Vad är PETG-filament och varför det inte kan ersätta PLA-filament

Polymjölksyra (PLA), förkortat som PLA, är det vanligaste materialet inom FDM (Fused Deposition Modeling) då det är prisvärt, stabilt och enkelt att skriva ut med, vilket är en samsyn inom 3D-utskriftsbranschen. Polyetylentereftalatglykol-modifierad (PETG) har dock blivit ett alltmer populärt material inom 3D-utskrift. I denna artikel kommer en kort introduktion att ges gällande PETG och PLA.

Definition och egenskaper hos PETG

PETG är ett vanligt termoplastiskt material inom 3D-utskrift, med sitt fullständiga namn Polyethylene Terephthalate Glycol-modified. Det är ett sampolymer-modifierat material baserat på PET (Polyethylene Terephthalate) genom att ytterligare enheter introduceras i dess molekylära konfiguration. Glykol omfattar inte bara etylenglykol utan även olika andra dioler. En av de vanligt förekommande diolerna i PETG är CHDM (1,4-cyklohexandimetanol). PETG ärver PET:s utmärkta egenskaper, såsom hög hållfasthet, flamskydd och kemisk stabilitet, samtidigt som det förbättrar PET:s seghet och slaghållfasthet.

PETG uppvisar utmärkta mekaniska egenskaper, med hög hållfasthet, seghet och slagtålighet som möjliggör utskrift av hållbara och stöttåliga delar. Dessa betydande mekaniska egenskaper hos PETG gör det lämpligt för mekaniska komponenter, funktionella prototyper och hållbara objekt. Dessutom uppvisar PETG beundransvärd kemisk stabilitet. Det visar starkt motstånd mot korrosion från vissa lösningsmedel, syror, alkalier och andra kemikalier. Vidare har PETG god optisk transparens, och kan därmed skriva ut genomskinliga och transparenta delar. PETG:s optiska transparens härrör från dess kemiska sammansättning och struktur. PETG är ett polyestermaterial, och dess molekylkedjor innehåller ett stort antal esterbindningar och metylengrupper, som själva inte absorberar synligt ljus, vilket ger PETG god optisk transparens och gör det till ett idealiskt material för genomskinliga och transparenta delar. Detta är en unik fördel med PETG jämfört med andra vanliga 3D-utskriftsmaterial som ABS och PLA. Dessutom anses PETG-material vara livsmedelssäkert. Det kan användas för att tillverka livsmedelsbehållare. Dock kan strängning vara ett problem som kräver optimering av utskriftsparametrar. Med rätt inställningar kan PETG producera utskrivna delar med en estetisk yta och exakta dimensioner.

PETG VS PLA Filament

A. Huvudsaklig skillnad mellan PETG och PLA

I. Materialegenskaper

    PETG: PETG har hög hållfasthet, stor seghet och överlägsen slagtålighet, och kan motstå stora påfrestningar och tryck. Det har också god kemisk beständighet och värmestabilitet, lämpligt för olika tillämpningar.

    PLA: PLA har lägre hållfasthet och relativt sämre hållbarhet, lämpligt för vissa lättbelastade och icke-strukturella tillämpningar. Det är ett biologiskt nedbrytbart material som är miljövänligt.

II. Utskriftsbarhet

    PETG: PETG har en högre smältpunkt och smältviskositet, vilket kräver högre utskrifts- och bäddtemperaturer. Det är mycket benäget att stränga sig under 3D-utskrift. Viss korrekt justering är nödvändig för att säkerställa optimala resultat.

    PLA: PLA har en lägre smältpunkt och smältviskositet och därför är dess utskriftstemperatur lägre än PETG. Det är lätt att skriva ut och passar de flesta 3D-skrivare, vilket gör det nybörjarvänligt.

III. Biologiskt nedbrytbarhet

    PETG: PETG är inte ett biologiskt nedbrytbart material och bryts ned långsamt i den naturliga miljön. Det kan ta lång tid att brytas ned till naturliga ämnen.

    PLA: PLA är ett biologiskt nedbrytbart material som snabbt kan brytas ned och slutligen omvandlas till naturliga ämnen. Det är mer miljövänligt och lämpligt för engångs- och korttidsapplikationer.

B. För- och nackdelar med PETG

   Fördelar med PETG:

Styrka och hållbarhet: PETG är starkare och mer hållbart än PLA, och kan genomgå större stress och slagbelastningar.

Kemisk beständighet: PETG har bättre kemisk beständighet. Polymeren PETG har en robust immunitet mot en mängd korrosiva föreningar. Dess kemiska sammansättning ger motståndskraft mot skadliga effekter av vissa kaustiska lösningar och sura eller basiska medel som annars skulle äventyra dess strukturella integritet.

Transparens: Tack vare sin unika kemiska sammansättning och struktur uppvisar PETG god optisk transparens, vilket gör det

Värmestabilitet: PETG har högre värmestabilitet och kan bibehålla form och styrka vid höga temperaturer.

Lätt att forma: PETG är mycket mångsidigt, eftersom det lätt kan vakuumformas eller termoformas och har förmågan att tåla högt tryck utan risk för sprickbildning. Det kan gjutas genom injektion i olika former eller extruderas till plåtar.

Återvinningsbarhet: PETG kan återvinnas och återbearbetas till nya produkter, vilket är fördelaktigt för den cirkulära ekonomin.

  Nackdelar med PETG:

Ej biologiskt nedbrytbart: PETG bryts ned långsamt i den naturliga miljön, är inte biologiskt nedbrytbart och kan potentiellt ackumuleras i miljön.

Vattenabsorption: Det uppvisar en hög grad av vattenabsorption. PETG absorberar lätt vatten om det inte förvaras korrekt. Detta gör delar skörare.

Krävande utskriftskrav: Eftersom PETG är mer benäget att stränga sig än PLA eller ABS, måste du experimentera med indragning och broinställningar för att få kvalitetsutskrifter.

Fördelar med PLA:

Lätt att skriva ut: PLA är lättare att skriva ut eftersom det uppvisar låg krympning, god kompatibilitet och utmärkt vidhäftning.

Biologiskt nedbrytbart: PLA är ett biologiskt nedbrytbart material som snabbt kan brytas ned och omvandlas till naturliga ämnen under lämpliga förhållanden.

Miljövänligt: PLA är tillverkat av förnybara växtresurser, relativt miljövänligt och minskar beroendet av fossila bränslen.

Låg värmekrympning: PLA har en relativt låg värmekrympningshastighet, vilket är fördelaktigt för att skriva ut stora modeller och minska utskriftsförvrängning.

Nackdelar med PLA:  

1. Lägre hållfasthet och hållbarhet: Jämfört med PETG har PLA lägre hållfasthet och hållbarhet, och är inte lämpligt för applikationer som kräver hög hållfasthet.
2. Låg smältpunkt: PLA:s låga smältpunkt gör att det mjuknar och deformeras lätt i miljöer med höga temperaturer.

Varför PETG inte kan ersätta PLA och PLA+？

Baserat på ovanstående jämförelse är det tydligt att PETG överträffar PLA i olika avseenden. Inte bara är PETG ofta billigare än PLA+, men det kan till och med vara billigare än PLA i sig. Trots dessa fördelar har PETG dock inte lyckats ersätta PLA. Det primära hindret ligger i att PETG är svårare att skriva ut och inte särskilt nybörjarvänligt.

Tillämpningar av PETG

Tillverkningsindustrin: PETG har omfattande tillämpningar inom tillverkningsindustrin för produktion av industriella komponenter och funktionella prototyper. Dess höga hållfasthet och hållbarhet gör det lämpligt för tillverkning av mekaniska delar och fixturer. Dessutom gör PETG:s kemiska beständighet att det kan användas vid tillverkning av komponenter som kommer i kontakt med kemikalier, såsom rör och ventiler som används som kemisk processutrustning.

Medicinskt område: Vissa PETG har utmärkt biokompatibilitet och transparens som kan användas i stor utsträckning inom det medicinska området. Det kan användas för att tillverka medicinsk utrustning, medicinska modeller, maskramar, provrörsställ och mer. Vissa PETG:s biokompatibilitet gör det lämpligt för applikationer som involverar mänsklig kontakt, medan dess transparens ger tydlig visuell observation.

Förpackningsindustrin: PETG används i stor utsträckning inom förpackningsindustrin. Det kan användas för att producera transparenta förpackningslådor, flaskor, behållare och mer. PETG:s slagmotstånd och hållbarhet säkerställer skyddet av förpackade föremål från skador. Dessutom tillåter dess kemiska beständighet säker kontakt med olika kemikalier.

Kreativ design: Tack vare sin utmärkta transparens och färgbarhet låser PETG upp potentialen inom kreativ design. Det kan användas för att skapa lampskärmar, dekorativa föremål och konstverk. PETG:s mångsidighet gör det möjligt för designers att uppnå olika former och komplexa strukturer.

Utbildningssektorn: PETG är ett relativt säkert material och kan användas i 3D-utskriftsutbildning i skolor och utbildningsinstitutioner. Studenter kan använda PETG för att tillverka modeller, prototyper och konkreta displayer, vilket berikar deras förståelse för objektstrukturer och designprinciper.

Skyltar och displayer: PETG används i stor utsträckning för försäljningsställ och displayer i detaljhandeln. Tack vare dess förmåga att enkelt färgas med transparenta färger är det också mycket lämpligt för skyltar.

Tips för PETG - Utskrift

1. Temperatur: Med tanke på de utskrivna modellernas styrka och ytans estetik kan resultaten skilja sig betydligt beroende på den specifika 3D-skrivare och filament som används. I detta sammanhang är det viktigt att följa en grundläggande princip:

a. För ett förbättrat visuellt intryck, justera temperaturen därefter. PETG:s utskriftstemperatur är 230-240℃.

b. Om modellen kräver ökad styrka, höj utskriftstemperaturen.

2. Kylning: PETG uppvisar distinkta kylkrav. Det får varken uppleva otillräcklig eller överdriven kylning, då det senare kan kompromettera skiktens vidhäftning. Varierande maskinspecifikationer och fläktkrav gör det opraktiskt att tillhandahålla exakta värden för kylintensitet. Följaktligen måste de specifika kylparametrarna finjusteras i enlighet med verkliga omständigheter. Här finns en vägledande princip: samtidigt som modellens robusthet säkerställs, maximera kylintensiteten för att uppnå det önskade estetiska resultatet. Om exempelvis inställningen av kylning till 100% signifikant minskar modellens styrka, minska kylintensiteten gradvis med 20%. Genom att tillämpa detta tillvägagångssätt, skriv ut ett temperaturtorn för att identifiera den optimala fläktintensiteten.

3. Indragning: Att ställa in indragningsparametrar syftar till att lösa strängning. Om man använder SUNLU PETG som exempel, utgör 220 grader Celsius den lägsta temperaturtröskeln för att bibehålla acceptabel modellstyrka. Att skriva ut ett indragningstesttorn är ett bra sätt att hantera strängning. Regelbunden indragning av testtorn sträcker sig vanligtvis 1-3 mm för nära extrudrar och 4-10 mm för avlägsna extrudrar. Vid märkbar strängning trots höga indragningsinställningar, överväg att öka indragningshastigheten. Alltför höga indragningsvärden kan lämna små skavanker på modellens yta och öka risken för filamentstopp.

4. Bäddhäftning: PETG uppvisar snabb kylning, begränsad fluiditet och en benägenhet för munstycksadhesion. Följaktligen är det lämpligt att något öka Z-axelns offset med cirka 0,05 mm. Alternativt kan användning av en glasbädd i kombination med PVP-lim förstärka bäddhäftningen.

Sammanfattningsvis är PETG ett material som kombinerar fördelarna med både ABS och PLA. Det uppnår en utskriftskvalitet som liknar PLA samtidigt som det uppvisar ABS:s styrka och hållbarhet. Dessutom har PETG utmärkt transparens och värmebeständighet, vilket tillgodoser en mängd olika användarbehov. Det bör dock noteras att PETG ställer högre krav på utskriftstekniker.

SKRIVET AV: Thomas Jackson