Ультрафіолетове випромінювання відоме своєю здатністю викликати фотохімічні ефекти в полімерній структурі. Це може бути благословенням, коли мова йде про 3D-принтери на основі смоли (SLA), які використовують для друку ультрафіолетовий лазер.

З іншого боку, це також може спричинити деградацію пластику. Якщо ви будуєте будь-яку модель для зовнішнього денного використання і хочете, щоб вона була стійкою до ультрафіолету і сонячного світла, то ця стаття проллє світло (вибачте) на те, які матеріали найкраще підходять для цієї мети.

PLA не стійкий до ультрафіолетового випромінювання, і на нього негативно впливає сонячне світло протягом тривалого періоду часу. ABS має кращі характеристики стійкості до ультрафіолетового випромінювання, але однією з найбільш стійких до ультрафіолету ниток є ASA, яка є альтернативою ABS. Вона не тільки легша для друку, ніж ABS, але й довговічніша в цілому.

Давайте розберемося в деталях, а також розглянемо вплив ультрафіолету та сонячного світла на такі популярні матеріали для друку, як PLA, ABS і PETG.

Якщо вас цікавлять найкращі інструменти та аксесуари для ваших 3D-принтерів, ви можете легко знайти їх, натиснувши тут (Amazon).

Стійкість до ультрафіолету та сонця кожного матеріалу

НВАК ( Полімолочна кислота )

PLA - це біорозкладний пластик, який виготовляється з відновлюваних ресурсів, таких як цукрова тростина або кукурудзяний крохмаль.

Те, що він біологічно розкладається, не обов'язково означає, що він не буде добре триматися на сонці. Він може почати ставати більш крихким і втрачати свою жорсткість, але здебільшого він збереже свою основну форму і міцність, поки не буде функціональним.

Це означає, що ви можете залишати PLA на сонці для візуальних, естетичних деталей, але не для, скажімо, ручок або кріплень.

На відео нижче від Makers Muse показано, як PLA, залишений на сонці протягом року, змінює свій колір під впливом ультрафіолету.

Ознайомтеся з моєю статтею "Чому нитка PLA стає крихкою і ламається", в якій я докладно розповідаю про це явище.

PLA більш схильний до атмосферних впливів порівняно з іншими пластиками, що використовуються для 3D-друку, оскільки він біологічно розкладається. Виявлено, що вплив ультрафіолету на PLA протягом 30-90 хвилин може скоротити час його деградації.

Якщо вам цікаво, що таке UVC, то це найпотужніше ультрафіолетове випромінювання, яке використовується як бактерицидний засіб у водоочисниках.

Цей вплив також може спричинити повільне руйнування фарбувальних пігментів, присутніх у матеріалі, і створити крейдяний вигляд поверхні. PLA в чистому вигляді більш стійкий до ультрафіолету.

Якщо придбана нитка PLA містить домішки, такі як полікарбонати або барвник, це може призвести до швидшої деградації під впливом сонячного ультрафіолету. На фізичні характеристики це вплине не так сильно, більше на рівні хімічного розпаду.

Щоб по-справжньому розкласти ПЛА, потрібні дуже специфічні умови, такі як надзвичайно високі температури і фізичний тиск. Існують спеціалізовані установки, які роблять це, тому не розраховуйте на те, що сонце може зробити щось близьке до цього. Якщо тримати ПЛА в компостному ящику з високою температурою і тиском, то для його розкладання потрібно кілька місяців.

Вам краще уникати використання темних кольорів PLA, оскільки вони притягують тепло і стають м'якими. Ще більш дивним є те, що оскільки PLA виготовляється з органічних продуктів, деякі тварини, як відомо, насправді намагаються їсти предмети з PLA, тому обов'язково майте це на увазі!

Незважаючи на те, що це найпопулярніший і найекономічніший матеріал для 3D-друку, часто рекомендують використовувати PLA-пластик лише в приміщеннях або для легкого зовнішнього використання.

ABS ( Акрилонітрил бутадієн-стирол )

АБС-пластик має багато переваг у порівнянні з PLA, коли мова йде про використання на відкритому повітрі. Основна причина полягає в тому, що це пластик, який не розкладається, на відміну від PLA.

ABS може довше витримувати сонячне світло, оскільки він набагато стійкіший до температури, ніж PLA. Завдяки своїй жорсткості і хорошій міцності на розрив, він є хорошим варіантом для короткочасного використання на відкритому повітрі.

Тривале перебування на сонці може мати руйнівний вплив на нього. АБС у чистому вигляді не поглинає енергію ультрафіолетового випромінювання і не утворює вільних радикалів.

Триваліший вплив ультрафіолетового та сонячного світла може прискорити процес вивітрювання ABS. Крім того, тривале перебування ABS під сонячним промінням може призвести до деформації моделі через зміну температури.

Деградацію цього матеріалу можна спостерігати за симптомами, подібними до деградації PLA. ABS при тривалому впливі може втратити свій колір і стати блідим. На його поверхні з'являється біла крейдяна речовина, яка часто може випадати в осад при механічному впливі.

Пластик поступово починає втрачати свою жорсткість і міцність і стає крихким. Проте, ABS можна використовувати на вулиці набагато довше, ніж PLA. ABS набагато краще зберігає свою структурну цілісність, але, як відомо, швидше вицвітає.

Оскільки основним винуватцем негативних наслідків є спека, АБС набагато краще протистоїть сонячному світлу та ультрафіолетовим променям завдяки своїй стійкості до високих температур.

Звичайний спосіб захистити ваші зовнішні 3D-друковані матеріали від ультрафіолету - це нанести трохи лаку ззовні. Ви можете легко придбати лаки для захисту від ультрафіолету, щоб вирішити цю проблему.

Я б використовував стійкий до ультрафіолету лак Krylon Clear Coatings Aerosol (11 унцій) від Amazon. Він не тільки сохне за лічені хвилини, але й є вологостійким і має нежовтіюче стійке покриття. Дуже доступний і корисний!

АБС фактично використовується для зовнішніх застосувань, наприклад, для довгих дощок, які тривалий час перебувають під впливом сонячного світла.

PETG

З усіх трьох матеріалів, що найчастіше використовуються для 3D-друку, PETG є найбільш стійким до тривалого впливу ультрафіолетового випромінювання. PETG - це модифікована гліколем версія звичайного ПЕТ (поліетилентерефталату).

Відсутність добавок і кольорових пігментів у натуральному PETG означає, що він більш доступний у чистому вигляді на ринку для стійкості до ультрафіолету.

Як ми вже обговорювали в попередніх розділах, чистіші форми будь-якого пластику менше піддаються впливу ультрафіолету.

Це менш жорсткий і більш гнучкий матеріал у порівнянні з ABS-пластиком. Гнучкість матеріалу дозволяє йому розширюватися і стискатися відповідно до температурних умов при тривалому перебуванні на відкритому повітрі.

Гладка поверхня PETG допомагає йому відбивати більшу частину випромінювання, що падає на поверхню, а його прозорий вигляд не утримує теплову енергію випромінювання.

Ці властивості надають йому набагато більшої стійкості до ультрафіолету порівняно з PLA і ABS. Хоча він більш стійкий до ультрафіолету і сонячного світла, він більш схильний до зносу при використанні на відкритому повітрі через свою м'яку поверхню.

Багато форм ПЕТГ використовуються спеціально для зовнішнього застосування, тому, залежно від виробника, це може бути чудовим вибором для вас.

Якщо ви шукаєте чудову білу нитку PETG для використання на відкритому повітрі, зверніть увагу на нитку Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (White). Це високоякісний, надійний виробник ниток, і вона, на диво, поставляється з робочою поверхнею 200 x 200mm!

Який матеріал найстійкіший до сонячного світла?

Незважаючи на те, що ми виявили, що PETG більш стійкий до впливу ультрафіолету, він не є ідеальним рішенням для використання на відкритому повітрі через інші недоліки, від яких він страждає.

Було б дуже добре мати матеріал для друку, стійкий до ультрафіолету, а також такий, що зберігає властивості ABS, такі як міцність і жорсткість. Не розчаровуйтеся, адже такий матеріал існує.

ASA (Акриловий стирол акрилонітрил)

Це пластик, який поєднує в собі найкраще з обох: міцність і стійкість до ультрафіолетового випромінювання.

Це найвідоміший пластик для 3D-друку для суворих погодних умов. ASA був розроблений як альтернатива пластику ABS. Хоча це складний для друку і дорогий матеріал, він має багато переваг.

Окрім стійкості до ультрафіолетового випромінювання, він також зносостійкий, термостійкий і має високу ударостійкість.

Завдяки цим властивостям пластик ASA часто використовується для виготовлення зовнішніх корпусів електроніки, зовнішніх деталей транспортних засобів та зовнішніх вивісок.

Ви можете подумати, що ASA має величезну премію, але насправді ціна не така вже й погана. Перевірте ціну на Polymaker PolyLite ASA (білий) 1 кг 1,75 мм на Amazon.

Ця нитка стійка до ультрафіолетового випромінювання і погодних умов, тому для будь-яких проектів, які ви використовуєте на відкритому повітрі, це найкраща нитка.

Ви можете легко придбати нитки, спеціально розроблені для зовнішнього використання, які не чутливі до ультрафіолетових променів і перепадів температури. Перегляньте розділ "Нитки для зовнішнього використання" в Maker Shop 3D, щоб ознайомитися з широким асортиментом кольорів і матеріалів.

З якого матеріалу слід виготовляти автозапчастини?

Якщо ви друкуєте або створюєте прототипи матеріалів для салону автомобіля, найкраще використовувати старий добрий АБС, оскільки він дешевий і не схильний до атмосферних впливів.

Якщо ви використовуєте 3D-друковані матеріали для виготовлення невеликих зовнішніх деталей для автомобіля, найкращим вибором буде використання вищезгаданого ASA, який є більш стійким до впливу ультрафіолетового та сонячного світла.

Якщо у вас є ідея легкого та міцного прототипу для автомобілів, то найкращим варіантом буде використання матеріалів з композитним вуглецевим волокном, таких як АБС, наповнений вуглецевим волокном.

Вуглецеве волокно використовується у більшості високопродуктивних автомобілів для виготовлення аеродинамічних деталей та кузова. З нього навіть будують надзвичайно легкі та міцні шасі для суперкарів такі компанії, як McLaren та Alfa Romeo.

Якщо ви любите високоякісний 3D-друк, вам сподобається набір інструментів для 3D-принтерів AMX3d Pro Grade від Amazon. Це основний набір інструментів для 3D-друку, який містить усе необхідне для зняття, очищення та обробки ваших 3D-друків.

Це дає вам можливість:

• Легко очищайте свої 3D-друки - набір з 25 предметів: 13 лез для ножів і 3 ручок, довгий пінцет, плоскогубці з голкою та клей-карандаш.
• Просто видаляйте 3D-друки - припиніть пошкоджувати свої 3D-друки за допомогою одного з 3 спеціалізованих інструментів для видалення.
• Ідеально обробляйте свої 3D-друки - комбінація з 3 частин та 6 інструментів, що складається з прецизійних скребків, різців та ножів, здатна проникати в невеликі щілини, щоб отримати ідеальну обробку.
• Станьте професіоналом у сфері 3D-друку!