Radiația razelor UV este cunoscută pentru capacitatea sa de a provoca efecte fotochimice în structura unui polimer. Acest lucru poate fi o binecuvântare atunci când vine vorba de imprimantele 3D pe bază de rășină (SLA) care utilizează laserul UV pentru a imprima.

Dacă construiți un model care va fi utilizat în exterior pe timp de zi și doriți ca acesta să reziste la razele UV și la lumina soarelui, acest articol va face lumină (scuze) asupra materialelor care sunt cele mai bune pentru a îndeplini acest scop.

PLA nu este rezistent la UV și va fi afectat în mod negativ de lumina soarelui pe o perioadă lungă de timp. ABS are calități mai bune de rezistență la UV, dar unul dintre cele mai rezistente filamente UV este ASA, care este o alternativă la ABS. Nu numai că este mai ușor de imprimat decât ABS, dar este mai durabil în general.

Să intrăm în mai multe detalii și să analizăm, de asemenea, efectele razelor UV și ale luminii solare asupra materialelor de imprimare populare precum PLA, ABS și PETG.

Dacă sunteți interesat să vedeți unele dintre cele mai bune instrumente și accesorii pentru imprimantele 3D, le puteți găsi cu ușurință făcând clic aici (Amazon).

UV & Rezistența solară a fiecărui material

PLA ( Acid polilactic )

PLA este un plastic biodegradabil, fabricat din resurse regenerabile, cum ar fi trestia de zahăr sau amidonul de porumb.

Doar pentru că este biodegradabilă, nu înseamnă neapărat că nu se va descurca bine afară, la soare. Este posibil să înceapă să devină mai fragilă și să-și piardă rigiditatea, dar, în mare parte, își va păstra forma principală și rezistența atâta timp cât nu este funcțională.

Practic, înseamnă că puteți lăsa PLA la soare pentru piese vizuale, estetice, dar nu și pentru un mâner sau o montură, să zicem.

Videoclipul de mai jos de la Makers Muse arată efectele PLA lăsat la soare timp de un an, cu un PLA care își schimbă culoarea în UV.

Consultați articolul meu despre De ce filamentul PLA devine fragil și; Snap, care intră în unele despre acest fenomen.

PLA este mai predispus la intemperii în comparație cu alte materiale plastice utilizate pentru imprimarea 3D, deoarece este biodegradabil. S-a constatat că expunerea PLA la UVC timp de 30 până la 90 de minute poate scurta timpul de degradare a acestuia.

Dacă vă întrebați ce este UVC, aceasta este cea mai puternică radiație UV și este utilizată ca germicid în purificatoarele de apă.

Această expunere poate provoca, de asemenea, distrugerea lentă a pigmenților coloranți prezenți în material și poate crea un aspect calcaros pe suprafață. PLA în forma sa cea mai pură este mai rezistent la UV.

În cazul în care filamentul de PLA cumpărat conține impurități, cum ar fi policarbonați sau coloranți adăugați în el, acest lucru poate duce la o degradare mai rapidă atunci când este expus la razele UV ale soarelui. Caracteristicile fizice nu vor fi atât de mult afectate, ci mai mult la nivel de degradare chimică.

Pentru a descompune cu adevărat PLA, este nevoie de condiții foarte specifice, cum ar fi temperaturi extrem de ridicate și presiune fizică. Există plante specializate care fac acest lucru, așa că nu vă bazați pe faptul că soarele ar putea face ceva asemănător. Păstrarea PLA într-un coș de compost cu căldură și presiune ridicată durează câteva luni pentru a se descompune.

Ar trebui să evitați să folosiți orice PLA de culoare închisă, deoarece acestea atrag căldura și se vor înmuia. Chiar mai surprinzător este faptul că, deoarece PLA este fabricat din produse organice, unele animale au fost cunoscute ca încercând să mănânce obiecte din PLA, așa că țineți cont de acest lucru!

Chiar dacă este cel mai popular și mai economic material de imprimare 3D, este adesea recomandat să folosiți plasticul PLA în interior sau doar pentru o utilizare ușoară în exterior.

ABS ( Acrilonitril butadienă stiren )

Plasticul ABS are multe avantaje în comparație cu PLA atunci când vine vorba de utilizarea în exterior. Principalul motiv se datorează faptului că este un plastic non-biodegradabil în comparație cu PLA.

ABS poate rezista mai mult timp la lumina soarelui, deoarece este mult mai rezistent la temperatură decât PLA. Datorită rigidității și rezistenței bune la tracțiune, este o opțiune bună pentru utilizarea pe termen scurt în exterior.

Expunerea sa pentru o perioadă mai lungă de timp la soare poate avea efecte degradante asupra sa. ABS în forma sa cea mai pură nu va absorbi energia din radiațiile UV pentru a crea radicali liberi.

Perioadele mai lungi de expunere la razele UV și la lumina soarelui pot accelera procesul de degradare a ABS-ului. În plus, expunerea ABS-ului la lumina soarelui pentru o perioadă lungă de timp poate cauza deformarea modelului din cauza schimbărilor de temperatură.

Degradarea acestui material poate fi observată sub forma unor simptome similare cu cele ale PLA la degradare. ABS-ul la o expunere îndelungată își poate pierde culoarea și poate deveni palid. Pe suprafața sa apare o substanță calcaroasă albă, care poate precipita adesea sub acțiunea forței mecanice.

Plasticul începe încet-încet să își piardă rigiditatea și rezistența și începe să devină casant. Cu toate acestea, ABS poate fi utilizat pentru exterior pentru o perioadă mult mai lungă de timp în comparație cu PLA. ABS își păstrează integritatea structurală mult mai bine, dar se știe că se decolorează mai repede.

Deoarece principalul vinovat de efectele negative este căldura, ABS rezistă mult mai bine la lumina soarelui și la razele UV datorită rezistenței sale la temperaturi ridicate.

Modalitatea obișnuită de a oferi protecție UV materialelor imprimate 3D pentru exterior este de a aplica un lac pe partea exterioară. Puteți obține cu ușurință lacuri de protecție UV pentru a rezolva această problemă.

Lacul rezistent la UV pe care l-aș folosi este Krylon Clear Coatings Aerosol (11 uncii) de pe Amazon. Nu numai că se usucă în câteva minute, dar este rezistent la umiditate și are un strat permanent care nu se îngălbenește. Foarte accesibil și util!

ABS este utilizat de fapt pentru aplicații în aer liber, cum ar fi plăcile lungi care sunt expuse la lumina soarelui pentru perioade lungi de timp.

PETG

Dintre toate cele trei materiale utilizate în mod obișnuit pentru imprimarea 3D, PETG este cel mai durabil în condiții de expunere îndelungată la radiații UV. PETG este o versiune modificată cu glicol a PET-ului normal (polietilen tereftalat).

Lipsa aditivilor și a pigmenților de culoare în PETG natural înseamnă că acesta este mai mult disponibil în formă pură pe piață pentru rezistența la UV.

După cum s-a discutat în secțiunile de mai sus, formele mai pure ale oricărui plastic sunt mai puțin afectate de UV.

Este un material mai puțin rigid și mai flexibil în comparație cu plasticul ABS. Flexibilitatea materialului îi permite să se extindă și să se contracte în funcție de condițiile de temperatură în cazul unei expuneri îndelungate la exterior.

Finisajul neted al PETG îl ajută să reflecte cea mai mare parte a radiațiilor care cad pe suprafață, iar aspectul său transparent nu reține energia termică din radiații.

Aceste proprietăți îi conferă o rezistență mult mai mare la razele UV în comparație cu PLA și ABS. Chiar dacă este mai rezistent la razele UV și la lumina soarelui, este mai predispus la uzură atunci când este utilizat în exterior din cauza suprafeței sale moi.

Multe forme de PETG sunt folosite special pentru utilizare în exterior, astfel încât, în funcție de producător, poate fi o alegere excelentă pentru dumneavoastră.

Dacă sunteți în căutarea unui PETG alb grozav pe care să îl folosiți pentru exterior, alegeți Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (alb). Sunt un producător de filament de înaltă calitate, de încredere și, în mod surprinzător, vine cu o suprafață de 200 x 200mm!

Ce material este cel mai rezistent la lumina soarelui?

Chiar dacă am constatat că PETG este mai durabil în condiții de expunere la UV, nu este soluția supremă pentru exterior din cauza altor dezavantaje de care suferă.

Ar fi foarte frumos să avem un material de imprimare care să fie rezistent la UV și care să dețină proprietățile pe care le are ABS-ul, cum ar fi rezistența și rigiditatea. Nu fiți dezamăgiți, pentru că există unul.

ASA (acrilic stiren acrilonitril)

Acesta este un plastic care are cele mai bune calități din ambele. Are atât rezistență, cât și durabilitate la radiațiile UV.

Este cel mai cunoscut plastic imprimabil 3D pentru condiții meteorologice dure. ASA a fost de fapt dezvoltat ca o alternativă la plasticul ABS. Chiar dacă este un material greu de imprimat și scump, are multe avantaje.

Pe lângă faptul că este rezistent la razele UV, este rezistent la uzură, la temperatură și are o rezistență ridicată la impact.

Datorită acestor proprietăți, unele dintre aplicațiile comune ale plasticului ASA sunt pentru carcasele electronice exterioare, piesele exterioare pentru vehicule și pentru semnalizarea exterioară.

Ați crede că ASA vine la o primă masivă, dar prețul nu este de fapt prea rău. Verificați prețul Polymaker PolyLite ASA (White) 1KG 1.75mm pe Amazon.

Acest filament este în mod explicit rezistent la UV și la intemperii, astfel încât pentru orice proiect pe care îl utilizați în aer liber, acesta este filamentul pe care trebuie să-l folosiți.

Puteți achiziționa cu ușurință filamente special concepute pentru utilizare în exterior și care nu sunt sensibile la razele UV sau la schimbările de temperatură. Consultați secțiunea Filament pentru utilizare în exterior a Maker Shop 3D pentru o gamă largă de culori și materiale.

Ce material ar trebui să folosesc pentru piesele auto?

Dacă tipăriți sau creați prototipuri de materiale pentru interiorul automobilului, cel mai bine este să folosiți vechiul ABS, deoarece este ieftin și nu este predispus la intemperii.

Atunci când folosiți materiale imprimate 3D pentru a realiza mici piese exterioare pentru automobile, cea mai bună alegere ar fi să folosiți ASA menționată mai sus pentru a fi mai durabile în condiții de UV și lumină solară.

Dacă aveți o idee de prototipuri ușoare și rezistente pentru automobile, atunci cea mai bună opțiune ar fi să folosiți materiale compozite din fibră de carbon, cum ar fi ABS infuzat cu fibră de carbon.

Fibra de carbon este folosită în majoritatea automobilelor de înaltă performanță pentru părțile sale aerodinamice și pentru caroserie. Este folosită chiar și pentru a construi șasiuri extrem de ușoare și puternice pentru super mașini de către companii precum McLaren și Alfa Romeo.

Dacă vă plac imprimările 3D de înaltă calitate, vă va plăcea kitul de instrumente pentru imprimante 3D AMX3d Pro Grade 3D Printer de la Amazon. Este un set de bază de instrumente de imprimare 3D care vă oferă tot ce aveți nevoie pentru a îndepărta, curăța & terminați imprimările 3D.

Acesta vă oferă posibilitatea de a:

• Curățați-vă cu ușurință printurile 3D - kit de 25 de piese cu 13 lame de cuțit și 3 mânere, pensete lungi, clești cu nas ac și un băț de lipici.
• Îndepărtați pur și simplu imprimările 3D - nu vă mai deteriorați imprimările 3D utilizând unul dintre cele 3 instrumente specializate de îndepărtare.
• Finalizați perfect imprimările 3D - combinația de racletă de precizie din 3 piese, cu 6 unelte de precizie, cu racletă, cuțit și lamă de cuțit poate pătrunde în crăpăturile mici pentru a obține un finisaj excelent.
• Deveniți un profesionist în imprimarea 3D!