Излучение ультрафиолетовых лучей известно своей способностью вызывать фотохимические эффекты в полимерной структуре. Это может быть благом, когда речь идет о 3D-принтерах на основе смолы (SLA), использующих для печати ультрафиолетовый лазер.

Если вы строите какую-либо модель, предназначенную для внешнего дневного использования, и хотите, чтобы она была устойчива к воздействию ультрафиолета и солнечного света, то эта статья прольет свет (простите) на то, какие материалы лучше всего подходят для этой цели.

PLA не устойчив к УФ-излучению и будет подвержен негативному воздействию солнечного света в течение длительного периода времени. ABS обладает лучшими качествами устойчивости к УФ-излучению, но одним из наиболее устойчивых к УФ-излучению филаментов является ASA, который является альтернативой ABS. Его не только легче печатать, чем ABS, но и в целом он более долговечен.

Давайте разберемся подробнее, а также рассмотрим влияние ультрафиолета и солнечного света на такие популярные материалы для печати, как PLA, ABS и PETG.

Если вам интересно посмотреть на некоторые из лучших инструментов и аксессуаров для ваших 3D-принтеров, вы можете легко найти их, нажав здесь (Amazon).

UV & устойчивость к воздействию солнечных лучей каждого материала

PLA ( Полилактическая кислота )

PLA - это биоразлагаемый пластик, который изготавливается из возобновляемых ресурсов, таких как сахарный тростник или крахмал кукурузы.

То, что он является биоразлагаемым, не обязательно означает, что он не будет хорошо себя чувствовать на солнце. Он может стать более хрупким и потерять свою жесткость, но в основном он будет сохранять свою основную форму и прочность до тех пор, пока он не будет функционировать.

В принципе, это означает, что вы можете оставить PLA на солнце для визуальных, эстетических деталей, но не для, скажем, ручки или крепления.

На видео, снятом Makers Muse, показан эффект от того, что PLA оставляют на солнце на год, при этом PLA меняет цвет под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Ознакомьтесь с моей статьей "Почему нить PLA становится хрупкой и ломкой", в которой рассказывается об этом явлении.

PLA более подвержен атмосферным воздействиям по сравнению с другими пластиками, используемыми для 3D-печати, поскольку он является биоразлагаемым. Установлено, что воздействие ультрафиолетового излучения на PLA в течение 30-90 минут может сократить время его деградации.

Если вам интересно, что такое UVC, то это самое мощное ультрафиолетовое излучение, которое используется в качестве бактерицидного в водоочистителях.

Такое воздействие также может привести к медленному разрушению красящих пигментов, присутствующих в материале, и образованию мела на поверхности. PLA в чистом виде более устойчив к воздействию ультрафиолета.

Если купленная нить PLA содержит примеси, такие как поликарбонаты или красители, это может привести к более быстрому разрушению под воздействием ультрафиолета от солнечного света. Физические характеристики не так сильно пострадают, скорее на уровне химического распада.

Чтобы по-настоящему разложить PLA, необходимы очень специфические условия, такие как чрезвычайно высокие температуры и физическое давление. Существуют специализированные растения, которые делают это, поэтому не рассчитывайте на то, что солнце сможет сделать что-то близкое к этому. Хранение PLA в компостном бункере при высокой температуре и давлении требует нескольких месяцев для разложения.

Вы бы хотели избежать использования PLA темного цвета, потому что они притягивают тепло и становятся мягкими. Еще более удивительно то, что поскольку PLA изготовлен из органических продуктов, некоторые животные, как известно, пытаются съесть предметы из PLA, так что имейте это в виду!

Несмотря на то, что это самый популярный и экономичный материал для 3D-печати, PLA-пластик часто рекомендуется использовать только в помещениях или для умеренного наружного применения.

ABS ( Акрилонитрил-бутадиен-стирол )

ABS-пластик имеет много преимуществ по сравнению с PLA, когда речь идет о наружном использовании. Основная причина заключается в том, что это не разлагаемый пластик по сравнению с PLA.

ABS может выдерживать солнечный свет в течение более длительного времени, поскольку он гораздо более устойчив к перепадам температур, чем PLA. Благодаря своей жесткости и хорошей прочности на разрыв, он является хорошим вариантом для краткосрочного использования на открытом воздухе.

Длительное пребывание под солнцем может оказать на него разрушающее воздействие. ABS в чистом виде не поглощает энергию УФ-излучения для образования свободных радикалов.

Более длительное воздействие ультрафиолета и солнечного света может ускорить процесс выветривания на ABS. Кроме того, длительное нахождение ABS под солнечными лучами может привести к деформации модели из-за изменения температуры.

При деградации этого материала можно наблюдать симптомы, схожие с симптомами деградации PLA. ABS при длительном воздействии может потерять цвет и побледнеть, на его поверхности появляется белое мелообразное вещество, которое часто может выпадать в осадок при механическом воздействии.

Пластик постепенно начинает терять свою жесткость и прочность и становится хрупким. Тем не менее, ABS можно использовать для наружных работ гораздо дольше, чем PLA. ABS гораздо лучше сохраняет свою структурную целостность, но, как известно, быстрее выцветает.

Поскольку основным виновником негативного воздействия является тепло, ABS гораздо лучше противостоит солнечному свету и ультрафиолетовым лучам благодаря своей высокой термостойкости.

Обычный способ обеспечить защиту от ультрафиолетового излучения для 3D-печатных материалов на открытом воздухе - нанести на внешнюю сторону лак. Вы можете легко приобрести лаки, защищающие от ультрафиолетового излучения, чтобы решить эту проблему.

Я бы использовал лак с защитой от ультрафиолетового излучения Krylon Clear Coatings Aerosol (11-Ounce) от Amazon. Он не только сохнет за несколько минут, но и устойчив к влаге и имеет не желтеющее перманентное покрытие. Очень доступный и полезный!

ABS фактически используется для наружного применения, например, для длинных досок, которые подвергаются воздействию солнечного света в течение длительных периодов времени.

PETG

Из всех трех широко используемых материалов для 3D-печати PETG является наиболее прочным при длительном воздействии УФ-излучения. PETG - это модифицированная гликолем версия обычного PET (полиэтилентерефталата).

Отсутствие добавок и цветового пигмента в натуральном PETG означает, что он более доступен на рынке в чистом виде для обеспечения устойчивости к ультрафиолетовому излучению.

Как уже говорилось в предыдущих разделах, более чистые формы любого пластика меньше подвержены воздействию ультрафиолета.

Это менее жесткий и более гибкий материал по сравнению с ABS-пластиком. Гибкость материала позволяет ему расширяться и сжиматься в соответствии с температурными условиями при длительном пребывании на открытом воздухе.

Гладкая поверхность PETG помогает ему отражать большую часть излучения, падающего на поверхность, а его прозрачный вид не задерживает тепловую энергию излучения.

Эти свойства обеспечивают ему гораздо большую устойчивость к воздействию ультрафиолета по сравнению с PLA и ABS. Несмотря на то, что он более устойчив к воздействию ультрафиолета и солнечного света, он более подвержен износу при использовании на открытом воздухе из-за своей мягкой поверхности.

Многие формы PETG используются специально для наружного применения, поэтому в зависимости от производителя это может быть отличным выбором для вас.

Если вы ищете отличный белый PETG для наружных работ, выбирайте Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (White). Это высококачественный и надежный производитель нитей, и, что удивительно, он также поставляется с рабочей поверхностью 200 x 200 мм!

Какой материал наиболее устойчив к солнечному свету?

Хотя мы обнаружили, что PETG более долговечен под воздействием ультрафиолета, он не является оптимальным решением для наружного применения из-за других недостатков, которыми он страдает.

Было бы очень приятно иметь материал для печати, который устойчив к ультрафиолетовому излучению, а также обладает свойствами, присущими ABS, такими как прочность и жесткость. Не стоит разочаровываться, ведь такой материал уже есть.

ASA (акрил-стирол-акрилонитрил)

Это пластик, который сочетает в себе лучшие качества: прочность и стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения.

Это самый известный 3D-печатный пластик для суровых погодных условий. ASA был разработан как альтернатива ABS-пластику. Несмотря на то, что это сложный для печати и дорогой материал, у него много преимуществ.

Наряду с устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, он также износоустойчив, термостоек и обладает высокой ударопрочностью.

Благодаря этим свойствам, пластик ASA часто используется для изготовления наружных корпусов электронных устройств, наружных деталей автомобилей и наружных вывесок.

Вы можете подумать, что ASA стоит очень дорого, но на самом деле цена не так уж плоха. Посмотрите цену Polymaker PolyLite ASA (White) 1KG 1.75mm на Amazon.

Этот филамент однозначно устойчив к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям, поэтому для любых проектов, которые вы используете на открытом воздухе, этот филамент - то, что вам нужно.

Вы можете легко приобрести нити, специально разработанные для использования на открытом воздухе и не чувствительные к ультрафиолетовым лучам и перепадам температуры. Посмотрите раздел Maker Shop 3D "Нити для наружного использования", где представлен широкий выбор цветов и материалов.

Какой материал использовать для изготовления деталей автомобиля?

Если вы печатаете или создаете прототипы материалов для интерьера автомобиля, лучше всего остановиться на старом добром ABS, поскольку он дешев и не подвержен атмосферным воздействиям.

Если вы используете 3D-печатные материалы для изготовления небольших внешних деталей для автомобиля, лучше всего использовать вышеупомянутые ASA, чтобы они были более прочными под воздействием ультрафиолета и солнечного света.

Если у вас есть идея легкого и прочного прототипа для автомобилей, то лучшим вариантом будет использование материалов с композитным углеродным волокном, например, ABS с добавлением углеродного волокна.

Углеродное волокно используется в большинстве высокопроизводительных автомобилей для аэродинамических деталей и кузова. Оно даже используется для создания чрезвычайно легких и прочных шасси для суперкаров таких компаний, как McLaren и Alfa Romeo.

Если вы любите высококачественные 3D-отпечатки, вам понравится набор инструментов для 3D-принтера AMX3d Pro Grade от Amazon. Это основной набор инструментов для 3D-печати, в котором есть все необходимое для удаления, очистки и завершения 3D-печати.

Это дает вам возможность:

• Легкая очистка 3D-отпечатков - набор из 25 деталей с 13 лезвиями ножей и 3 ручками, длинным пинцетом, плоскогубцами с иголками и клей-карандашом.
• Простое удаление 3D-отпечатков - прекратите повреждать 3D-отпечатки, используя один из 3 специализированных инструментов для удаления.
• Идеальная отделка ваших 3D-отпечатков - комбинация из 3 частей, 6 инструментов для точного скребка, резца и ножа позволяет проникать в мелкие щели для получения великолепной отделки.
• Станьте профессионалом в области 3D-печати!