snímek ABS materiálu
snímek ABS materiálu
snímek ABS materiálu
snímek ABS materiálu

ABS

ABS je v 3D tisku aktuálně tím nejpoužívanějším materiálem. Hodí se pro celé spektrum nejrůznějších předmětů. V 3D tisku dává ABS vytištěným předmětům při nízké hmotnosti relativně vysokou odolnost a tvrdost, ve srovnání s ostatními materiály však také poněkud hrubší povrch.

Praktické využití ABS plastu

Pro svoje výhodné vlastnosti a příznivou cenu nachází široké praktické využití. Z ABS se vyrábějí funkční modely, vzorky a prototypy produktů, také designerské předměty, dekorace, domácí potřeby, ale i hudební nástroje nebo součástky v automobilovém průmyslu. Téměř každý zná dětskou stavebnici, která je z tohoto materiálu vyrobena – LEGO.

ABS (Akrylonitrilbutadienstyren) je termoplastický kopolymer o hustotě 1 045 kg/m3. Jde o amorfní látku, tedy nemá pevnou strukturu ani bod tání. Pochází z ropy.

Technologie

ABS je materiálem aktuálně nerozšířenější technologie 3D tisku – FDM (Fused Deposition Modeling). Materiál se při FDM tisku vrství na podložku prostřednictvím vyhřívaných trysek. Zahřívá se přitom na teplotu nepatrně vyšší, než je teplota tavení. ABS, náplň 3D tiskárny, se vtlačuje do trysek ve formě nekonečného plastového vlákna. To se označuje se jako filament.

Vlastnosti ABS plastu

ABS je spolu s PLA v současném 3D tisku metodou FDM pro své výhodné vlastnosti tím nejoblíbenějším materiálem. ABS umožňuje jednoduchou manipulaci, bezpečné použití a zpracování materiálu. Je zdravotně nezávadný. Na rozdíl od jiných materiálů při jeho zpracování nedochází ke vzniku žádných škodlivých látek.

Částečnou nevýhodou může být zápach, který se při 3D tisku z ABS plastu uvolňuje.

Oceňovány jsou parametry finálního modelu z ABS jako tvrdost, mechanická odolnost, odolnost vůči chemikáliím (kyseliny, uhlovodíky, oleje), odolnost proti UV záření, nízkým i vysokým teplotám či povětrnostním podmínkám. Materiál je také voděodolný.

ABS je relativně pevným materiálem, avšak mnohem vyšší pevnost nabízejí materiály jiné. Je také náchylný k deformacím, proto se nehodí pro tisk středně velkých a velkých modelů.

Možnosti ABS plastu

Neupravený ABS má bělavou barvu, ale lze ho barvit různými pigmenty. Dává tak prostor mnoha barevným variacím.

Předmět z ABS plastu lze bez problémů opracovávat broušením, vrtáním i dalšími technikami finální úpravy. Jednotlivé komponenty z ABS se dají vzájemně lepit rozpouštědlovými či polyakrylátovými lepidly.

Vlastnost Hodnota
Minimální tloušťka stěny 1 mm
Minimální velikost detailu 0,3 mm
Přesnost tisku ± 0,1% (nejmenší tolerancí ± 0,2 mm)
Maximální velikost objektu X x Y x Z mm
Minimální vůle 0,4 mm
Uzavřený tisk ano
Maximální velikost tisknutého objektu - X x Y x Z mm

Maximální velikost tisknutého objektu - X x Y x Z mm

Maximální rozměr kvádru je maximální velikost, kterou je schopná tiskárna vytisknout. Chcete-li zajistit bezproblémový tisk Vašeho modelu, ujistěte se, že Váš model se vejde do maximálních rozměrů kvádru. V případě, že tato velikost bude překročena, systém Vás na to upozorní a pomocí změny měřítka, můžete rozměr změnit.

Minimální tloušťka stěny

Minimální tloušťka stěny

V problematice 3D tisku, označujeme tloušťkou stěny rozměr dvojice od sebe odvrácených povrchů. Tloušťka stěny může dodat vašemu modelu mechanickou pevnost nebo naopak ohebnost a pružnost. Tenké stěny modelu navrhujeme v případě, že chceme docílit pružnosti (například pružina, ohebný nosník apod.). V případě, že chceme docílit vysoké pevnosti bez pružení, tloušťku stěny volíme větší (např. držáky, obaly, krabice nebo funkční prvky).

Rozměrová přesnost

Rozměrová přesnost

Fused Deposition Modeling (FDM) je jednou s nejpřesnějších 3D tiskových metod. Přesností rozměru se rozumí odchylka od jmenovitého rozměru a nevztahuje na detaily tisknutého modelu. Námi dodržovaná tolerance tisku je 0,1% rozměru s minimem ± 200 μ.

Velké rovné plochy se mohou kroutit

Velké rovné plochy se mohou kroutit

Návrh s velkými rovnými plochami o malé tloušťce nejsou nejlepší nápad. V případě, že poměr tloušťky stěny a plochy bude velký (např. list A4) bude při tisku docházet ke „krabatění“ a výsledný povrch bude zkroucen. Toto omezení vychází z technologické podstaty 3d tisku a jediným řešením je vyhnout se těmto typům ploch při navrhování.

Orientace a kvalita povrchu

Orientace a kvalita povrchu

Nejpoužívanější a rozšířenou metodou dnešního 3D tisku je FDM – používáme ji při tisku materiálů jako ABS, PLA apod. Touto technologií bude Váš model vytištěn vrstvu po vrstvě a orientace těchto vrstev má zásadní vliv na kvalitu povrchu a jeho mechanickou odolnost (pevnost). Obrázek ilustruje, jak různé postavení součásti při tisku mění jeho výslednou kvalitu. Horizontálně tištěný model (A) trpí viditelným „schodišťovým“ efektem, zvláště u ploch, které mají malý sklon. Model vytištěný svisle (B) tímto negativním efektem netrpí a výsledná kvalita povrchu je lepší. Při tisku, je vždy dobré uvažovat o pohledové straně nebo části modelu a poté model takto orientovat. Pokud si nejste orientaci jistí kontaktujte naši technickou podporu, kde Vám rádi pomůžeme.

Anisotropie

Anisotropie

Vzhledem k tomu, váš model je tisknut nanášením materiálu po vrstvách, bude mít vždy "slabá místa", způsobené orientací povrchu vůči vrstvám. Tato slabá místa, zvláště vystupujících prvků jsou náchylnější na mechanické poškození (odlomení, zlomení, prasknutí). Pokud chcete navrhnou model s dostatečně pevnými částmi, neměla by být orientace rovnoběžná s podložkou.

Podpory

Podpory

Při 3D tisku FDM technologií se nanáší materiál ze stavební platformy. Některé modely, nebo jejich části mohou být umístněny nad touto platformou a proto je nutné je podepřít a zabránit tak jejich zborcení. Tyto podpůrné konstrukce se obecně nazývají „podpory“ a u některých 3D modelů je jejich přítomnost klíčová. Jejich hlavní funkcí je umožnění tisku vyčnívajících částí nebo modelu nad podložkou. Po dokončení 3D tisku se podpora se ručně odstraní nebo rozpustí v roztoku. V některých případech je možné, že na výsledném modelu bývají stopy po použití podpor.

Základna

Základna

Pro lepší přilnutí k stavební základně tisknutého modelu se často používá tzv. základna. Ta je vytištěna jako první a nad základnou se teprve tiskne model. Po tisku se základna odstraní od podložky i modelu. Spodní část modelu může být v důsledku odstranění základny hrubší než ostatní části modelu.

RPravidlo 45°

Pravidlo 45°

Schéma na levé straně znázorňuje, nutnost použití podpor při 3D tisku FDM technologií (tisk materiály jako ABS, PLA apod). Za samonosné nebo bezpečné plochy lze považovat ty, jejíž úhel je při tisku větší než 45°. Za tuto oblast se považuje rozmezí úhlů 45° až 135°. Mějte toto jednoduché pravidlo na paměti při návrhu Vašeho modelu nebo součásti určeného pro 3D tisk. V případě, že tisk nebude „samonosný“ je nutné pro korektní tisk využít podpor. Pokud si nejste jistí ohledně užití podpor nebo úhlů Vašeho modelu, kontaktujte naši technickou podporu, kde Vám rádi pomůžeme.

Vnější podpory

Vnější podpory

Chcete-li zajistit bezproblémový 3D tisk Vašeho modelu a zabránit jeho zhroucení, měli by části modelu s úhlem menším než 45° být tisknuty s podporami. Na obrázku (A) je dno vázy tisknuto na podporách, protože úhel od podložky je menší než 45°. Zbytek tvaru (B) stoupá prudčeji (více než 45°) a proto není potřeba tisknout podpory. V případě, že Váš model obsahuje plochy, které jsou stavěné pod menším úhlem, zvolte vyšší kvalitu tisku s podporami. Zajistíte tak korektní tisk Vašeho modelu. Pokud si nejste jistí ohledně podpor, kontaktujte naši technickou podporu, kde Vám rádi pomůžeme.

Vnitřní podpory

Vnitřní podpory

Pravidlo 45° se vztahuje i na vnitřní části Vašeho modelu. Vnitřní části Vašeho modelu, které mají úhel menší než 45° by měli být tisknuty na podpoře. Na obrázku je příklad vnitřní podpory při 3D tisku vázy. Vršek vázy a její zakončení je vůči horizontální rovině v malém úhlu a bez podpor by nebylo možné tento tvar vytisknout.

Správná vzdálenost mezi pohybujícími se částmi

Správná vzdálenost mezi pohybujícími se částmi

Pokud chcete navrhnout něco jako perlový náhrdelník nebo řetěz, vzdálenost mezi tisknutými povrchy je zásadní. Velikost mezery bude určovat pružnost / ohebnost vašeho návrhu. Pro pohyblivé součásti doporučujeme ponechat prostor mezi díly minimálně 0,4 mm. Více prostoru mezi částmi je vhodnější pro pohyb, nicméně je potřeba neopomenout tvarový zámek. U tvarově složitějšího kloubu nebo spojení, může být problematické odstranění / odtečení zbytkového media ze skulin. Snažte se proto myslet i na to, jak prášek / kapalina bude vytékat z prostoru Vašeho 3D tisknutého návrhu.

Složení částí

Složení částí

When designing models that need to be assembled, it’s important to provide enough distance between the parts that will be attached together. A perfect fit in your software package does not mean a perfect fit after printing because your software ignores the friction present in the real world. Therefore, always leave at least 0.6 mm between the different parts.

Embosované a gravírované detaily

Embosované a gravírované detaily

Pro gravírovaný (zanořený nebo rytý) text či detail povrchu, doporučujeme znaky s minimální tloušťkou 1 mm, hloubkou 1,5 mm a celkovou výškou minimálně 4,5 mm. Při vyšších hodnotách je možné dosáhnout lepších výsledků, zvláště u technologie FDM. Embosované (vystouplé, plastické) textové nebo povrchové detaily by měly být dostatečně silné, aby se zaručilo neodlomení detailů při manipulaci s vytištěným modelem. Doporučujeme, proto písmena, která mají tloušťku nejméně 0,8 mm, výšku alespoň 3 mm a hloubku alespoň 0,8 mm. Větší tloušťka detailu zaručí vyšší mechanickou pevnost takto vystupujícího detailu.

Použití textury jako maskování vrstvení

Použití textury jako maskování vrstvení

Vzhledem k povaze procesu 3D tisku, jsou často na povrchu Vaše modelu po tisku viditelné vrstvy. Pro odstranění těchto vrstevnic je možné použít některý z post procesů (broušení, leptání, tmelení apod.). Velmi jednoduše lze však viditelné vrstvy maskovat již při samotném návrhu Vašeho modelu. Při použití povrchových nerovností nebo textury na stěny objektu, dojde k jejich vizuálnímu narušení a vrstvy již nebudou po tisku tak viditelné.