Temat · Druk 3D
Druk 3D dla miłośników techniki: technologie, tworzywa, gwinty
Która technologia do czego się nadaje, które tworzywo ile wytrzyma ciepła i obciążenia oraz jak zrobić gwint w wydrukowanej części: drukowany, nacinany po druku albo jako metalowa wkładka.
Trzy technologie
FDM, SLA i SLS w skrócie
Trzy popularne technologie druku części z tworzyw, streszczone według porównania firmy Formlabs.1 Formlabs sam produkuje drukarki SLA i SLS; oceny pochodzą stamtąd.
| Technologia | Jak działa | Zalety | Ograniczenia |
|---|---|---|---|
| FDM | Stopione tworzywo jest wytłaczane przez dyszę, warstwa po warstwie. | tanie urządzenia i materiały, prosta obsługa | mniejsza dokładność i grubsze detale, widoczne warstwy, podpory usuwa się ręcznie |
| SLA | Źródło światła utwardza płynną żywicę warstwa po warstwie. | wysoka rozdzielczość i dokładność, gładka powierzchnia | niektóre materiały są wrażliwe na długie działanie światła UV |
| SLS | Laser spieka drobne cząstki proszku z tworzywa. | mocne, funkcjonalne części, bez podpór | lekko szorstka powierzchnia, ograniczony wybór materiałów |
Tworzywa do FDM
Który filament co wytrzyma?
Porównujemy siedem filamentów według kart danych jednego producenta, firmy Polymaker, żeby wszystkie wartości były zmierzone w tych samych warunkach: wydrukowane próbki ze 100 % wypełnieniem, próba rozciągania według ISO 527. Producent podkreśla, że to wartości typowe do porównań, a nie wartości do projektowania.2
- Ciepło: PLA wcześnie mięknie. Jego temperatura zeszklenia wynosi 61 °C, a temperatura ugięcia pod obciążeniem (ISO 75, 0,45 MPa) 60 °C. PC osiąga 113 °C i 111 °C.23
- Warstwy są słabym punktem: w poprzek warstw próbka PLA wytrzymuje 40,5 MPa, w płaszczyźnie druku 52,3 MPa; dla PC to 52,8 i 69,1 MPa.23 Dla części pod obciążeniem liczy się więc, w jakim położeniu się je drukuje.
- Ciągliwe czy kruche: w próbie udarności Charpy z karbem ABS osiąga 18,0 kJ/m², PLA tylko 3,3 kJ/m².24
- Wilgoć: nylon (PA) chłonie do 2,82 % wody, PLA 0,51 %. Na mokro wytrzymałość próbki z nylonu na rozciąganie spada z 78,0 do 34,3 MPa. Producent radzi przechowywać i przetwarzać nylon tylko na sucho, przy wilgotności poniżej 20 %.25
- Obudowa: do ABS, ASA, nylonu i PC producent wymaga zamkniętej komory, do PC wręcz o temperaturze od 70 do 100 °C. PLA, PETG i TPU jej nie potrzebują.2345678
- Na zewnątrz: ASA producent opisuje jako odporne na UV i lepiej znoszące warunki atmosferyczne niż ABS.6
- Elastyczne: TPU o twardości Shore 95A wydłuża się do zerwania o 551 %.8
- Po druku: PC należy według producenta wygrzewać przez 2 godziny w 90 °C, żeby usunąć naprężenia wewnętrzne.3
Filamenty w porównaniu
Siedem tworzyw do druku FDM, wszystkie z kart danych jednego producenta, żeby warunki badań były takie same. To wartości typowe do porównań, a nie wartości konstrukcyjne.
| PLAotwarta drukarka | PETGotwarta drukarka | ASAzamknięta komora | |
|---|---|---|---|
| Druk (zalecenia producenta) | |||
| Temperatura dyszy °C | 190–230 | 230–260 | 230–260 |
| Temperatura stołu °C | 25–60 | 70–80 | 75–95 |
| Wentylator chłodzący wydruk | włączony | wyłączony do 20 % | wyłączony |
| Zamknięta komora | niepotrzebna | niepotrzebna | potrzebna |
| Suszenie przed drukiem | 55 °C, 6 h | 65 °C, 6 h | 70 °C, 7 h |
| Ciepło | |||
| Temperatura zeszklenia °C | 61 | 81 | 98 |
| Temperatura ugięcia pod obciążeniem HDT °C | 60 | 78 | 103 |
| Wytrzymałość wydrukowanej próbki | |||
| Wytrzymałość na rozciąganie w płaszczyźnie druku (X-Y) MPa | 52,3 | 50,8 | 43,8 |
| Wytrzymałość na rozciąganie w poprzek warstw (Z) MPa | 40,5 | 42,8 | 32 |
| Wydłużenie przy zerwaniu (X-Y) % | 6,3 | 8,4 | 6,7 |
| Moduł sprężystości (X-Y) MPa | 3427 | 2117 | 2379 |
| Udarność Charpy z karbem (X-Y) kJ/m² | 3,3 | 2,6 | 10,3 |
| Materiał | |||
| Gęstość g/cm³ | 1,17 | 1,25 | 1,13 |
| Nasiąkliwość w stanie równowagi % | 0,51 | 0,54 | 0,40 |
| Odporność na UV i warunki atmosferyczne | – | – | według producenta odporny na UV, lepiej znosi warunki atmosferyczne niż ABS |
Gwinty w druku 3D
Sześć sposobów na gwint w wydruku
Formlabs zestawił, jak śruby trzymają się w drukowanych częściach: w samym tworzywie albo w metalowym gwincie.9 Oceny pochodzą stamtąd. Wartość startową dla otworu pod gwint daje tabela gwintów według firmy Hartner10; czy pasuje do Twojego materiału, pokaże wydruk próbny.
| Sposób | Jak to zrobić | Zaleta | Wada |
|---|---|---|---|
| Gwint drukowany | Gwint jest częścią modelu i powstaje podczas druku. | dowolny zarys | gorzej niż metal znosi częste montowanie; tylko większe gwinty |
| Gwintowanie po druku | Wydrukować otwór pod gwint, potem nagwintować go gwintownikiem. | szybko, model bez zmian | gorzej niż metal znosi częste montowanie |
| Śruba wygniatająca gwint | Śruba sama formuje gwint przy wkręcaniu; tuleję pod śrubę zaprojektować według danych producenta śrub. | bardzo prosto i szybko | kruche materiały mogą pękać |
| Wtapianie wkładki | Rozgrzać metalową wkładkę lutownicą i wcisnąć ją w otwór. | najlepsze trzymanie, gwint metalowy | potrzebna lutownica i czas na ostygnięcie |
| Wkładka rozprężna | Wcisnąć wkładkę w otwór; przy wkręcaniu śruby jej radełkowanie wciska się w materiał. | bardzo dobre trzymanie, prosty wcisk | może się poluzować w wyższej temperaturze |
| Nakrętka w gnieździe | Włożyć nakrętkę sześciokątną albo kwadratową w wycięcie w modelu. | bardzo dobre trzymanie, gwint metalowy | wycięcie musi być dostępne po druku |
Gwinty drukowane
Pięć rad od Formlabs
- Drukować tylko większe gwinty, co najmniej M6.9
- Zmniejszać naprężenia zaokrągleniami i wybierać zarys gwintu dopasowany do tworzywa.9
- Dla mniejszych gwintów drukować na śrubie i nakrętce zarys półokrągły z przesunięciem 0,1 mm.9
- Na powierzchniach gwintu w miarę możliwości nie stawiać podpór.9
- SLA i SLS nadają się do tego według Formlabs zasadniczo lepiej niż FDM, bo drukują dokładniej i dają gładsze powierzchnie.9
Śruby wygniatające
Kiedy śrubę da się wkręcić bezpośrednio
Śruby wygniatające i samogwintujące potrzebują materiału, który da się odkształcić: Formlabs zaleca materiały ciągliwe. Kruche materiały mogą przy wkręcaniu pęknąć albo się złamać; dlatego Formlabs radzi okulary ochronne.9
Jak bardzo tworzywa dają się rozciągnąć, pokazują karty danych: PLA pęka po wydłużeniu o 6,3 %, ABS po 17,9 %.24
Wtapianie w praktyce
Co zaleca warsztat TU Dresden
- Nadają się wyłącznie tworzywa termoplastyczne; z powodzeniem przetestowano PLA, ToughPLA i PETG.11
- Wkładki są, zależnie od producenta, w rozmiarach od M1,2 do M12. Wkładek większych niż M4 warsztat nie uważa za technicznie sensowne, bo połączenie jest wtedy dużo mocniejsze niż samo osadzenie w tworzywie; wyjątkiem są części zamienne.11
- Oś otworu jest prostopadła do płaszczyzny osadzenia. Otwór może być dłuższy, ale nie krótszy niż minimalna głębokość L.11
- Wokół otworu potrzebna jest ścianka z pełnego materiału, w wydruku całkowicie wypełniona; warsztat zaleca od razu zaprojektować ją w CAD.11
Wymiary otworu
| Gwint | Otwór ø D | Głębokość min. L | Ścianka min. T |
|---|---|---|---|
| M2 | 3,2 mm | 5,0 mm | 1,3 mm |
| M2,5 | 4,0 mm | 6,7 mm | 1,6 mm |
| M3 | 4,0 mm | 6,7 mm | 1,6 mm |
| M3 krótka | 4,0 mm | 5,0 mm | 1,6 mm |
| M4 | 5,6 mm | 9,1 mm | 2,1 mm |
| M4 krótka | 5,6 mm | 5,0 mm | 2,1 mm |
| M5 | 6,4 mm | 10,5 mm | 2,6 mm |
| M5 krótka | 6,4 mm | 6,8 mm | 2,6 mm |
Wartości warsztatu TU Dresden dla używanych tam wkładek.11 Wiążąca jest karta danych Twojej wkładki.
Na kanale
Planowane filmy na ten temat
- W planachFDM, SLA czy SLS: która technologia druku 3D do czego?Porównanie z tabelą
- W planachGwinty w druku 3D: wkładki do wtapiania, gwinty drukowane, wkładki gwintowePraktyka z tabelą wymiarów
Na warsztat
Ściąga: gwinty
Jedna strona do wydruku: metryczne gwinty zwykłe i drobnozwojne ze skokiem, wiertłem pod gwint i średnicą wewnętrzną gwintu nakrętki, do tego zasada praktyczna dla otworu pod gwint. Każda wartość ze źródłem.
- M1 do M24 i 17 popularnych gwintów drobnozwojnych
- Wiertło pod gwint według tabeli producenta, z tolerancją gwintu nakrętki
- Raz w tygodniu: nowy film z artykułem
Pobierz ściągę (PDF)
Wpisz swój adres e-mail, a wyślemy Ci ściągę w PDF.
Zapisy ruszą za kilka dni. Do tego czasu zasubskrybuj kanał na YouTube, a od razu się dowiesz, gdy ściąga będzie gotowa.
Zapisując się, potwierdzasz, że masz co najmniej 16 lat. Dostaniesz e-mail z prośbą o potwierdzenie adresu (podwójne potwierdzenie, double opt-in) i w każdej chwili możesz się wypisać. Szczegóły w polityce prywatności.
Źródła
- Formlabs (blog): „FDM, SLA vs. SLS: 3D-Drucktechnologien im Vergleich” (porównanie technologii druku 3D; po niemiecku) · sprawdzono 20 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych PolyLite PLA (V5.4; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych PolyLite PC (V5.4; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych PolyLite ABS (V5.5; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych PolyMide CoPA (V5.4; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych Polymaker ASA (V6.0; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych PolyLite PETG (V5.4; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Polymaker: karta danych technicznych PolyFlex TPU95 (V5.4; PDF po angielsku) · sprawdzono 21 października 2026
- Formlabs (blog): gwinty w drukach 3D i wkładki gwintowane w drukowanych częściach (po niemiecku) · sprawdzono 21 października 2026
- Hartner GmbH: „Kernlochdurchmesser für das Gewindeschneiden” (średnice otworów pod gwint do gwintowania skrawaniem; plakat, lipiec 2025; PDF po niemiecku) · sprawdzono 21 października 2026
- TU Dresden, warsztat Wydziału Elektrotechniki: „Wärmeeinbettung bei FDM-3D-Drucken” (wtapianie wkładek w wydrukach FDM; ostatnia zmiana 29 marca 2023; po niemiecku) · sprawdzono 20 października 2026
Data sprawdzenia jest przy każdym źródle. Widzisz błąd? Napisz na info@netanaliza.com.
Technika zrozumiale wyjaśniona · niezależnie, bez logo producentów · YouTube @gwintyiprzekladnie