17]
- Nylon (PA): Extrémně pevný, houževnatý a oděruvzdorný materiál s nízkým koeficientem tření.[13][26] Je však velmi náchylný na pohlcování vlhkosti a náročnější na tisk.[27][28] Používá se na ozubená kola, panty a další funkční díly.
- Polykarbonát (PC): Jeden z nejpevnějších a nejodolnějších filamentů.[10] Vyniká extrémní odolností proti nárazu a vysokým teplotám (až 125 °C).[10] Jeho tisk je však velmi náročný a vyžaduje vysoké teploty a uzavřenou tiskárnu.[10]
Tipy pro skladování a řešení běžných problémů
Kvalita filamentu se může časem zhoršit, pokud není správně skladován. Největším nepřítelem je vzdušná vlhkost.
Skladování filamentu
Většina filamentů je hygroskopická, což znamená, že pohlcují vlhkost ze vzduchu.[27][29] Navlhlý filament vede k řadě problémů při tisku, jako je praskání a syčení během extruze, tvorba bublinek, špatná přilnavost vrstev a celkově nekvalitní, „chlupatý“ povrch výtisku.[18][30]
- Vzduchotěsné obaly: Nejlepší je skladovat cívky ve vzduchotěsných plastových boxech nebo vakuových sáčcích.[29][31]
- Vysoušedla: Spolu s filamentem do obalu vložte sáčky se silikagelem, který pohlcuje zbytkovou vlhkost.[29]
- Udržujte pořádek: Nezapomeňte zajistit volný konec filamentu, aby se cívka nezamotala.[31]
Sušení filamentu
Pokud vám filament přece jen navlhne, není vše ztraceno. Lze ho vysušit a obnovit tak jeho původní vlastnosti.[32]
- Sušička na filamenty: Ideálním řešením je speciální sušička, která udržuje optimální teplotu a cirkulaci vzduchu pro efektivní odstranění vlhkosti.[32][33]
- Elektrická trouba: Filament můžete sušit i v běžné kuchyňské troubě. Je ale klíčové přesně nastavit teplotu – musí být dostatečně vysoká na odpaření vody, ale zároveň výrazně nižší než teplota skelného přechodu materiálu, aby se plast nezačal tavit. Pro PLA se doporučuje teplota kolem 40-45 °C, pro ABS a Nylon kolem 80 °C.[18][30]
- Sušička na ovoce: Dobře poslouží i sušička na ovoce, která pracuje s nižšími teplotami a je pro sušení filamentů často bezpečnější než trouba.[18]
Řešení běžných problémů
- Špatná přilnavost první vrstvy: Problém, se kterým se setká téměř každý. Ujistěte se, že máte správně zkalibrovanou a čistou tiskovou podložku.[11][34] Pomoci může i zvýšení teploty podložky nebo použití adhezivních sprejů či lepidel.[35]
- Warping (kroucení): Způsobuje ho nerovnoměrné chladnutí a smršťování materiálu, typické pro ABS.[11] Řešením je použití vyhřívané podložky, uzavřené tiskové komory a v sliceru přidání "brimu" nebo "raftu" k modelu.[11][35]
- Stringing (vlákna): Tenké "pavučiny" plastu mezi jednotlivými částmi modelu.[11] Zkuste snížit teplotu tisku a optimalizovat nastavení retrakce (zpětného zatažení filamentu).[35]
- Ucpaná tryska: Může být způsobena nečistotami, nekvalitním filamentem nebo nesprávnou teplotou.[11] Trysku je třeba vyčistit pomocí jehly nebo metodou "cold pull".[35]
Závěr a doporučení
Výběr správného filamentu je zásadním krokem, který rozhoduje o úspěchu vašeho 3D tiskového projektu.[36] Neexistuje jeden univerzální materiál, který by byl nejlepší na vše. Vždy záleží na konkrétní aplikaci, požadovaných vlastnostech a možnostech vaší tiskárny.
Pro začátečníky je jednoznačně nejlepší volbou PLA díky své jednoduchosti a bezproblémovému tisku. Jakmile získáte zkušenosti, nebojte se experimentovat. PETG představuje skvělou „zlatou střední cestu“ pro tisk pevnějších a odolnějších dílů.[10] Pro skutečně funkční a mechanicky namáhané součástky pak sáhněte po ABS, ASA nebo technických materiálech s příměsí karbonu.
Pamatujte, že 3D tisk je z velké části o experimentování a učení se.[5] Nebojte se zkoušet nové materiály, ladit nastavení a posouvat hranice své kreativity. S tímto průvodcem v ruce máte všechny potřebné informace k tomu, abyste se ve světě filamentů zorientovali a pro každý svůj nápad našli ten správný materiál.
