Filamenty do drukarek 3D są fundamentem druku addytywnego i bezpośrednio determinują jakość, trwałość i funkcjonalność modeli. Na rynku znajdziesz zarówno popularne PLA i ABS, jak i polimery inżynierskie pokroju PEEK i PEI. Zrozumienie właściwości, temperatur druku, wymagań przechowywania oraz zastosowań poszczególnych materiałów jest kluczowe, by drukować skutecznie i przewidywalnie.
W tym przewodniku zebraliśmy praktyczne informacje, które pomogą dobrać filament do Twojego projektu – od prototypów i części użytkowych po wymagające aplikacje techniczne.
Filamenty podstawowe – fundamenty druku 3D
Filamenty podstawowe to punkt startowy większości użytkowników. Łączą przystępną cenę, łatwość druku i szerokie zastosowania, a do tego zwykle nie wymagają zaawansowanych ustawień czy specjalnych warunków przechowywania.
Poniżej znajdziesz szybkie porównanie trzech najpopularniejszych materiałów:
| Filament | Temperatura druku | Stół | Kluczowe cechy | Typowe zastosowania |
|---|---|---|---|---|
| PLA | 190–230°C | bez podgrzewania / 35–45°C | bardzo łatwy w druku, niski skurcz, niska odporność termiczna | prototypy, dekoracje, modele pokazowe |
| ABS | 220–250°C | 80–100°C | wysoka wytrzymałość, warping, opary wymagające wentylacji | obudowy, części zamienne, narzędzia |
| PETG | 220–250°C | 50–80°C | odporny na wilgoć i chemikalia, niski skurcz, wyższa odporność termiczna niż PLA | pojemniki, elementy użytkowe, prototypowanie |
Filament PLA – biodegradowalny wybór dla początkujących
Polilaktyd (PLA) powstaje z surowców odnawialnych (np. kukurydzy czy trzciny), dzięki czemu jest przyjaźniejszy środowisku. Łączy wyjątkową łatwość druku z dobrą estetyką powierzchni i niskim skurczem, a także oferuje bogatą paletę kolorów i wykończeń.
Temperatura druku: 190–230°C (najczęściej ok. 210°C). Platforma: bez podgrzewania lub 35–45°C. PLA jest podatny na kruchość w niskich temperaturach i ma ograniczoną odporność cieplną, co ogranicza jego zastosowania w otoczeniu podwyższonych temperatur.
Typowe zastosowania to prototypy, dekoracje i akcesoria nienarażone na duże obciążenia. Odmiana PLA LW AERO podczas druku spienia się, znacząco redukując masę modelu.
Filament ABS – wytrzymałość i uniwersalność
ABS zapewnia wysoką wytrzymałość mechaniczną i odporność na uderzenia, dlatego jest popularny w motoryzacji i elektronice. Wymaga jednak bardziej wymagających warunków druku i dobrej wentylacji.
Temperatura druku: 220–250°C. Stół: 80–100°C. Ze względu na skurcz i ryzyko warpingu zaleca się zamkniętą komorę i wyższą temperaturę otoczenia. ABS wydziela drażniące opary. Wersja ABS V0 FR spełnia normę UL94-V0.
Świetnie nadaje się na obudowy, części zamienne i narzędzia. Można go wygładzać oparami acetonu w celu poprawy estetyki.
Filament PETG – złoty środek pomiędzy PLA i ABS
PETG łączy przystępność PLA z wytrzymałością zbliżoną do ABS. Jest odporny na wilgoć i chemikalia, a niski skurcz minimalizuje odkształcenia.
Temperatura druku: 220–250°C. Stół: 50–80°C. PETG jest wrażliwy na wilgoć – przechowuj go w suchym środowisku. Dostępne są wersje o różnej twardości (Shore) oraz z włóknem węglowym.
Idealny do pojemników, elementów użytkowych i części mechanicznych o umiarkowanych obciążeniach. Swift PET-G polecany jest do kontaktu z żywnością – zapewnia doskonałą adhezję warstw, gładką, błyszczącą powierzchnię i niski skurcz.
Filamenty elastyczne – giętkość i elastyczność
Materiały elastyczne umożliwiają druk elementów rozciągliwych i odpornych na deformacje. Sprawdzają się w etui, uszczelkach i amortyzatorach, gdzie wymagana jest giętkość i trwałość.
Filament TPU – najpopularniejszy elastomer termoplastyczny
TPU łączy wyższą sztywność (ułatwiając druk) z doskonałą sprężystością. Twardość: 60A–55D (Shore). Wydłużenie: 600–700%. Wyróżnia się bardzo dobrą odpornością na ścieranie i niskim skurczem.
Temperatura druku: 210–230°C. Stół: 30–60°C. Prędkość: 5–30 mm/s – wolniej = stabilniej. TPU jest niewrażliwy na oleje i smary, co czyni go świetnym do elementów maszyn.
Filament TPE – szeroki zakres elastomerów termoplastycznych
TPE to rodzina obejmująca m.in. TPU, TPC i TPA. Łączy cechy twardych tworzyw i miękkiej gumy, oferując szeroką rozpiętość twardości.
TPC wyróżnia się odpornością na chemikalia, oleje, UV i warunki atmosferyczne oraz pracą do ok. 150°C. TPA zapewnia wysoką wytrzymałość, odporność na ścieranie i chemikalia oraz stabilność wymiarową.
TPE i TPU to pierwsze wybory, gdy liczy się elastyczność i trwałość – szczególnie w automotive i elektronice.
Filamenty techniczne zaawansowane – wytrzymałość i specjalizacja
Materiały techniczne przeznaczone są do wymagających aplikacji. Często wymagają zamkniętej komory, specjalnych dysz i precyzyjnych ustawień, ale oferują znacznie wyższe parametry użytkowe.
Filament nylon (PA) – wytrzymałość i elastyczność
Poliamid (nylon) jest wytrzymały, lekko elastyczny i odporny na zużycie. PA12 ma niską higroskopijność, wysoką odporność na ścieranie i chemikalia, a wydłużenie do zerwania ok. 50% zapewnia znakomitą odporność na rozciąganie.
Temperatura druku: 240–270°C. Stół: 50–100°C. Nylon jest odporny cieplnie i chemicznie, ale silnie higroskopijny – drukuj w zamkniętej komorze i przechowuj w suchym środowisku.
Idealny na koła zębate, prowadnice, nakrętki i elementy przenoszące obciążenia. PA12 świetnie sprawdza się w mechanice.
Filament ASA – odporność na promieniowanie UV
ASA cechuje bardzo wysoka odporność na UV, wilgoć i zmienne warunki atmosferyczne. To świetny zamiennik ABS wszędzie tam, gdzie liczy się trwałość koloru i stabilność na zewnątrz.
Temperatura druku: 210–230°C. Stół: 90–110°C. Wersja Easy ASA ułatwia druk i daje gładką, lekko błyszczącą powierzchnię.
Zastosowania: elementy outdoor, ogrodowe, czujniki zewnętrzne, komponenty w budownictwie.
Filament poliwęglan (PC) – przezroczystość i wytrzymałość
PC łączy bardzo wysoką udarność z przezroczystością i odpornością termiczną ok. 135°C. To tworzywo izolacyjne o świetnych właściwościach mechanicznych.
Temperatura druku: 290–300°C. Stół: ok. 95°C. Zalecana zamknięta komora z uwagi na skurcz. PC-X (F3D) zachowuje wysoką udarność i przezroczystość (nawet do 150°C), PC-IN wytrzymuje do 145°C. PC+PTFE (ROSA 3D) łączy wysoką wytrzymałość z odpornością do ok. 120°C.
Idealny do szyb ochronnych i części wymagających przezroczystości oraz wysokiej wytrzymałości.
Filamenty wzmocnione włóknem – wysoka wytrzymałość i niska waga
Dodatki krótkich włókien (węglowych, szklanych) do PLA, ABS, PETG, PA czy PP zwiększają sztywność i wytrzymałość, a także zmniejszają masę względem metalu.
Włókno węglowe – rewolucja w druku 3D
Włókno węglowe (CF) zapewnia bardzo wysoką wytrzymałość na rozciąganie, odporność na ciepło i niską rozszerzalność cieplną. Stabilizuje wymiarowo detal i ogranicza warping.
Druk z CF jest ścierny dla osprzętu – konieczne są utwardzane dysze (np. węglik krzemu). Raise3D E2CF to przykład drukarki zoptymalizowanej pod materiały kompozytowe. W SLS stosuje się proszki z włóknem węglowym.
Przed drukiem z kompozytów warto przygotować sprzęt i ustawienia:
- utwardzana dysza i prowadnice filamentu odporne na ścieranie,
- nieco wyższa temperatura dyszy oraz ograniczenie prędkości dla stabilnej ekstruzji,
- większa średnica dyszy (np. 0,6 mm) w celu redukcji zatorów i włókien wystających.
Zastosowania: lotnictwo, motoryzacja, inżynieria, gdzie liczy się lekkość i bardzo wysoka sztywność. Kompozyty CF mogą zastępować elementy aluminiowe.
Włókno szklane i inne wzmocnienia
Włókno szklane zwiększa odporność temperaturową i stabilność wymiarową, zwykle niższym kosztem niż CF. W SLS dostępne są PA 3200GF (nylon z włóknem szklanym) oraz Alumide (poliamid z proszkiem aluminiowym).
Filamenty podporowe – technologia wielogłowicowa
Materiały podporowe rozpuszczalne lub łatwe do usunięcia umożliwiają druk bardzo złożonych geometrii bez ryzyka uszkodzeń podczas czyszczenia.
Filament HIPS-X – rozpuszczalny w D-limonenie
HIPS-X rozpuszcza się w D-limonenie, a jednocześnie oferuje wysoką odporność na udary i zarysowania oraz satynowe wykończenie. Temperatura druku: 230–240°C. Stół: 90–100°C.
Filament PVA – rozpuszczalny w wodzie
PVA to wodnorozpuszczalny materiał podporowy działający z wieloma tworzywami (nie tylko ABS). Jest higroskopijny, dlatego wymaga suchego przechowywania.
Filamenty specjalistyczne – szerokie spektrum zastosowań
Filamenty specjalne powstają pod konkretne potrzeby – od czysto estetycznych po wysoko funkcjonalne. Dostarczają unikalnych właściwości, których nie znajdziesz w materiałach standardowych.
Filament drewnopodobny (WOOD) – estetyka i naturalność
WOOD to mieszanka, zwykle PLA z drobinkami drewna. Wygląda i pachnie jak drewno, a powierzchnię można szlifować, barwić i lakierować. Fiberwood (Fiberlogy) oraz PLA WOOD są przy tym biodegradowalne.
Filament metalowy – wygląd i haptyka metalu
Kompozyty z proszkiem metalu w PLA/ABS dają metalowy wygląd i odczucia dotykowe, a także zbliżoną masę. Dostępne m.in. Steelfill, Copperfill, Bronzefill (colorFabb) oraz PLA Metal Bronze, Copper, Brass (Spectrum). Są ścierne – przyspieszają zużycie dyszy.
Filament PMMA (akryl) – przezroczystość optyczna
PMMA jest głównie przezroczysty, odporny na UV i rozpuszczalny w acetonie. Idealny do kloszy, szyb i elementów optycznych. Łączy wytrzymałość i odporność na uderzenia, ale ma skłonność do wypaczeń i może wydzielać drażniące opary.
Filament polipropylen (PP) – lekkość i elastyczność
PP jest lekki, sprężysty i bardzo odporny chemicznie w temperaturze pokojowej. Odmiana Innovatefil PP-CF cechuje się ponadprzeciętną elastycznością. Niska gęstość PP pozwala tworzyć lekkie, odporne elementy.
Filament POM (acetal) – precyzja i właściwości ślizgowe
POM to termoplast inżynierski o wysokiej sztywności, niskim tarciu i bardzo dobrej stabilności wymiarowej (-40 do +140°C). Ma niską chłonność wilgoci i bardzo dobre właściwości ślizgowe.
Temperatura druku: 265–280°C. Wymaga podgrzewanego stołu i dobrej adhezji powierzchni. Zastosowania: koła zębate, klamry, elementy urządzeń grzewczych.
Polimery wysokowydajne – zaawansowane zastosowania przemysłowe
Do najbardziej wymagających zadań służą PEEK, PEI (ULTEM), PPSU i pokrewne polimery. Łączą wyjątkową odporność chemiczną i termiczną z niską masą, często zastępując metal.
Najważniejsze parametry wybranych materiałów zestawiliśmy poniżej:
| Filament | Temperatura druku | Odporność/klasyfikacje | Atuty | Przykłady zastosowań |
|---|---|---|---|---|
| PEEK | 430–450°C | UL94-V0, 5VA | bardzo wysoka odporność cieplna i chemiczna, możliwość zastąpienia metalu | osprzęt przemysłowy, części lotnicze, elementy wysokotemperaturowe |
| PEI (ULTEM) | 360–380°C | UL94-V0, 5VA | wysoka stabilność termiczna, odporność na parę i chemikalia | osłony elektryczne, elementy urządzeń medycznych |
| PPSU | — (FDM: zgodnie z kartą materiału) | EN 45545-2 | odporność na oleje do ok. 170°C, wysoka stabilność wymiarowa | pojazdy szynowe, maszyny pracujące w wysokiej temperaturze |
Odmiany PEEK-CF oraz UltiMaker PPS-CF dodatkowo wzmacniają parametry dzięki włóknu węglowemu i spełniają normy UL94 V0.
Prawidłowe przechowywanie i pielęgnacja filamentów
Właściwe przechowywanie to warunek jakości wydruków. Wiele tworzyw chłonie wilgoć, co pogarsza adhezję warstw i wykończenie. W suchym środowisku (~20% RH) filamenty zwykle pozostają suche 2–7 dni, a przy ok. 55% RH chłoną wilgoć już po 2–12 godzinach.
Najlepiej przechowywać szpule w szczelnych pojemnikach z pochłaniaczami wilgoci lub w dryboxie. PLA jest mniej wrażliwy, ale PA (nylon) chłonie wodę bardzo szybko.
Oto najczęstsze objawy wilgotnego filamentu, na które warto zwrócić uwagę:
- słaba adhezja warstw,
- nitkowanie i drobne „włoski” na modelu,
- pęcherzyki, „bloby” i chropowata powierzchnia,
- bulgotanie i strzelanie filamentu podczas ekstruzji,
- widoczne dymienie przy dyszy.
Każdy materiał ma własne temperatury i czasy suszenia – nie przekraczaj ich, aby nie zmiękczyć i nie skleić filamentu.
Wytyczne doboru filamentu – praktyczne rekomendacje
Poniższe wskazówki pomogą szybko wybrać właściwy materiał do zastosowania:
- PLA – do prototypów, elementów pokazowych i detali o wysokiej estetyce, gdy nie występują wysokie obciążenia;
- PETG – do części użytkowych z balansem wytrzymałości i łatwości druku, odpornych na wilgoć i chemikalia;
- ASA/ABS – do elementów narażonych na czynniki zewnętrzne (UV, zmienna pogoda) i podwyższoną temperaturę;
- TPU/TPE – gdy wymagana jest elastyczność, tłumienie drgań i odporność na ścieranie;
- PA/PC – do zastosowań technicznych z wyższymi obciążeniami i temperaturami;
- Kompozyty CF/GF – gdy kluczowa jest sztywność, stabilność wymiarowa i niska masa.
Zaawansowane aplikacje medyczne i specjalistyczne
Druk 3D w medycynie obejmuje protezy, implanty, modele anatomiczne i elementy sprzętu. Stosuje się biokompatybilne filamenty i/lub dopuszczone do kontaktu z żywnością. iglidur A350 jest odporny na wysoką temperaturę i zgodny z FDA oraz UE 10/2011.
Swift PET-G rekomendowany do zastosowań z żywnością zapewnia doskonałą adhezję między warstwami, gładką, błyszczącą powierzchnię, niski skurcz i wysoką transparentność. Detale prezentują bardzo wysoką estetykę.
Wyzwania praktyczne i rozwiązania
Nitkowanie (stringing) wynika najczęściej ze zbyt wysokiej temperatury druku, niewłaściwej retrakcji, wilgotnego filamentu, zbyt wolnych ruchów jałowych lub zabrudzonej dyszy.
Wypaczanie (warping) to efekt słabej adhezji do stołu, zbyt szybkiego chłodzenia i skurczu materiału. ABS, ASA, PC, POM, PP, PA i PA-CF kurczą się częściej; przy dużych modelach rozważ PLA, PLA-CF, PETG, PETG-CF, PET-CF.
Aby szybko poprawić jakość wydruków, zastosuj te proste kroki:
- obniż nieco temperaturę dyszy i zwiększ retrakcję,
- przyspiesz ruchy jałowe i włącz „combing”/„avoid crossing perimeters”,
- popraw adhezję stołu (PEI, klej, brim/raft) i ogranicz przeciągi (obudowa),
- dosusz filament, oczyść dyszę i zweryfikuj prędkości chłodzenia,
- dostosuj wysokość pierwszej warstwy i poziomowanie stołu.
Przyszłość technologii druku 3D
Rynek dynamicznie rośnie, pojawiają się nowe materiały i rozwiązania. Biodegradowalne filamenty (np. PLA) wspierają zrównoważoną produkcję i niższą emisję. Inicjatywy w rodzaju 100% „drewnianych” wydruków Forust pokazują potencjał naturalnych surowców w addytywnej wytwórczości.