3D tisk má mnoho využití, ale jedno z nich, nad kterým se lidé zamýšlejí, je, zda se PLA, ABS nebo PETG neroztaví v autě, kde praží slunce. Teploty v autě mohou být velmi vysoké, takže filament musí mít dostatečně vysokou tepelnou odolnost, aby to zvládl.

Rozhodl jsem se napsat tento článek, abych se pokusil objasnit odpověď pro nadšence do 3D tiskáren, abychom si mohli udělat lepší představu o tom, zda je 3D tisk v autě proveditelný.

V tomto článku najdete další informace o použití 3D tištěných objektů v autě, doporučené vlákno pro použití v autě a způsob zvýšení tepelné odolnosti 3D tištěných objektů.

Roztaví se 3D tištěný PLA v autě?

Teplota tání 3D tisku z PLA se pohybuje v rozmezí 160-180 °C. Tepelná odolnost PLA je poměrně nízká, prakticky nižší než u jakéhokoli jiného tiskového materiálu používaného pro 3D tisk.

Teplota skelného přechodu PLA vláken se obvykle pohybuje v rozmezí 60-65 °C, což je teplota, při které materiál přechází z tuhého do měkčího, ale neroztaveného stavu, měřeno tuhostí.

Na mnoha místech na světě nedosáhne automobil těchto teplot, pokud díl nestojí pod přímým slunečním světlem nebo pokud nežijete v oblasti s horkým podnebím.

3D tištěný PLA se v autě roztaví, když teplota dosáhne přibližně 60-65 °C, protože to je teplota skelného přechodu neboli teplota, při které měkne. V místech s horkým podnebím a velkým množstvím slunce se PLA v autě v létě pravděpodobně roztaví. V místech s chladnějším podnebím by to mělo být v pořádku.

Vnitřní teplota v autě dosahuje mnohem vyšších hodnot než celková venkovní teplota, kdy i při zaznamenané teplotě 20 °C může vnitřní teplota v autě dosáhnout až 50-60 °C.

Míra vlivu slunce na filament se liší, ale pokud je jakákoli část modelu PLA vystavena slunci nebo nepřímému teplu, může začít měknout a deformovat se.

Jeden z uživatelů 3D tiskárny se podělil o svou zkušenost a uvedl, že vytiskl čepy závěsu sluneční clony pomocí filamentu PLA a tisk zřejmě nebyl přímo vystaven slunci.

Během jediného dne se 3D tištěné kolíky z PLA roztavily a zcela zdeformovaly.

Zmínil, že se tak stalo v podnebí, kde venkovní teplota nepřesahuje 29 °C.

Pokud máte černý vůz s černým interiérem, můžete očekávat mnohem vyšší teploty, než je obvyklé, a to z důvodu absorpce tepla.

Roztaví se 3D tištěný ABS v autě?

Teplota tisku (ABS je amorfní, takže technicky vzato nemá bod tání) pro 3D tisk z ABS vlákna se pohybuje v rozmezí 220-230 °C.

Důležitější vlastností, kterou je třeba při použití dílů v automobilu sledovat, je teplota skelného přechodu.

Teplota skelného přechodu vlákna ABS je přibližně 105 °C, což je poměrně vysoká teplota, která se dokonce blíží bodu varu vody.

ABS rozhodně vydrží vysokou úroveň tepla, zejména v autě, takže 3D tištěný ABS by se v autě neroztavil.

3D tištěný ABS se v autě neroztaví, protože má velkou tepelnou odolnost, které v autě nedosáhne ani v horkých podmínkách. Na některých extrémně horkých místech však může těchto teplot dosáhnout, takže by bylo lepší použít vlákno světlejší barvy.

Dalším faktorem, na který byste si měli dát pozor, je sluneční UV záření. ABS nemá největší odolnost proti UV záření, takže pokud se na něj dlouhodobě dostane přímé sluneční záření, může dojít ke změně barvy a křehčímu 3D tisku.

Většinou by to nemělo mít tak velký negativní vliv a mělo by to stále dobře sloužit pro použití v autě.

Jeden z uživatelů, který si pro svůj projekt vybral ABS, vytiskl model svého auta a model z ABS mu vydržel rok.

Po roce se model rozlomil na dvě části. Zkontroloval obě části a zjistil, že na ně teplota působí jen několik milimetrů a že se rozlomily hlavně v tomto jednom místě.

Kromě toho může být tisk s ABS obtížný, zejména pro začátečníky, protože je třeba vyladit proces. Dobrým začátkem pro tisk s ABS je kryt a silné vyhřívané lůžko.

Pokud můžete efektivně tisknout s ABS, může být pro vaše auto skvělou volbou díky své odolnosti vůči UV záření a teplotě skelného přechodu 105 °C.

ASA je další vlákno podobné ABS, ale má specifické vlastnosti odolné proti UV záření, které ho chrání před poškozením přímým slunečním zářením.

Pokud se chystáte používat filament venku nebo v autě, kde na něj může působit teplo a UV záření, je ASA skvělou volbou, jejíž cena je podobná ceně ABS.

Roztaví se 3D tištěný PETG v autě?

Pokud potřebujete model, který bude umístěn v autě, PETG by měl vydržet déle, ale opravdu to neznamená, že se v autě neroztaví. 3D tisková vlákna PETG mají bod tání přibližně 260 °C.

Teplota skelného přechodu PETG se pohybuje v rozmezí 80-95 °C, díky čemuž je ve srovnání s jinými vlákny účinnější v horkém klimatu a extrémních teplotách.

To je dáno především jeho vysokou pevností a žáruvzdorností, která však není tak vysoká jako u ABS a ASA.

Z dlouhodobého hlediska může PETG nabídnout lepší výsledky na přímém slunci, protože ve srovnání s jinými filamenty, jako jsou PLA a ABS, má mnohem lepší schopnost odolávat UV záření.

PETG lze použít k různým účelům a lze jej uchovávat i v autě.

Pokud žijete v oblasti, kde venkovní teploty dosahují až 40 °C, nemusí být možné, aby modely PETG zůstaly v autě po dlouhou dobu, aniž by výrazně změkly nebo vykazovaly známky deformace.

Pokud s 3D tiskem začínáte a nechcete zkoušet tisk z ABS, může být PETG skvělou volbou, protože vydrží v autě dlouho a snadno se také tiskne.

Existují různá doporučení, ale měli byste se snažit použít filament, který má poměrně vysokou teplotu skelného přechodu, ideálně blízko bodu 90-95 °C.

Jeden člověk v Louisianě, kde je opravdu horko, provedl test teploty v interiéru vozu a zjistil, že přístrojová deska jeho BMW dosahuje maximálních hodnot přibližně na této hodnotě.

Jaké je nejlepší vlákno pro použití v autě?

Nejlepším vláknem pro použití v autě, které má skvělé tepelně odolné a UV odolné vlastnosti, je polykarbonátové vlákno (PC). Vydrží velmi vysoké teploty, protože má teplotu skelného přechodu 115 °C. V horkém podnebí se mohou auta dostat až na teploty kolem 95 °C.

Pokud hledáte skvělou cívku, doporučuji zvolit vlákno Polymaker Polylite PC1,75 mm 1KG z Amazonu. Kromě úžasné tepelné odolnosti má také dobrý rozptyl světla a je tuhé a pevné.

Můžete očekávat konzistentní průměr vlákna s přesností +/- 0,05 mm, přičemž 97 % je v rozmezí +/- 0,02 mm, ale zásoby mohou být někdy nízké.

Bez ohledu na to, v jakém ročním období se nacházíte nebo zda slunce pálí, můžete si být jisti, že vlákno PC v horku velmi dobře obstojí.

Má úžasné venkovní použití a také široké využití v průmyslových odvětvích, která vyžadují vysokou tepelnou odolnost.

Za tyto úžasné vlastnosti zaplatíte o něco více než obvykle, ale při specifických projektech, jako je tento, se to velmi vyplatí. Je také opravdu odolné a známé jako jedno z nejpevnějších 3D tiskových vláken.

Ceny polykarbonátu se v poslední době opravdu snížily, takže plnou roli o hmotnosti 1 kg pořídíte přibližně za 30 dolarů.

Jak zajistit, aby vlákno 3D tiskárny odolávalo teplu

Svým 3D tištěným objektům můžete umožnit odolávat teplu pomocí procesu žíhání. Žíhání je proces zahřívání 3D tištěného objektu při vysoké a poměrně stálé teplotě, aby se změnilo uspořádání molekul a zajistila se větší pevnost, obvykle se provádí v peci.

Žíhání 3D výtisků vede ke smršťování materiálu a zvyšuje jeho odolnost proti deformacím.

Aby bylo PLA vlákno odolnější vůči teplu, je třeba ho zahřát nad teplotu skelného přechodu (asi 60 °C) a pod teplotu tání (170 °C) a poté nechat nějakou dobu vychladnout.

Jednoduché kroky k provedení tohoto úkolu jsou následující:

• Zahřejte troubu na 70 °C a nechte ji zavřenou asi hodinu, aniž byste do ní vložili vlákno. Tím se teplota uvnitř trouby vyrovná.
• Zkontrolujte teplotu trouby pomocí přesného teploměru, a pokud je teplota ideální, vypněte troubu a vložte do ní vlákno.
• Výtisk nechte v troubě, dokud zcela nevychladne. Postupné ochlazování filamentu také pomůže snížit deformaci nebo ohýbání modelu.
• Jakmile teplota zcela klesne, vyjměte model z trouby.

Josef Prusa má skvělé video, které ukazuje a vysvětluje, jak žíhání funguje u 3D výtisků a které si můžete prohlédnout níže.

PLA poskytuje úžasné výsledky při žíhání ve srovnání s jinými filamenty, jako je ABS & amp; PETG.

Váš vytištěný model se po tomto procesu může v některých směrech smrštit, takže pokud se chystáte vytištěný model žíhat, aby byl odolnější vůči teplu, navrhněte podle toho rozměry výtisku.

Uživatelé 3D tiskáren se často ptají, zda to funguje také u filamentů ABS a PETG, odborníci tvrdí, že by to nemělo být možné, protože tyto dva filamenty mají velmi složitou molekulární strukturu, ale testování ukazuje zlepšení.