Promieniowanie UV jest znane ze swojej zdolności do wywoływania efektów fotochemicznych w strukturze polimeru. Może to być błogosławieństwem, jeśli chodzi o drukarki 3D oparte na żywicy (SLA), które wykorzystują laser UV do drukowania.

Jeśli budujesz model, który będzie przeznaczony do użytku zewnętrznego w ciągu dnia i chcesz, aby był odporny na promieniowanie UV i słoneczne, to ten artykuł rzuci trochę światła (przepraszam) na to, jakie materiały najlepiej nadają się do tego celu.

PLA nie jest odporny na promieniowanie UV i przez długi czas będzie negatywnie reagował na światło słoneczne. ABS ma lepsze właściwości odporne na promieniowanie UV, ale jednym z najbardziej odpornych na promieniowanie UV filamentów jest ASA, który jest alternatywą dla ABS. Nie tylko jest łatwiejszy do drukowania niż ABS, ale jest ogólnie bardziej wytrzymały.

Wejdźmy w więcej szczegółów, a także przyjrzyjmy się wpływowi promieniowania UV i słonecznego na popularne materiały do druku, takie jak PLA, ABS i PETG.

Jeśli jesteś zainteresowany poznaniem jednych z najlepszych narzędzi i akcesoriów do drukarek 3D, możesz je łatwo znaleźć klikając tutaj (Amazon).

UV & Odporność na słońce każdego materiału

PLA ( Kwas polimlekowy )

PLA to biodegradowalne tworzywo sztuczne, które jest wytwarzane z odnawialnych zasobów, takich jak trzcina cukrowa lub skrobia kukurydziana.

Tylko dlatego, że jest biodegradowalny, nie musi oznaczać, że nie będzie dobrze na zewnątrz w słońcu. Może zacząć się bardziej kruche i stracić swoją sztywność, ale w przeważającej części będzie zachować swoją główną formę i wytrzymałość tak długo, jak nie jest funkcjonalny.

Zasadniczo oznacza to, że możesz zostawić PLA na słońcu dla wizualnych, estetycznych elementów, ale nie dla, powiedzmy, uchwytu lub mocowania.

Poniższy film autorstwa Makers Muse pokazuje efekty pozostawienia PLA na słońcu przez rok, z fajnym PLA zmieniającym kolor pod wpływem promieniowania UV.

Sprawdź mój artykuł na temat Why Does PLA Filament Get Brittle & Snap, który idzie do niektórych o tym zjawisku.

PLA jest bardziej podatny na działanie czynników atmosferycznych niż inne tworzywa sztuczne stosowane w druku 3D, ponieważ jest biodegradowalny. Stwierdzono, że wystawienie PLA na działanie UVC przez 30-90 minut może skrócić czas jego degradacji.

Jeśli zastanawiasz się, czym jest UVC, to jest to najmocniejsze promieniowanie UV i jest stosowane jako środek bakteriobójczy w oczyszczaczach wody.

Ekspozycja ta może również powodować powolne niszczenie pigmentów barwiących obecnych w materiale i tworzyć kredowy wygląd na powierzchni. PLA w swojej najczystszej postaci jest bardziej odporny na działanie promieniowania UV.

Jeśli zakupiony filament PLA zawiera zanieczyszczenia, takie jak poliwęglany lub barwnik, może to prowadzić do szybszej degradacji pod wpływem promieniowania UV ze światła słonecznego. Właściwości fizyczne nie będą tak bardzo zmienione, bardziej na poziomie rozkładu chemicznego.

Aby naprawdę rozłożyć PLA, wymaga on bardzo specyficznych warunków, takich jak ekstremalnie wysokie temperatury i ciśnienie fizyczne. Istnieją wyspecjalizowane rośliny, które to robią, więc nie licz na to, że słońce będzie w stanie zrobić coś podobnego. Trzymanie PLA w kompostowniku z wysoką temperaturą i ciśnieniem wymaga kilku miesięcy, aby się rozłożył.

Chciałbyś uniknąć używania ciemnych kolorów PLA, ponieważ przyciągają one ciepło i stają się miękkie. Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że ponieważ PLA jest wykonany z produktów organicznych, niektóre zwierzęta są znane z tego, że próbują jeść przedmioty z PLA, więc zdecydowanie miej to na uwadze!

Mimo, że jest to najpopularniejszy i najbardziej ekonomiczny materiał do druku 3D, często zaleca się stosowanie tworzywa PLA wyłącznie w pomieszczeniach lub do łagodnych zastosowań zewnętrznych.

ABS ( Styren akrylonitrylowy butadienowy )

Tworzywo ABS ma wiele zalet w porównaniu do PLA, jeśli chodzi o zastosowanie na zewnątrz. Głównym powodem jest fakt, że jest to tworzywo nie ulegające biodegradacji w porównaniu do PLA.

ABS może dłużej wytrzymać światło słoneczne, ponieważ jest znacznie bardziej odporny na temperaturę niż PLA. Ze względu na swoją sztywność i dobrą wytrzymałość na rozciąganie, jest to dobra opcja do krótkotrwałego użytku zewnętrznego.

Wystawienie go na dłuższy czas pod słońce może mieć na niego degradujący wpływ. ABS w swojej najczystszej postaci nie będzie absorbował energii z promieniowania UV, tworząc wolne rodniki.

Dłuższe okresy ekspozycji na promieniowanie UV i słoneczne mogą przyspieszyć proces starzenia się ABS-u. Ponadto, długotrwała ekspozycja ABS-u pod wpływem promieni słonecznych może spowodować wypaczenie modelu w wyniku zmiany temperatury.

Degradacja tego materiału może być obserwowana jako podobne objawy jak w przypadku PLA przy degradacji. ABS przy długiej ekspozycji może stracić swój kolor i stać się blady. Na jego powierzchni pojawia się biała kredowa substancja, która często może się wytrącać pod wpływem siły mechanicznej.

Tworzywo powoli zaczyna tracić swoją sztywność i wytrzymałość i staje się kruche. Mimo to ABS może być używany na zewnątrz przez znacznie dłuższy okres czasu w porównaniu z PLA. ABS utrzymuje swoją integralność strukturalną znacznie lepiej, ale jest znany z szybszego blaknięcia.

Ponieważ głównym winowajcą negatywnych skutków jest ciepło, ABS trzyma się o wiele lepiej na światło słoneczne i promienie UV dzięki swojej wysokiej odporności na temperaturę.

Zwykłym sposobem na zapewnienie ochrony przed promieniowaniem UV Twoim zewnętrznym materiałom drukowanym w 3D jest nałożenie na nie lakieru. Możesz łatwo dostać lakiery chroniące przed promieniowaniem UV, aby rozwiązać ten problem.

Lakier odporny na promieniowanie UV, którego bym użył to Krylon Clear Coatings Aerosol (11-Ounce) z Amazon. Nie tylko wysycha w ciągu kilku minut, ale jest odporny na wilgoć i ma nieżółknącą trwałą powłokę. Bardzo przystępny i przydatny!

ABS jest rzeczywiście używany do zastosowań zewnętrznych, takich jak długie deski, które są narażone na działanie promieni słonecznych przez długi czas.

PETG

Ze wszystkich trzech powszechnie stosowanych materiałów do druku 3D, PETG jest najbardziej wytrzymały przy długiej ekspozycji na promieniowanie UV. PETG jest zmodyfikowaną przez glikol wersją zwykłego PET (politereftalanu etylenu).

Brak dodatków i pigmentu kolorystycznego w naturalnym PETG oznacza, że jest on bardziej dostępny w czystej postaci na rynku odporności na promieniowanie UV.

Jak omówiono w powyższych punktach, czystsze formy wszelkich tworzyw sztucznych są mniej narażone na działanie UV.

Jest to materiał mniej sztywny i bardziej elastyczny w porównaniu z tworzywem ABS. Elastyczność materiału pozwala mu rozszerzać się i kurczyć w zależności od warunków temperaturowych przy długiej ekspozycji na zewnątrz.

Gładkie wykończenie PETG pomaga mu odbijać większość promieniowania padającego na powierzchnię, a jego przezroczysty wygląd nie zatrzymuje energii cieplnej z promieniowania.

Te właściwości dają mu znacznie większą wytrzymałość na działanie promieniowania UV w porównaniu z PLA i ABS. Mimo że jest bardziej wytrzymały na działanie promieniowania UV i słońca, jest bardziej podatny na zużycie, gdy jest używany na zewnątrz ze względu na swoją miękką powierzchnię.

Wiele form PETG jest używanych specjalnie do użytku zewnętrznego, więc w zależności od producenta może to być świetny wybór dla Ciebie.

Jeśli szukasz świetnego białego PETG do użytku na zewnątrz, przejdź do Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (White). Są one wysokiej jakości, zaufanym producentem filamentów, a także zaskakująco pochodzi z 200 x 200mm powierzchni budowania!

Który materiał jest najtrwalszy w świetle słonecznym?

Chociaż stwierdziliśmy, że PETG jest bardziej wytrzymały na działanie promieniowania UV, to nie jest on najlepszym rozwiązaniem na zewnątrz ze względu na inne wady, na które cierpi.

Byłoby bardzo miło mieć materiał do druku, który jest odporny na promieniowanie UV, a także posiada właściwości, które posiada ABS, takie jak wytrzymałość i sztywność. Nie rozczarowuj się, ponieważ jest taki materiał.

ASA (akryl styren akrylonitryl)

Jest to tworzywo, które ma najlepsze cechy obu tych elementów. Posiada wytrzymałość, jak również trwałość pod wpływem promieniowania UV.

Jest to najbardziej znane tworzywo sztuczne do druku 3D przeznaczone do pracy w trudnych warunkach atmosferycznych. ASA zostało właściwie opracowane jako alternatywa dla tworzywa ABS. Mimo, że jest to materiał trudny do druku i drogi, ma wiele zalet.

Oprócz tego, że jest odporny na promieniowanie UV, jest również odporny na zużycie, temperaturę i ma wysoką odporność na uderzenia.

Ze względu na te właściwości, niektóre powszechne zastosowania tworzywa ASA to zewnętrzne obudowy elektroniki, zewnętrzne części pojazdów i oznakowanie zewnętrzne.

Można by pomyśleć, że ASA jest bardzo drogie, ale cena nie jest zła. Sprawdź cenę Polymaker PolyLite ASA (White) 1KG 1.75mm na Amazon.

Ten filament jest wyraźnie odporny na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne, więc dla wszystkich projektów, które są używane na zewnątrz, jest to twój filament go-to.

Możesz łatwo kupić filamenty specjalnie zaprojektowane do użytku zewnętrznego, które nie są wrażliwe na promienie UV lub zmiany temperatury. Sprawdź Maker Shop 3D w sekcji Filamenty do użytku zewnętrznego, aby uzyskać szeroką gamę kolorów i materiałów.

Jakiego materiału należy użyć do produkcji części samochodowych?

Jeśli drukujesz lub prototypujesz materiały do wnętrza samochodu, najlepiej jest trzymać się starego dobrego ABS-u, ponieważ jest on tani i nie jest podatny na wpływy atmosferyczne.

Kiedy używasz materiałów drukowanych w 3D do tworzenia małych części zewnętrznych dla samochodu, najlepszym wyborem byłoby trzymanie się wyżej wymienionych ASA, aby były bardziej trwałe pod wpływem promieniowania UV i słońca.

Jeśli masz pomysł na lekki i mocny prototyp dla samochodów, to najlepszą opcją będzie użycie materiałów z kompozytu z włóknem węglowym, takich jak ABS infuzowany włóknem węglowym.

Włókno węglowe jest wykorzystywane w większości samochodów o wysokich osiągach do produkcji części aerodynamicznych i karoserii. Jest nawet używane do budowy ekstremalnie lekkich i mocnych podwozi super samochodów przez firmy takie jak McLaren i Alfa Romeo.

Jeśli kochasz świetnej jakości wydruki 3D, pokochasz AMX3d Pro Grade 3D Printer Tool Kit z Amazon. Jest to zestaw zszywek narzędzi do druku 3D, który daje wszystko, czego potrzebujesz, aby usunąć, oczyścić & zakończyć swoje wydruki 3D.

Daje on możliwość:

• Łatwe czyszczenie wydruków 3D - 25-częściowy zestaw z 13 ostrzami noży i 3 uchwytami, długą pęsetą, szczypcami z igłą i sztyftem kleju.
• Po prostu usuń wydruki 3D - przestań niszczyć swoje wydruki 3D, używając jednego z 3 specjalistycznych narzędzi do usuwania.
• Doskonale wykończ swoje wydruki 3D - 3-częściowe, 6-narzędziowe, precyzyjne combo skrobaka/szpilki/noża może dostać się do małych szczelin, aby uzyskać doskonałe wykończenie.
• Zostań profesjonalistą w dziedzinie druku 3D!