Kattava opas 3D-tulostusmateriaaleihin ja niiden ominaisuuksiin
Share
Oikean 3D-tulostusmateriaalin valinta riippuu siitä, mitä haluat tulostaa – koriste-esineitä, toiminnallisia osia, prototyyppejä tai teollisuuden komponentteja. Tässä kattavassa oppaassa esitellään yleisimmät ja erikoisemmat filamentit, niiden lämpötila-alueet, mekaaniset ominaisuudet, kuivauksen tarve ja käyttökohteet. Mukana on myös lämpömuodonmuutoslämpötila (Heat Deflection Temperature, HDT @ 0.45 MPa), joka kertoo, missä lämpötilassa materiaali alkaa pehmetä kuormitettuna.
📊 Taulukko: Yleisimmät 3D-tulostusmateriaalit ja tulostusasetukset
| Materiaali | Suutinlämpö (°C) | Pedin lämpö (°C) | Kammion lämpö (°C) | Kuivaustarve | HDT @ 0.45 MPa (°C) | Käyttökohteet |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 190–220 | 50–60 | Ei tarpeen | Matala | ~55 | Koristeet, prototyypit, ei-lämpöä kestävät osat |
| PLA+ / Tough PLA | 200–220 | 50–60 | Ei tarpeen | Matala | ~60 | Lujat, mutta helpot osat – kiinnikkeet, lelut |
| PETG | 230–250 | 70–85 | Ei tarpeen | Kohtalainen | ~75 | Käytännön osat, pullot, kotelot, suojat |
| ABS | 240–260 | 90–110 | 60–80 | Korkea | ~95 | Kestävät, lämpöä sietävät kotelot ja mekaaniset osat |
| ASA | 240–260 | 90–110 | 60–80 | Korkea | ~98 | UV-kestävät osat, ulkokäyttö, autojen osat |
| TPU / TPE | 210–240 | 40–60 | Ei tarpeen | Kohtalainen | ~60 | Joustavat osat, tiivisteet, iskunvaimentimet |
| Nylon (PA6, PA12) | 250–280 | 70–100 | 60–90 | Erittäin korkea | ~75–90 | Lujat, kulutusta kestävät mekaaniset osat |
| Nylon CF / GF | 250–290 | 80–110 | 70–90 | Erittäin korkea | ~110 | Kuituvahvistetut, kevyet mutta vahvat komponentit |
| PC (Polykarbonaatti) | 260–310 | 100–130 | 90–110 | Korkea | ~120 | Lämmönkestävät suojat, mekaaniset osat, valaisimet |
| PBT | 250–270 | 80–110 | 70–90 | Korkea | ~120 | Sähköliittimet, vaihdekotelot, tekniset osat |
| PPS (Polyfenyleenisulfidi) | 300–330 | 120–140 | 100+ | Korkea | ~230 | Teollisuussovellukset, korkean lämmön ja kemikaalien kesto |
| PEEK | 360–400 | 120–150 | 120+ | Korkea | ~250 | Ilmailu, lääketieteelliset implantit, raskas teollisuus |
| PEI / ULTEM | 340–380 | 120–150 | 120+ | Korkea | ~210 | Sähköeristeet, teollisuuden rakenteelliset osat |
| HIPS | 230–250 | 90–110 | 60–80 | Korkea | ~90 | Tukimateriaali ABS:lle, myös kevyet prototyypit |
| PP (Polypropeeni) | 210–240 | 80–100 | 50–70 | Korkea | ~95 | Kevyet, joustavat osat, säiliöt, saranat |
| PVA | 190–220 | 60–70 | Ei tarpeen | Korkea | ~45 | Vesiliukoinen tukimateriaali monimateriaalitulostukseen |
| PET-CF / PET-GF | 250–270 | 80–100 | 60–80 | Korkea | ~120 | Erittäin jäykät, kestävät mekaaniset osat |
| PAHT-CF (High Temp Nylon Carbon Fiber) | 270–290 | 90–110 | 80–100 | Erittäin korkea | ~150 | Autoteollisuus, teollisuusosat, metallin korvaaja |
💡 Käyttökohteet esimerkein
- PLA & PLA+ → Helppo tulostaa: koriste-esineet, mallinnukset, prototyypit, kouluprojektit.
- PETG → Erinomainen kodin käyttötavaroihin: kiinnikkeet, laatikot, vesipullonpidikkeet
- ABS / ASA → Kovaa kulutusta ja lämpöä kestäviin osiin: RC-autojen rungot, elektroniikkakotelot, ulkokäyttöön tarkoitetut osat.
- TPU / TPE → Joustaviin kappaleisiin: tiivisteet, jalkineosat, suojat, puhelimen kuoret.
- Nylon / Nylon CF → Teollisuustason osiin: vaihteet, saranoiden akselit, kestävyysosia.
- PC → Mekaanisiin ja lämpöä kestäviin osiin: koneiden suojat, valaisinkuvut, suojukset.
- PPS, PEEK, PEI → Vaativiin ammattikäyttöihin: sähköliittimet, teollisuusosat, yms
- PVA & HIPS → Tukimateriaaleiksi kaksoissuuttimilla tulostettaessa.
💨 Filamenttien kuivaaminen
Kosteus on yksi yleisimmistä ongelmista 3D-tulostuksessa. Kun filamentti imee vettä ilmasta, se kuplii kuumassa suuttimessa, mikä johtaa huonoon pintalaatuun ja heikkoihin osiin.
| Materiaali | Kuivauslämpötila (°C) | Kuivausaika (h) |
|---|---|---|
| PLA | 45–50 | 2–4 |
| PETG | 60 | 4–6 |
| ABS / ASA | 80 | 4–6 |
| TPU | 50 | 6–8 |
| Nylon | 75 | 8–12 |
| PC | 90 | 6–8 |
| PEEK / PEI | 120 | 6–10 |
Kuivaukseen voi käyttää filamentinkuivainta, uunia tai suljettua tulostuskammiota, jossa on lämpö ja ilmanvaihto.
⚙️ Kuituvahvistetut filamentit
Kuituvahvistetut filamentit, kuten hiilikuitu- (CF) ja lasikuitutäytteiset (GF) materiaalit, tarjoavat paremman jäykkyyden ja kestävyyden kuin tavalliset muovit. Ne ovat myös vähemmän alttiita vääntymiselle tai kutistumiselle, mikä tekee niistä vakaita ja luotettavia osia, jopa silloin kun kammion lämpötila on matalampi kuin tavanomaisilla filamenttityypeillä.
Näitä materiaaleja käytetään usein teollisuudessa ja harrastajaprojekteissa, joissa tarvitaan kestäviä ja mittatarkkoja osia, kuten:
- dronien rungot
- työkalujen kiinnikkeet
- mekaaniset tukirakenteet
- kameratelineet ja kilpalevyt
Huomioitavaa tulostuksessa:
- Käytä karkaistusta teräksestä tai volframikarbidista valmistettua suutinta, joka kestää jopa 450°C.
- Filamentti tulee aina kuivata ennen tulostusta, sillä kosteus voi heikentää kuituvahvistettujen materiaalien mekaanisia ominaisuuksia.
- Laadukas hotend ja hyvä alustan tarttuvuus ovat suositeltavia parhaan tulostuslaadun saavuttamiseksi.
Kuituvahvistetut filamentit tarjoavat näin vakautta, jäykkyyttä ja tarkkuutta vaativiin 3D-tulostuskohteisiin.
🔍 Yhteenveto
- Aloittelijoille: PLA, PLA+, PETG
- Käyttöesineisiin: PETG, ABS ja ASA
- Teollisuusosille: Nylon CF, PC, PPS
- Äärimmäisiin olosuhteisiin: PEEK, PEI
- Joustaviin sovelluksiin: TPU
- Tukimateriaaleiksi: PVA, HIPS
Oikea materiaali, hyvä kuivaus ja laadukas hotend muodostavat perustan onnistuneelle ja kestävälle 3D-tulostukselle.