UV-säteilyn säteily tunnetaan kyvystään aiheuttaa fotokemiallisia vaikutuksia polymeerirakenteessa. Tämä voi olla siunaus, kun kyseessä ovat hartsipohjaiset 3D-tulostimet (SLA), jotka käyttävät UV-laseria tulostamiseen.

Toisaalta se voi myös aiheuttaa hajoamista muoveissa. Jos rakennat mallia, joka on tarkoitettu ulkoiseen päiväkäyttöön ja haluat sen kestävän UV-säteilyä ja auringonvaloa, tämä artikkeli valottaa (anteeksi) sitä, mitkä materiaalit soveltuvat parhaiten tähän tarkoitukseen.

PLA ei ole UV-kestävää, ja auringonvalo vaikuttaa siihen negatiivisesti pitkän ajan kuluessa. ABS:llä on paremmat UV-kestävyysominaisuudet, mutta yksi UV-kestävimmistä filamenteista on ASA, joka on vaihtoehto ABS:lle. Sen lisäksi, että sillä on helpompi tulostaa kuin ABS:llä, se on kaiken kaikkiaan kestävämpi.

Tutustutaan tarkemmin ja tarkastellaan myös UV- ja auringonvalon vaikutuksia suosittuihin tulostusmateriaaleihin, kuten PLA:han, ABS:ään ja PETG:hen.

Jos olet kiinnostunut näkemään joitakin parhaita työkaluja ja tarvikkeita 3D-tulostimiin, löydät ne helposti klikkaamalla tästä (Amazon).

UV & Kunkin materiaalin auringonkestävyys

PLA ( Polymaitohappo )

PLA on biohajoava muovi, joka on valmistettu uusiutuvista luonnonvaroista, kuten sokeriruo'osta tai maissitärkkelyksestä.

Se, että se on biohajoavaa, ei välttämättä tarkoita, ettei se kestäisi hyvin ulkona auringossa. Se saattaa alkaa haurastua ja menettää jäykkyyttään, mutta suurimmaksi osaksi se säilyttää päämuotonsa ja lujuutensa niin kauan kuin se ei ole toiminnassa.

Periaatteessa tämä tarkoittaa, että voit jättää PLA:n ulos aurinkoon visuaalisten, esteettisten kappaleiden vuoksi, mutta et esimerkiksi kahvan tai kiinnikkeen vuoksi.

Alla olevalla Makers Muen videolla näytetään, miten PLA:n jättäminen auringonvaloon vuodeksi vaikuttaa, ja siinä on hienoja UV-väriä muuttavia PLA:n osia.

Tutustu artikkeliini Miksi PLA-filamentti haurastuu ja napsahtaa, jossa käsitellään tätä ilmiötä.

PLA on alttiimpi sään vaikutuksille kuin muut 3D-tulostuksessa käytettävät muovit, koska se on biohajoavaa. On todettu, että PLA:n altistaminen UV-valolle 30-90 minuutin ajan voi lyhentää sen hajoamisaikaa.

Jos mietit, mikä UVC on, se on tehokkain UV-säteily, ja sitä käytetään vedenpuhdistimissa bakteereja tuhoavana aineena.

Tämä altistuminen voi myös aiheuttaa materiaalissa olevien väriainepigmenttien hidasta tuhoutumista ja aiheuttaa kalkkimaista ulkonäköä pintaan. PLA puhtaimmassa muodossaan kestää paremmin UV-säteilyä.

Jos ostettu PLA-filamentti sisältää epäpuhtauksia, kuten polykarbonaatteja tai väriaineita, jotka on lisätty siihen, tämä voi johtaa nopeampaan hajoamiseen, kun se altistuu auringonvalon UV-säteilylle. Fyysiset ominaisuudet eivät vaikuta niinkään paljon, vaan enemmänkin kemiallisen hajoamisen tasolla.

PLA:n todellinen hajottaminen edellyttää hyvin erityisiä olosuhteita, kuten erittäin korkeita lämpötiloja ja fyysistä painetta. Tähän on erikoistuneita kasveja, joten älä luota siihen, että aurinko pystyy tekemään mitään lähellekään vastaavaa. PLA:n pitäminen kompostissa korkeassa lämpötilassa ja paineessa kestää useita kuukausia.

Haluat välttää tummavärisen PLA:n käyttöä, koska ne vetävät puoleensa lämpöä ja muuttuvat pehmeiksi. Vielä yllättävämpää on se, että koska PLA on valmistettu orgaanisista tuotteista, joidenkin eläinten tiedetään yrittävän syödä PLA-esineitä, joten pidä tämä ehdottomasti mielessä!

Vaikka se on suosituin ja taloudellisin 3D-tulostusmateriaali, PLA-muovia suositellaan usein käytettäväksi vain sisätiloissa tai lievään ulkokäyttöön.

ABS ( Akryylinitriilibutadieenistyreeni )

ABS-muovilla on monia etuja PLA-muoviin verrattuna ulkokäytössä. Tärkein syy on se, että se on PLA-muoviin verrattuna biologisesti hajoamaton muovi.

ABS kestää auringonvaloa pidempään, koska se on paljon lämpötilankestävämpi kuin PLA. Jäykkyytensä ja hyvän vetolujuutensa ansiosta se on hyvä vaihtoehto lyhytaikaiseen ulkokäyttöön.

Jos sitä altistetaan auringonvalolle pidemmäksi aikaa, sillä voi olla sitä heikentäviä vaikutuksia. ABS ei puhtaimmassa muodossaan absorboi UV-säteilyn energiaa, joka synnyttää vapaita radikaaleja.

Pitkäaikainen altistuminen UV- ja auringonvalolle voi nopeuttaa ABS:n ikääntymisprosessia. Lisäksi ABS:n altistuminen auringonvalolle pitkäksi aikaa voi aiheuttaa mallin vääntymistä lämpötilan muuttuessa.

Tämän materiaalin hajoaminen voidaan havaita samanlaisina oireina kuin PLA:n hajoaminen. ABS voi pitkässä altistuksessa menettää värinsä ja muuttua kalpeaksi. Sen pinnalle ilmestyy valkoista kalkkimaista ainetta, joka voi usein saostua mekaanisen voiman vaikutuksesta.

Muovi alkaa hitaasti menettää jäykkyyttään ja lujuuttaan ja alkaa haurastua. ABS-muovia voidaan silti käyttää ulkona paljon pidempään kuin PLA-muovia. ABS-muovi säilyttää rakenteellisen eheytensä paljon paremmin, mutta sen tiedetään haalistuvan nopeammin.

Koska kielteiset vaikutukset johtuvat pääasiassa lämmöstä, ABS kestää paljon paremmin auringonvaloa ja UV-säteitä, koska se kestää hyvin lämpöä.

Tavallinen tapa antaa ulkona käytettäville 3D-tulostetuille materiaaleille UV-suojaus on levittää ulkopinnalle hieman lakkaa. Voit hankkia UV-suojalakkoja helposti tämän ongelman ratkaisemiseksi.

UV-kestävä lakka, jota käyttäisin, on Krylon Clear Coatings Aerosol (11 unssia) Amazonista. Se ei ainoastaan kuivu minuuteissa, vaan se on myös kosteudenkestävä ja siinä on kellastumaton kestopinnoite. Erittäin edullinen ja hyödyllinen!

ABS:ää käytetään itse asiassa ulkokäyttöön, kuten pitkiin laudoille, jotka ovat alttiina auringonvalolle pitkiä aikoja.

PETG

Kaikista kolmesta 3D-tulostuksessa yleisesti käytetystä materiaalista PETG on kestävin, kun se altistuu pitkään UV-säteilylle. PETG on tavallisen PET:n (polyeteenitereftalaatti) glykolilla muunnettu versio.

Koska luonnon PETG:ssä ei ole lisäaineita eikä väripigmenttiä, sitä on saatavilla markkinoilla enemmän puhtaassa muodossa UV-kestävyyden vuoksi.

Kuten edellä on todettu, UV-säteily vaikuttaa vähemmän minkä tahansa muovin puhtaampiin muotoihin.

Se on vähemmän jäykkä ja joustavampi materiaali kuin ABS-muovi. Materiaalin joustavuus mahdollistaa sen laajenemisen ja supistumisen lämpötilaolosuhteiden mukaan, kun se on pitkään alttiina ulkoilmassa.

PETG:n sileä pinta auttaa sitä heijastamaan suurimman osan pinnalle osuvasta säteilystä, eikä sen läpinäkyvä ulkonäkö pidätä säteilyn lämpöenergiaa.

Näiden ominaisuuksien ansiosta se kestää UV-säteilyä paljon paremmin kuin PLA ja ABS. Vaikka se kestää paremmin UV-säteilyä ja auringonvaloa, se on kuitenkin alttiimpi kulumiselle, kun sitä käytetään ulkona sen pehmeän pinnan vuoksi.

Monia PETG:n muotoja käytetään erityisesti ulkokäyttöön, joten valmistajasta riippuen se voi olla erinomainen valinta sinulle.

Jos etsit upeaa valkoista PETG-filamenttia ulkokäyttöön, valitse Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (White). He ovat korkealaatuinen, luotettu filamentin valmistaja, ja siinä on myös yllättäen 200 x 200mm:n rakennuspinta!

Mikä materiaali kestää parhaiten auringonvaloa?

Vaikka havaitsimme, että PETG on kestävämpi UV-altistuksessa, se ei ole lopullinen ratkaisu ulkotiloihin muiden sen haittojen vuoksi.

Olisi erittäin mukavaa saada tulostusmateriaali, joka kestää UV-säteilyä ja jolla on ABS:n ominaisuudet, kuten lujuus ja jäykkyys. Älä pety, sillä sellainen on olemassa.

ASA (akryyli-styreeni-akryylinitriili)

Tämä on muovi, jossa on molempia parhaita puolia: se on sekä luja että kestävä UV-säteilyn vaikutuksen alaisena.

Se on tunnetuin 3D-tulostettava muovi, joka soveltuu vaativiin sääolosuhteisiin. ASA kehitettiin itse asiassa vaihtoehdoksi ABS-muoville. Vaikka se on vaikea ja kallis materiaali tulostaa, sillä on monia etuja.

UV-säteilyn lisäksi se on myös kulutusta ja lämpötilaa kestävää ja sillä on korkea iskunkestävyys.

Näiden ominaisuuksien ansiosta ASA-muovia käytetään yleisesti elektroniikan ulkokoteloissa, ajoneuvojen ulko-osissa ja ulkokylteissä.

Luulisi, että ASA:n hinta on valtava, mutta hinnoittelu ei ole oikeastaan liian huono. Katso Polymaker PolyLite ASA (White) 1KG 1.75mm hinta Amazonista.

Tämä hehkulanka on nimenomaan UV- ja säänkestävä, joten tämä on oikea hehkulanka kaikkiin projekteihin, joita käytät ulkona.

Voit helposti ostaa filamenttia, joka on suunniteltu erityisesti ulkokäyttöön ja joka ei ole herkkä UV-säteille tai lämpötilan muutoksille. Tutustu Maker Shop 3D:n Filament Outdoor Use Section -osioon, josta löydät laajan valikoiman värejä ja materiaaleja.

Mitä materiaalia minun pitäisi käyttää autonosiin?

Jos tulostat tai prototyyppimateriaalia auton sisätiloihin, on parasta pysyä vanhassa kunnon ABS-materiaalissa, koska se on halpaa eikä se ole altis sään vaikutuksille.

Kun käytät 3D-tulostettuja materiaaleja auton pienten ulko-osien valmistukseen, paras valinta on käyttää edellä mainittua ASA-materiaalia, sillä se kestää paremmin UV- ja auringonvaloa.

Jos sinulla on kevyt ja vahva prototyyppi-idea autoja varten, paras vaihtoehto olisi käyttää hiilikuitukomposiittimateriaaleja, kuten ABS:ää, johon on lisätty hiilikuitua.

Hiilikuitua käytetään useimmissa huipputehokkaissa autoissa aerodynaamisissa osissa ja korissa. Sitä käytetään jopa McLarenin ja Alfa Romeon kaltaisten yritysten superautojen erittäin kevyiden ja vahvojen alustojen rakentamiseen.

Jos rakastat laadukkaita 3D-tulosteita, rakastat AMX3d Pro Grade 3D Printer Tool Kit -työkalupakettia Amazonista. Se on niitti 3D-tulostustyökaluja, jotka antavat sinulle kaiken, mitä tarvitset 3D-tulosteiden poistamiseen, puhdistamiseen ja viimeistelyyn.

Se antaa sinulle mahdollisuuden:

• Puhdista 3D-tulosteet helposti - 25-osainen sarja, jossa on 13 veitsenterää ja 3 kahvaa, pitkät pinsetit, neulapihdit ja liimapuikko.
• Poista 3D-tulosteet yksinkertaisesti - lopeta 3D-tulosteiden vahingoittaminen käyttämällä yhtä kolmesta erikoistuneesta poistotyökalusta.
• Viimeistele 3D-tulostuksesi täydellisesti - 3-osainen, 6-osainen tarkkuuskaapimen/piikin/veitsen terän yhdistelmä pääsee pieniin rakoihin ja saa aikaan upean viimeistelyn.
• Ryhdy 3D-tulostuksen ammattilaiseksi!