Какво представлява PLA-CF филаментът?

PLA-CF (PLA с въглеродни влакна) е филамент за 3D принтер с въглеродни влакна, тоест вид PLA пластмаса, подсилена с фини карбонови нишки. Известен още като карбонов филамент за 3D принтиране, PLA-CF комбинира лесния печат на стандартния PLA с подобрени механични свойства. При производството му в базовия PLA полимер са добавени нарязани въглеродни влакна (обикновено ~5-15% от състава), които значително увеличават здравината и твърдостта на материала. Защо съдържа карбонови влакна? Те действат като усилваща армировка – подобно на стоманените пръти в бетона – придавайки на пластмасата по-голяма устойчивост на огъване, удар и натиск, едновременно с по-ниско тегло на детайлите.

Основни предимства на PLA-CF спрямо стандартния PLA:

• Повишена здравина и твърдост: Благодарение на въглеродните влакна PLA-CF е много по-як и устойчив от обикновения PLA. Частите, принтирани с него, са по-малко податливи на огъване и деформация при натоварване. Това прави материала отличен избор за функционални, натоварени детайли, където стандартният PLA би се счупил по-лесно.
• Ниско тегло на отпечатъците: Карбоновите влакна са изключително леки. Добавянето им позволява изработка на здрави, но леки части, което е важно за проекти като дронове, модели на автомобили, роботика и др. – навсякъде, където съотношението здравина/тегло е критично.
• Минимално свиване и усукване: PLA-CF се принтира с много ниска деформация (усвояване) при изстиване. Влакната в състава му намаляват термичното свиване, така че детайлите запазват точните си размери. Това означава по-малък риск от откъсване от леглото и по-висока точност на финалните размери спрямо стандартния PLA.
• Лесен печат и висока скорост: Въпреки добавените влакна, PLA-CF остава толкова лесен за принтиране, колкото и обикновения PLA. Не изисква специална затворена камера или екстремни настройки. Повечето модели PLA-CF се екструдират гладко и дори позволяват по-високи скорости на печат, тъй като материалът е стабилен и не образува много нишки.
• Отличен външен вид – матов финиш: Готовите детайли имат привлекателна матова повърхност с лека текстура от карбоновите частици. Този „sandblasted“ ефект скрива линиите на слоя и придава професионален вид. Черните или тъмно сиви нюанси на повечето PLA-CF филаменти правят отпечатъците да изглеждат висококачествени, сякаш са от истински композитен материал. (Някои марки предлагат PLA-CF и в други цветове, като запазват матовия ефект.)

Забележка: PLA-CF наследява и някои характеристики на стандартния PLA. Например, той остава биоразградим (поради PLA основата) и няма неприятни миризми при печат. От друга страна обаче, топлинната му устойчивост е също толкова ограничена – отпечатаните детайли започват да омекват около ~60°C. Затова PLA-CF не е подходящ за употреба при високи температури (напр. в автомобил в горещ ден или като част от нагряващи се механизми). Това не е недостатък спрямо PLA, а по-скоро характеристика, с която трябва да се съобразите при избора на материала.

Как да принтираме с PLA-CF: настройки и съвети за успешно 3D принтиране

PLA-CF е сравнително непретенциозен към настройките материал, но има няколко важни особености при употребата му. Ето какво да имате предвид, когато 3D принтирате с PLA с въглеродни влакна:

Температура на екструдера и леглото

PLA-CF обикновено се печата при температури, подобни на тези за PLA, но често в горния диапазон за по-добра сплавка между слоевете. Препоръчителната температура на дюзата варира около 200°C – 230°C, в зависимост от конкретната марка и съдържание на влакна. Някои продукти с по-висок процент карбон може да изискват малко по-висока температура (например 220°-230°C), за да се осигури добро спояване на слоевете. Винаги следвайте указанията на производителя на филамента за оптимален резултат.

За леглото на принтера е полезно лека топлина. Макар че PLA-CF често може да се печата и на студена платформа (както PLA), препоръчително е нагревателно легло около 50°-60°C. Това подобрява адхезията на първия слой и допълнително минимизира риска от деформация. Използвайте стандартните основи за PLA: стъклена платформа с лепило (glue stick), PEI лист или текстуриран флекс платформ – PLA-CF ще се захване добре на тях. Важно е първият слой да бъде правилно нивелиран и прилепнал, тъй като карбоновите филаменти не прощават лошата адхезия (заради твърдостта на материала частите могат да се отлепят, ако основата не е достатъчно лепкава). При нужда нанесете тънък слой лепило или спрей за 3D печат, за да подобрите сцеплението.

Охлаждане и скорост на печат

Едно от предимствата на PLA-CF е, че работи добре с охлаждане, подобно на PLA. Използвайте вентилатора за охлаждане на модела на 50-100% от мощността му по време на печат (100% за малки детайли или мостове, и около 50% за по-големи слоеве за добра спойка). Правилното охлаждане ще осигури остри детайли и чисти ъгли, без да компрометира слепването между слоевете.

Материалът позволява и високи скорости на принтиране. Заради повишената си твърдост, PLA-CF филаментът подава стабилно през екструдера и може да запази качеството си при скорости по-високи от стандартния PLA. Много потребители успешно печатат PLA-CF със скорости 80-100+ мм/с. Ако вашият принтер е способен на това, PLA-CF може да спести време без значима загуба на качество. Разбира се, за оптимални резултати е добре да започнете с умерена скорост (например ~60 мм/с) и постепенно да увеличавате, докато прецените докъде качеството остава приемливо.

Необходими дюзи: защо трябва да използвате закалени накрайници

Един съществен момент при печат с всички карбонови филаменти (включително PLA-CF) е изборът на подходяща дюза. Защо е нужна специална дюза? – Защото въглеродните влакна действат като абразивен материал. Малките твърди нишки във филамента буквално шлайфат вътрешността на дюзата, докато преминават през нея. Стандартните месингови (бронзови) дюзи се износват много бързо при печат на PLA-CF – понякога само след няколко стотин грама филамент отвора на дюзата се разширява и закръгля, което води до влошено качество и непредвидимо екструдиране.

Решението е проста: използвайте закалени дюзи, предназначени за абразивни материали. Идеален избор са дюзите от закалена инструментална стомана (hardened steel), които са много по-твърди от месинга и могат да издържат дълги часове печат с въглеродни нишки без значимо износване. Алтернативно, на пазара има и дюзи с рубинени накрайници или такива от волфрамов карбид – те също вършат отлична работа с абразивни филаменти като PLA-CF (макар че са по-скъпи). Размерът на дюзата може да бъде стандартен 0.4 мм, тъй като повечето PLA-CF са с достатъчно ситни влакна, но някои потребители предпочитат 0.5-0.6 мм дюза. Малко по-широкият отвор намалява риска от запушване и допълнително удължава живота на дюзата, а загубата в резолюция на детайла е минимална.

В обобщение: Ако планирате да печатате с PLA-CF, задължително оборудвайте принтера си със закалена дюза. Това е малка инвестиция, която ще ви спести много главоболия и ще гарантира постоянно качество на печат. Стандартната месингова дюза оставете за неабразивни материали.

Съхранение и влажност на PLA-CF филаментите

Подобно на други PLA базирани материали, и PLA-CF е хигроскопичен – с времето абсорбира влага от въздуха. Допълнителното наличие на влакна не пречи на тази склонност; всъщност някои карбонови смеси могат да са дори по-чувствителни. Влажният филамент може да предизвика проблеми при печат: пукане и пращене от нишката, образуване на ситни балончета и неравности по слоя, както и „конци“ (stringing) между отделните части на модела. За да си спестите тези неприятности, съхранявайте PLA-CF на сухо място. Препоръчва се държането му в затворен плик със силикагел или още по-добре – в специална кутия за сушене на филамент. Ако филаментът ви е стоял дълго отворен, не е лоша идея да го изсушите преди печат (например 4-8 часа при ~50°C в сушилня или фурна на ниска температура). Сухият PLA-CF ще се печата много по-стабилно и качествено, с гладка текстура и без излишни нишки.

Резултати и свойства на отпечатаните модели с PLA-CF

Когато настроите принтера правилно (температура, дюза, охлаждане и сух филамент), резултатите от 3D принтирането с PLA-CF са впечатляващи. Ще получите части, които са осезаемо по-здрави и твърди от тези, направени със стандартен PLA. Много потребители споделят, че детайли, изработени от PLA-CF, могат да понасят механично натоварване почти както малки метални или карбонови компоненти. Разбира се, материалът все още е пластмаса и има своите лимити на якост, но за множество приложения PLA-CF надхвърля изискванията.

Освен здравината, ще забележите и разликата във външния вид. Отпечатъците имат матова, леко грапава текстура, която придава премиум визия. Повърхността няма обичайния блясък на PLA, а е по-„суха“ на вид и допир, почти като фино шкурен или пясъкоструен. Това е чудесно, ако търсите естетика – често няма нужда от допълнителна пост-обработка или боядисване, тъй като моделът и така изглежда завършен. Ако все пак желаете, можете да шлайфате или боядисвате PLA-CF отпечатъци подобно на стандартен PLA. Заради влакната шлайфането дори е улеснено – материалът се отнема равномерно и позволява постигане на много гладка повърхност при нужда.

На пипане PLA-CF детайлите са твърди и стабилни. Тънките елементи не се огъват, както биха с PLA, а остават устойчиви. Имайте предвид, че повишената твърдост понякога върви с понижена удароустойчивост – при много силен удар или изпускане от високо, част от PLA-CF може да се счупи, тъй като влакната, правейки материала по-корав, го правят и една идея по-крехък при екстремно натоварване. Въпреки това, за повечето ежедневни ситуации PLA-CF е достатъчно жилав.

Области на приложение: Комбинацията от висока якост, ниско тегло и добра точност прави PLA-CF идеален за инженерни прототипи и функционални детайли. Често се използва за изработка на дронове и RC модели (рамки, стойки, рамки за камери), детайли за роботи или механизми, части за автомобили и велосипеди (държачи, скоби, корпуси), джигове и инструменти по поръчка, а също и за красиви декоративни модели с техничен вид. Материалът позволява на любители и професионалисти да създават обекти, които преди това биха изисквали използването на много по-скъпи композити или метални части.

Предлагани марки PLA-CF филаменти в 3DLarge

В тази категория ще откриете подбрани PLA-CF филаменти от водещи производители, които гарантират качество и надеждност. Ето някои от марките PLA с карбонови влакна, които предлагаме:

• Polymaker (PolyLite™ PLA-CF) – Популярен PLA-CF филамент от серията PolyLite на Polymaker. Отличава се с лесен печат и консистентно качество. С този материал получавате всички предимства на PLA-CF: висока твърдост, минимално изкривяване и красив матов завършек. Polymaker PLA-CF е известен с това, че не изисква специални настройки извън стандартните за PLA (освен закалена дюза) и дава стабилни резултати, което го прави подходящ дори за потребители с по-малко опит. Предлага се в стандартни ролки 1 кг, 1.75 мм диаметър.

• Creality (CR-PLA Carbon) – Карбоновият PLA филамент на Creality, създаден да допълни линията им 3D принтери. CR-PLA Carbon комбинира удобството на работа с PLA с добавена от въглеродните влакна здравина и издръжливост. Моделите, отпечатани с този филамент, са твърди и леки, а повърхността е приятно матова. Creality PLA-CF е оптимизиран за отлична адхезия между слоевете, което води до здрави детайли, устойчиви на механично напрежение. Филаментът се печата в диапазона ~200-220°C и също изисква закалена дюза. Предлага се в практични 1 кг ролки, цвят черен (типичен за карбоновите смеси).

(Каталогът ни се обновява редовно – следете за още PLA-CF предложения от други утвърдени марки в сферата на 3D принтирането.)