Straling van UV-stralen staat bekend om zijn vermogen om fotochemische effecten te veroorzaken in een polymeerstructuur. Dit kan een zegen zijn als het gaat om op hars gebaseerde 3D-printers (SLA) die UV-laser gebruiken om af te drukken.

Als u een model bouwt dat overdag buiten wordt gebruikt en dat bestand moet zijn tegen UV en zonlicht, dan zal dit artikel duidelijk maken welke materialen daarvoor het meest geschikt zijn.

PLA is niet UV-bestendig en zal over een lange periode negatief beïnvloed worden door zonlicht. ABS heeft betere UV-bestendige kwaliteiten, maar een van de meest UV-bestendige filamenten is ASA, wat een alternatief is voor ABS. Het is niet alleen gemakkelijker om mee te printen dan ABS, maar het is over het algemeen duurzamer.

Laten we meer in detail treden en ook kijken naar de effecten van UV en zonlicht op de populaire printmaterialen zoals PLA, ABS en PETG.

Als u geïnteresseerd bent in enkele van de beste gereedschappen en accessoires voor uw 3D-printers, kunt u ze gemakkelijk vinden door hier te klikken (Amazon).

UV & Zonbestendigheid van elk materiaal

PLA ( Polymelkzuur )

PLA is een biologisch afbreekbaar plastic dat wordt gemaakt van hernieuwbare grondstoffen zoals suikerriet of maïszetmeel.

Het feit dat het biologisch afbreekbaar is, betekent niet noodzakelijk dat het buiten in de zon niet goed zal presteren. Het kan brozer worden en zijn stijfheid verliezen, maar voor het grootste deel zal het zijn hoofdvorm en sterkte behouden zolang het niet functioneel is.

Het komt erop neer dat je PLA in de zon kunt laten liggen voor visuele, esthetische stukken, maar niet voor bijvoorbeeld een handvat of bevestiging.

De onderstaande video van Makers Muse toont de effecten van PLA dat een jaar lang in de zon heeft gelegen, met cool PLA dat van UV-kleur verandert.

Bekijk mijn artikel over Why Does PLA Filament Get Brittle & Snap, dat dieper ingaat op dit fenomeen.

PLA is gevoeliger voor verwering dan andere kunststoffen die voor 3D printen worden gebruikt, omdat het biologisch afbreekbaar is. Gebleken is dat blootstelling van PLA aan UVC gedurende 30 tot 90 minuten de tijd van afbraak kan verkorten.

Als u zich afvraagt wat UVC is, het is de krachtigste UV-straling en wordt gebruikt als kiemdodend middel in waterzuiveringsinstallaties.

Deze blootstelling kan ook leiden tot een langzame vernietiging van de in het materiaal aanwezige kleurpigmenten en een kalkachtig uiterlijk op het oppervlak veroorzaken. PLA in zijn zuiverste vorm is beter bestand tegen UV.

Als het gekochte filament van PLA onzuiverheden bevat, zoals polycarbonaten of toegevoegde kleurstoffen, kan dit leiden tot snellere afbraak bij blootstelling aan UV van zonlicht. De fysieke eigenschappen worden niet zozeer aangetast, maar meer op het niveau van chemische afbraak.

Om PLA echt af te breken, zijn zeer specifieke omstandigheden nodig, zoals extreem hoge temperaturen en fysieke druk. Er zijn gespecialiseerde planten die dit doen, dus reken er niet op dat de zon iets kan doen dat in de buurt komt. PLA in een compostvat houden met hoge hitte en druk duurt enkele maanden om af te breken.

Vermijd het gebruik van donkergekleurd PLA omdat het warmte aantrekt en zacht wordt. Nog verrassender is dat, omdat PLA gemaakt is van organische producten, sommige dieren proberen om PLA-objecten te eten, dus houd dat zeker in gedachten!

Hoewel het het meest populaire en economische 3D printmateriaal is, wordt vaak geadviseerd om PLA plastic alleen binnenshuis te gebruiken of voor mild buitengebruik.

ABS ( Acrylonitril-butadieen-styreen )

ABS plastic heeft vele voordelen vergeleken met PLA als het gaat om gebruik buitenshuis. De belangrijkste reden is te wijten aan het feit dat het een niet biologisch afbreekbaar plastic is vergeleken met PLA.

ABS is langer bestand tegen zonlicht, omdat het veel temperatuurbestendiger is dan PLA. Door zijn stijfheid en goede treksterkte is het een goede optie voor gebruik buitenshuis op korte termijn.

ABS in zijn zuiverste vorm absorbeert geen energie van UV-straling om vrije radicalen te creëren.

Langere blootstelling aan UV en zonlicht kan het verweringsproces op ABS versnellen. Bovendien kan de blootstelling van ABS aan zonlicht gedurende lange tijd ertoe leiden dat het model kromtrekt als gevolg van temperatuurschommelingen.

De degradatie van dit materiaal kan worden waargenomen als soortgelijke symptomen als die van PLA bij afbraak. ABS kan bij lange blootstelling zijn kleur verliezen en bleek worden. Op zijn oppervlak verschijnt een witte kalkachtige substantie, die vaak kan neerslaan bij mechanische kracht.

Het plastic begint langzaam zijn stijfheid en sterkte te verliezen en begint broos te worden. Toch kan ABS veel langer voor buiten worden gebruikt dan PLA. ABS houdt zijn structurele integriteit veel beter, maar staat erom bekend dat het sneller vervaagt.

Aangezien de grootste boosdoener van negatieve effecten de hitte is, houdt ABS veel beter stand tegen zonlicht en UV-stralen door zijn hoge temperatuurbestendigheid.

De gebruikelijke manier om uw 3D-geprinte buitenmaterialen UV-bescherming te geven, is het aanbrengen van wat lak aan de buitenkant. U kunt gemakkelijk UV-beschermende vernissen krijgen om dit probleem op te lossen.

De UV-bestendige vernis die ik zou gebruiken is de Krylon Clear Coatings Aerosol (11-Ounce) van Amazon. Deze droogt niet alleen in enkele minuten, maar is ook vochtbestendig en heeft een niet vergelende permanente coating. Zeer betaalbaar en nuttig!

ABS wordt eigenlijk gebruikt voor toepassingen buitenshuis, zoals lange planken die langdurig aan zonlicht worden blootgesteld.

PETG

Van de drie meest gebruikte materialen voor 3D printen is PETG het meest duurzaam bij langdurige blootstelling aan UV-straling. PETG is een met glycol gemodificeerde versie van normaal PET (Polyethyleen Tereftalaat).

Het ontbreken van additieven en kleurpigmenten in natuurlijk PETG betekent dat het in zuivere vorm meer beschikbaar is op de markt voor UV-bestendigheid.

Zoals hierboven besproken, worden zuiverder vormen van een kunststof minder aangetast door UV.

Het is een minder stijf en flexibeler materiaal in vergelijking met ABS plastic. De flexibiliteit van het materiaal staat het toe om uit te breiden en samen te trekken volgens de temperatuurvoorwaarden bij lange blootstelling aan buiten.

De gladde afwerking van PETG helpt het om het grootste deel van de straling die op het oppervlak valt te reflecteren en het transparante uiterlijk houdt geen warmte-energie van de straling vast.

Deze eigenschappen geven het veel meer weerstand tegen UV in vergelijking met PLA en ABS. Ook al is het duurzamer onder UV en zonlicht, het is vatbaarder voor slijtage wanneer het buiten wordt gebruikt vanwege het zachte oppervlak.

Veel vormen van PETG worden speciaal voor gebruik buitenshuis gebruikt, dus afhankelijk van de fabrikant kan het een goede keuze voor u zijn.

Als u op zoek bent naar een geweldige witte PETG voor gebruik buitenshuis, ga dan voor Overture PETG Filament 1KG 1,75mm (White). Zij zijn een vertrouwde filamentfabrikant van hoge kwaliteit en het komt verrassend genoeg ook met een 200 x 200mm bouwoppervlak!

Welk materiaal is het duurzaamst in het zonlicht?

Hoewel wij hebben vastgesteld dat PETG duurzamer is bij blootstelling aan UV-straling, is het niet de ultieme oplossing voor buitenshuis wegens andere nadelen.

Het zou erg fijn zijn om een printmateriaal te hebben dat UV-bestendig is en de eigenschappen van ABS bezit, zoals sterkte en stijfheid. Wees niet teleurgesteld, want dat is er.

ASA (Acryl Styreen Acrylonitril)

Dit is een plastic dat het beste van beide heeft. Het is zowel sterk als duurzaam onder UV-straling.

Het is het bekendste 3D printbare plastic voor ruw weer. ASA werd eigenlijk ontwikkeld als alternatief voor ABS plastic. Hoewel het een moeilijk en duur materiaal is om te printen, heeft het vele voordelen.

Behalve UV-bestendig is het ook slijtvast, temperatuurbestendig en heeft het een hoge slagvastheid.

Wegens deze eigenschappen, zijn sommige gemeenschappelijke toepassingen van ASA-kunststof voor openlucht elektronische huisvesting, buitendelen voor voertuigen en voor openluchtsignage.

Je zou denken dat ASA een enorme premie heeft, maar de prijs valt reuze mee. Bekijk de prijs van Polymaker PolyLite ASA (wit) 1KG 1,75mm op Amazon.

Dit filament is expliciet UV-bestendig en weerbestendig, dus voor alle projecten die u buiten gebruikt, is dit uw go-to filament.

U kunt gemakkelijk filament kopen dat speciaal is ontworpen voor gebruik buitenshuis en dat niet gevoelig is voor UV-stralen of temperatuurschommelingen. Kijk bij Maker Shop 3D's Filament Outdoor Use Section voor een breed scala aan kleuren en materialen.

Welk materiaal moet ik gebruiken voor auto-onderdelen?

Als u materialen voor het interieur van de auto print of prototypeert, kunt u het beste de goede oude ABS gebruiken, want die is goedkoop en niet gevoelig voor verwering.

Wanneer u 3D-geprinte materialen gebruikt om kleine buitendelen voor de auto te maken, kunt u het beste kiezen voor de hierboven genoemde ASA, die duurzamer is onder UV- en zonlicht.

Als u een lichtgewicht en sterk prototype-idee hebt voor auto's, dan zou de beste optie zijn om materialen met koolstofvezelcomposiet te gebruiken, zoals ABS doordrenkt met koolstofvezel.

Koolstofvezel wordt in de meeste hoogwaardige auto's gebruikt voor aerodynamische onderdelen en de carrosserie. Het wordt zelfs gebruikt om extreem lichte en sterke chassis te bouwen voor superauto's van bedrijven als McLaren en Alfa Romeo.

Als u van grote kwaliteit 3D prints houdt, zult u de AMX3d Pro Grade 3D Printer Tool Kit van Amazon geweldig vinden. Het is een nietje set van 3D printing tools die u alles geeft wat u nodig heeft om uw 3D prints te verwijderen, schoon te maken & af te werken.

Het geeft je de mogelijkheid om:

• Gemakkelijk uw 3D prints schoonmaken - 25-delige kit met 13 mesjes en 3 handvatten, lange pincet, naaldneustang en lijmstift.
• Eenvoudig 3D prints verwijderen - stop met het beschadigen van uw 3D prints door een van de 3 gespecialiseerde verwijderingsgereedschappen te gebruiken.
• Perfecte afwerking van uw 3D prints - de 3-delige, 6-tools precisie schraper/prikker/mes combinatie kan in kleine spleten komen voor een geweldige afwerking.
• Word een 3D printing pro!