3DHub UA
Матеріали

Чи міцна 3D-друкована деталь: що витримує друк і з чим його порівняти

Клієнти часто питають, чи не зламається надрукована деталь у перший же день. Відповідь залежить від пластику, моделі й того, як деталь лежить на столі принтера. Пояснюємо в цифрах і на прикладах, що реально витримує 3D-друк.

Коротко

Надрукована деталь з PETG, PLA чи ABS має міцність на розрив ≈ 35–60 МПа — приблизно як литий ABS або сосна. Нейлон і полікарбонат — 50–70 МПа, нейлон з вуглеволокном — до 100–110 МПа. Для корпусів, кронштейнів, шестерень і більшості пластикових запчастин цього досить.

Найслабше місце — межа між шарами, тому ми завжди орієнтуємо деталь так, щоб навантаження йшло вздовж шарів.

Таблиця міцності матеріалів

МатеріалМіцність на розрив, МПа (XY)**Що це означає на практиці
PLA≈ 45–60жорсткий і міцний, але крихкий при ударі
PETG≈ 40–50трохи слабший за PLA на розрив, зате гнеться, а не тріскає
ABS / ASA≈ 35–45добре тримає удари й тепло
PC (полікарбонат)≈ 55–65один з найміцніших «звичайних» пластиків, ударостійкий
Нейлон PA≈ 50–70в'язкий, зносостійкий, витримує циклічні навантаження
PA-CF, PET-CF (з вуглеволокном)≈ 70–110найжорсткіші FDM-деталі, заміна алюмінію в легких вузлах
Для порівняння: сосна вздовж волокон≈ 40–80
Для порівняння: литий ABS≈ 40–50
Для порівняння: алюміній 6061-T6≈ 290–310метал у 3–6 разів міцніший, але й важчий

**Типові значення з техкарт для зразків, надрукованих пласко на столі. Уздовж осі Z (між шарами) — зазвичай на 30–60 % менше.

Порівняння з литтям і металом

Литий виріб однорідний, а надрукований складається з шарів, тому має ≈ 60–90 % міцності литого з того ж пластику. Різниця в тому, що для лиття потрібна прес-форма за тисячі доларів, а друк окупається вже з однієї деталі і до кількох сотень штук.

Алюміній і сталь у 3–10 разів міцніші, але пластик набагато легший. Товщі стінки й ребра жорсткості дозволяють надрукованій деталі замінити метал у легких вузлах: кріплення, тримачі, корпуси, пристосування для виробництва.

Які деталі можна замовити, а які ні

  • Друкуємо: кронштейни, кріплення, корпуси приладів, клямки й ручки, шестерні та втулки з нейлону, деталі для побутової техніки, дронів і RC-моделей, кондуктори та шаблони для виробництва.
  • Обговорюємо окремо: деталі під постійною вагою роками, роботу на морозі, різьбу з сильним затиском — тут підбираємо матеріал і закладаємо запас.
  • Не друкуємо як заміну: вузли, від яких залежить безпека людей (кріплення сидінь, гальма, підвіска, страхувальне спорядження).

Від чого залежить міцність вашої деталі

  1. Матеріал. Удари — PETG, PC, нейлон; жорсткість — PLA, PA-CF; тепло — ABS, ASA, PC (див. термостійкість пластиків).
  2. Модель. Заокруглені внутрішні кути, ребра, стінки від 2–3 мм. Якщо моделі немає, змоделюємо її за кресленням чи зразком.
  3. Орієнтація на столі. Навантаження вздовж шарів.
  4. Налаштування друку. Більше стінок, достатнє заповнення, сухий пластик. Детально — у статті як зробити деталь міцнішою.

Що вказати в заявці

  1. Що робить деталь і яке навантаження на неї діє (вага, удар, затиск, тертя).
  2. Умови: температура, вулиця, вода, олива.
  3. Креслення, 3D-модель, фото або сама зламана деталь із розмірами.
  4. Кількість штук.

Поширені запитання

Чи можна надрукувати міцну запчастину?

Так. Корпуси, кріплення, шестерні, клямки й інші пластикові запчастини друкуються з PETG, ABS, PC або нейлону і служать роками. Вузли безпеки друкувати не варто.

Який пластик найміцніший для 3D-друку?

Нейлон з вуглеволокном (PA-CF) — найжорсткіший, полікарбонат і нейлон — найкращі на удар.

3D-друк міцніший за лиття?

Ні, надрукована деталь має ≈ 60–90 % міцності литої з того ж пластику. Зате не потрібна прес-форма, і вигідно робити від 1 штуки.

Чи замінить надрукована деталь металеву?

У легких вузлах — часто так, за рахунок товщих стінок і ребер. Під великим навантаженням і в вузлах безпеки — ні.

Скільки прослужить надрукована деталь?

При правильно підібраному матеріалі — роками. Найчастіше деталь виходить з ладу, якщо обрали пластик без запасу по температурі чи навантаженню.

Замовте міцну деталь у 3D HUB

Надішліть фото, креслення або модель і опишіть навантаження — підберемо матеріал, за потреби змоделюємо й надрукуємо.

Залишити заявку на друк

Читайте також: термостійкість пластиків, як зробити деталь міцнішою, PETG, нейлон, ASA, огляд пластиків.