Wat is PETG-filament en waarom het PLA-filament niet kan vervangen

Polymelkzuur (PLA), afgekort als PLA, is het meest gebruikte materiaal in FDM (Fused Deposition Modeling) omdat het betaalbaar, stabiel en gemakkelijk te printen is, een feit waarover binnen de 3D-printindustrie consensus bestaat. Polyethyleentereftalaatglycol-gemodificeerd (PETG) is echter een steeds populairder materiaal geworden in 3D-printen. In dit artikel wordt een korte introductie gegeven met betrekking tot PETG en PLA.

Definitie en kenmerken van PETG

PETG is een veelvoorkomend thermoplastisch materiaal in 3D-printen, met de volledige naam Polyethyleentereftalaatglycol-gemodificeerd. Het is een copolymeer gemodificeerd materiaal op basis van PET (Polyethyleentereftalaat) door de introductie van additionele eenheden in de moleculaire configuratie. Glycol omvat niet alleen ethyleenglycol, maar ook diverse andere diolen. Een van de veelvoorkomende diolen in PETG is CHDM (1,4-Cyclohexanedimethanol). PETG erft de uitstekende eigenschappen van PET, zoals hoge sterkte, vlamvertraging en chemische stabiliteit, terwijl het ook de taaiheid en slagvastheid van PET verbetert.

PETG vertoont uitstekende mechanische eigenschappen, met een hoge sterkte, taaiheid en slagvastheid die het printen van duurzame en slagvaste onderdelen mogelijk maken. Deze belangrijke mechanische eigenschappen van PETG maken het geschikt voor mechanische componenten, functionele prototypes en duurzame objecten. Bovendien vertoont PETG een bewonderenswaardige chemische stabiliteit. Het toont sterke weerstand tegen corrosie door sommige oplosmiddelen, zuren, alkaliën en andere chemicaliën. Verder heeft PETG een goede optische transparantie, waardoor het doorschijnende en transparante onderdelen kan printen. De optische transparantie van PETG komt voort uit zijn chemische samenstelling en structuur. PETG is een polyestermateriaal, en de moleculaire ketens bevatten een groot aantal esterbindingen en methyleengroepen, die zelf geen zichtbaar licht absorberen, waardoor PETG een goede optische transparantie heeft en het een ideaal materiaal is voor doorschijnende en transparante onderdelen. Dit is een uniek voordeel van PETG vergeleken met andere veelvoorkomende 3D-printmaterialen zoals ABS en PLA. Bovendien wordt PETG-materiaal als voedselveilig beschouwd. Het kan worden gebruikt om voedselcontainers te maken. Echter, stringing kan een probleem zijn dat optimalisatie van de printparameters vereist. Met de juiste instellingen kan PETG geprinte onderdelen produceren met een esthetische oppervlakteafwerking en nauwkeurige afmetingen.

PETG VS PLA-filament

A. Belangrijkste verschil tussen PETG en PLA

I. Materiaaleigenschappen

    PETG: PETG heeft een hoge sterkte, grote taaiheid en superieure slagvastheid, en is bestand tegen grote spanningen en drukken. Het heeft ook een goede chemische weerstand en warmtestabiliteit, geschikt voor diverse toepassingen.

    PLA: PLA heeft een lagere sterkte en relatief inferieure duurzaamheid, geschikt voor sommige lichte en niet-structurele toepassingen. Het is een biologisch afbreekbaar materiaal dat milieuvriendelijk is.

II. Printbaarheid

    PETG: PETG heeft een hoger smeltpunt en een hogere smeltviscositeit, waardoor hogere print- en verwarmingsbedtemperaturen nodig zijn. Het is zeer gevoelig voor stringing tijdens 3D-printen. Enige juiste aanpassing is vereist om optimale resultaten te garanderen.

    PLA: PLA heeft een lager smeltpunt en een lagere smeltviscositeit, en de printtemperatuur is daardoor lager dan die van PETG. Het is gemakkelijk te printen en geschikt voor de meeste 3D-printers, waardoor het beginnersvriendelijk is.

III. Biologische afbreekbaarheid

    PETG: PETG is geen biologisch afbreekbaar materiaal en degradeert langzaam in de natuurlijke omgeving. Het kan lang duren voordat het afbreekt tot natuurlijke stoffen.

    PLA: PLA is een biologisch afbreekbaar materiaal dat snel kan afbreken en uiteindelijk kan ontbinden in natuurlijke stoffen. Het is milieuvriendelijker en geschikt voor wegwerp- en kortstondige toepassingen.

B. Voor- en nadelen van PETG

   Voordelen van PETG:

Sterkte en duurzaamheid: PETG is sterker en duurzamer dan PLA, en kan grotere spanningen en stootbelastingen weerstaan.

Chemische weerstand: PETG heeft een betere chemische weerstand. Het polymeer PETG heeft een robuuste immuniteit tegen een groot aantal corrosieve verbindingen. De chemische samenstelling verleent veerkracht tegen de schadelijke effecten van bepaalde bijtende oplossingen en zure of basische middelen die anders de structurele integriteit zouden aantasten.

Transparantie: Dankzij de unieke chemische samenstelling en structuur vertoont PETG een goede optische transparantie, waardoor het

Hittebestendigheid: PETG heeft een hogere hittebestendigheid en kan zijn vorm en sterkte bij hoge temperaturen behouden.

Gemakkelijk te vormen: PETG is zeer veelzijdig, omdat het gemakkelijk vacuüm- of thermisch gevormd kan worden en bestand is tegen hoge drukken zonder risico op barsten. Het kan door injectie in verschillende vormen worden gegoten of tot platen worden geëxtrudeerd.

Recycleerbaarheid: PETG kan worden gerecycled en herverwerkt tot nieuwe producten, wat gunstig is voor de circulaire economie.

  Nadelen van PETG:

Niet-biologische afbreekbaarheid: PETG degradeert langzaam in de natuurlijke omgeving, is niet biologisch afbreekbaar en kan mogelijk ophopen in het milieu.

Waterabsorptie: Het vertoont een hoge mate van waterabsorptie. PETG absorbeert gemakkelijk water indien het niet correct wordt opgeslagen. Dit zal de onderdelen brozer maken.

Hoge printvereisten: Aangezien PETG gevoeliger is voor stringing dan PLA of ABS, moet u experimenteren met retractie- en bruginstellingen om kwaliteitsprints te verkrijgen.

Voordelen van PLA:

Eenvoudig te printen: PLA is eenvoudiger te printen omdat het weinig krimp vertoont, goed compatibel is en een uitstekende hechting heeft.

Biologische afbreekbaarheid: PLA is een biologisch afbreekbaar materiaal dat snel kan afbreken en ontbinden in natuurlijke stoffen onder geschikte omstandigheden.

Milieuvriendelijk: PLA wordt gemaakt van hernieuwbare plantaardige grondstoffen, is relatief milieuvriendelijk en vermindert de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen.

Lage thermische krimp: PLA heeft een relatief lage thermische krimp, wat gunstig is voor het printen van grote modellen en het verminderen van printvervorming.

Nadelen van PLA:  

1. Lagere sterkte en duurzaamheid: Vergeleken met PETG heeft PLA een lagere sterkte en duurzaamheid, en is het niet geschikt voor toepassingen die een hoge sterkte vereisen.
2. Laag smeltpunt: Het lage smeltpunt van PLA zorgt ervoor dat het gemakkelijk zacht wordt en vervormt in omgevingen met hoge temperaturen.

Waarom PETG PLA en PLA+ niet kan vervangen?

Op basis van de bovenstaande vergelijking is het duidelijk dat PETG PLA in verschillende opzichten overtreft. Niet alleen is PETG vaak betaalbaarder dan PLA+, maar het kan zelfs goedkoper zijn dan PLA zelf. Ondanks deze voordelen is PETG er echter niet in geslaagd PLA te vervangen. Het belangrijkste obstakel is het feit dat PETG moeilijker te printen is en niet erg beginnersvriendelijk.

Toepassingen van PETG

Maakindustrie: PETG vindt uitgebreide toepassingen in de maakindustrie voor het produceren van industriële componenten en functionele prototypes. De hoge sterkte en duurzaamheid maken het geschikt voor de productie van mechanische onderdelen en bevestigingen. Bovendien maakt de chemische weerstand van PETG het mogelijk om het te gebruiken bij de productie van componenten die in contact komen met chemicaliën, zoals pijpen en kleppen die dienen als chemische verwerkingsapparatuur.

Medisch gebied: Sommige PETG heeft een uitstekende biocompatibiliteit en transparantie die op grote schaal kan worden toegepast in de medische sector. Het kan worden gebruikt voor de vervaardiging van medische apparaten, medische modellen, maskerframes, reageerbuisrekken en meer. De biocompatibiliteit van sommige PETG maakt het geschikt voor toepassingen waarbij menselijk contact betrokken is, terwijl de transparantie een duidelijke visuele waarneming biedt.

Verpakkingsindustrie: PETG wordt uitgebreid gebruikt in de verpakkingsindustrie. Het kan worden gebruikt voor de productie van transparante verpakkingsdozen, flessen, containers en meer. De slagvastheid en duurzaamheid van PETG zorgen voor de bescherming van verpakte artikelen tegen beschadiging. Bovendien maakt de chemische weerstand ervan veilig contact met verschillende chemicaliën mogelijk.

Creatief ontwerp: Dankzij de uitstekende transparantie en kleurbaarheid opent PETG het potentieel voor het gebied van creatief ontwerp. Het kan worden gebruikt om lampenkappen, decoratieve items en kunstwerken te creëren. De veelzijdigheid van PETG stelt ontwerpers in staat om verschillende vormen en complexe structuren te realiseren.

Onderwijssector: PETG is een relatief veilig materiaal en kan worden gebruikt in 3D-printingonderwijs op scholen en onderwijsinstellingen. Studenten kunnen PETG gebruiken om modellen, prototypes en tastbare displays te fabriceren, waardoor hun begrip van objectstructuren en ontwerpprincipes wordt verrijkt.

Reclame en displays: PETG wordt veel gebruikt voor point-of-sale displays en presentaties in de detailhandel. Door de mogelijkheid om het gemakkelijk te kleuren met transparante kleuren, is het ook zeer geschikt voor belettering.

Tips voor PETG - Printen

1. Temperatuur: Rekening houdend met de sterkte en oppervlakte-esthetiek van de geprinte modellen, kunnen de resultaten aanzienlijk verschillen afhankelijk van de specifieke 3D-printer en het gebruikte filament. In deze context is het essentieel om een fundamenteel principe te volgen:

a. Voor een verbeterde visuele aantrekkingskracht, pas de temperatuur dienovereenkomstig aan. De PETG-printtemperatuur is 230-240℃.

b. Als het model meer sterkte vereist, verhoog dan de printtemperatuur.

2. Koeling: PETG stelt specifieke koelvereisten. Het mag noch onvoldoende noch overmatige koeling ervaren, aangezien het laatste de laaghechting kan compromitteren. Variërende machinespecificaties en ventilatorvereisten maken het onpraktisch om precieze koelintensiteitswaarden te geven. Bijgevolg moeten de specifieke koelparameters worden afgestemd op de praktijksituatie. Hierbij een leidend principe: terwijl de robuustheid van het model wordt gewaarborgd, maximaliseer de koelintensiteit om het gewenste esthetische resultaat te bereiken. Als bijvoorbeeld het instellen van de koeling op 100% de modelsterkte aanzienlijk vermindert, verminder dan geleidelijk de koelintensiteit met 20%. Gebruik deze aanpak en print een temperatuurtoren om de optimale ventilatorintensiteit te identificeren.

3. Retractie: Het instellen van retractieparameters heeft tot doel stringing op te lossen. Als voorbeeld, bij het gebruik van SUNLU PETG, vormt 220 graden Celsius de minimale temperatuurdrempel voor het handhaven van een acceptabele modelsterkte. Het printen van een retractietesttoren is een goede manier om stringing aan te pakken. Reguliere retractie van de testtoren bedraagt doorgaans 1-3 mm voor proximate extruders en 4-10 mm voor remote extruders. In het geval van merkbare stringing ondanks hoge retractie-instellingen, overweeg dan het verhogen van de retractiesnelheid. Overmatig hoge retractiewaarden kunnen kleine onvolkomenheden op het modeloppervlak achterlaten en het risico op verstopping van het filament vergroten.

4. Bedhechting: PETG vertoont snelle afkoeling, beperkte vloeibaarheid en een neiging tot hechting aan de nozzle. Het is daarom raadzaam om de Z-as offset iets te vergroten met ongeveer 0,05 mm. Als alternatief kan het gebruik van een glazen bed in combinatie met PVP-lijm de bedhechting verbeteren.

Concluderend is PETG een materiaal dat de voordelen van zowel ABS als PLA combineert. Het bereikt een printkwaliteit vergelijkbaar met PLA, terwijl het de sterkte en duurzaamheid van ABS vertoont. Bovendien heeft PETG uitstekende transparantie en hittebestendigheid, wat aan verschillende gebruikersbehoeften voldoet. Het moet echter worden opgemerkt dat PETG hogere eisen stelt aan de printtechnieken.

GESCHREVEN DOOR: Thomas Jackson