Filament PETG: Průvodce materiálem pro 3D tisk

Když jsem před lety přešel z PLA na PETG, čekal jsem jen trochu odolnější materiál. Realita byla jiná – PETG má svá specifika, která si vyžadují jiný přístup k tisku. Dnes po několika letech zkušeností můžu říct, že jde o jeden z nejuniverzálnějších filamentů na trhu.

PETG vs. ostatní materiály

Kde PETG září a kde má limity

PETG filament zaujímá specifickou pozici mezi běžnými filamenty. Na rozdíl od PLA vydrží vyšší teploty, ale není tak náročné na tisk jako ABS. Teplotní odolnost kolem 70°C ho dělá vhodným pro aplikace, kde PLA selhává, ale zároveň nevyžaduje vyhřívanou komoru jako ABS.

Chemická odolnost PETG je výrazně lepší než u PLA nebo ABS. Zatímco ABS se rozpouští v acetonových parách, PETG jim odolává. Tuhle vlastnost oceníte při výrobě dílů, které přijdou do kontaktu s čisticími prostředky nebo rozpouštědly.

Průhlednost je další oblast, kde materiál PETG nemá konkurenci. Kvalitní PETG dokáže dosáhnout průhlednosti podobné sklu (ale na to je potřeba specifické postupy při tisku), což ocení každý, kdo tisknul vázy nebo ozdobné předměty. ASA zase vydrží více slunce než PETG, ale jeho tisk je podstatně náročnější.

Kdy zvolit PETG?

PETG je ideální volba v situacích, kdy PLA nestačí, ale nechcete se potýkat se složitostmi tisku ABS. Je to materiál pro "střední cestu" - když potřebujete víc než základní plast, ale nemusíte řešit extrémní podmínky.

Funkční díly s mechanickým zatížením

PETG volte pro organizéry, držáky a díly, které musí vydržet každodenní používání. Materiál má výbornou rázovou houževnatost, takže díly neprasknou při pádu nebo nárazu. Typické použití jsou organizéry na nářadí, držáky nástrojů v dílně nebo uchycení, kde se počítá s opakovaným zatížením.

Když potřebujete průhlednost

Žádný jiný běžný filament nedosahuje průhlednosti PETG. Využijete to pro vázy, ozdobné předměty, kryty s vizuální kontrolou nebo lampy. PETG dokáže být téměř průhledný jako sklo, což PLA ani ABS neumí.

Kontakt s chemikáliemi a čisticími prostředky

PETG odolává většině běžných chemikálií - alkoholu, acetonů, čisticích prostředků. Proto je vhodný pro díly v laboratořích, dílnách nebo kuchyních. Na rozdíl od PLA se nerozpustí při kontaktu s rozpouštědly.

Teplotní nároky mezi 60-70°C

Když PLA při 60°C již změkne, PETG vydrží až do 70°C. Využijete to pro kryty elektroniky, která se zahřívá, nebo díly v blízkosti radiátorů. Není to extrémní žár jako u ABS, ale stačí to pro většinu domácích aplikací.

Když se chcete vyhnout komplikacím s ABS

ABS vyžaduje vyhřívanou komoru, trochu smrdí a tendenci ke kroucení (warping). PETG tiskne téměř stejně snadno jako PLA, ale má lepší mechanické vlastnosti než ABS. Ideální kompromis pro tiskárny bez uzavřené komory.

Food-safe aplikace

Speciální food-safe varianty PETG jsou schválené pro kontakt s potravinami. Použijete je pro nádoby, kryty spotřebičů nebo díly do kuchyně. Průhlednost navíc umožňuje vizuální kontrolu čistoty.

Rychlé prototypování funkčních dílů

PETG kombinuje snadnost tisku PLA s mechanickými vlastnostmi blízkými ABS. Pro rychlé ověření funkčnosti dílu, který později možná vytisknete z náročnějšího materiálu, je PETG často optimální volba.

PETG NEvolte když:

• Potřebujete maximum teplotní odolnosti (nad 70°C) - zde je lepší ABS/ASA
• Jde o jednorázové modely nebo prototypy - PLA je levnější a rychlejší
• Začínáte s 3D tiskem - PLA je tolerantnější k chybám
• Potřebujete biologickou odbouratelnost - zde je lepší PLA

Věděli jste, že základní PET (bez toho "G") je nejrozšířenější plast na světě? Najdete ho v plastových lahvích na vodu, ale taky ve vlákně vašeho trička nebo mikiny. Když výrobci přidají glykolový modifikátor během polymerizace, vznikne PETG - materiál, který už můžeme tisknout.

Moderní varianty PETG a jejich možnosti

Když Bambu Lab představil PETG-HF, skepticky jsem kroutil hlavou. Jak může být PETG rychlý? Pak jsem viděl výsledky a musel jsem uznat kvalitu. Tyto materiály mají upravenou reologii - molekulární struktura je modifikovaná tak, aby při vyšších teplotách měla nižší viskozitu.

Prakticky to znamená, že při 250°C teče materiál podobně jako standardní PETG při 230°C, ale díky vyšší teplotě se rychleji spojuje. Výsledek jsou rychlosti tisku přes 300 mm/s při zachování kvality. Musíte ale mít hotend s průtokem minimálně 25 mm³/s, jinak se pouze zadrhnete.

Testoval jsem PETG-HF na X1 Carbon a při správném nastavení dokáže skutečně dosáhnout rychlostí, které jsem dříve považoval za nereálné. Klíčové je správné nastavení flow rate a celkem agresivní part cooling.

Kompozitní PETG: Když potřebujete víc než plast

PETG s uhlíkovými vlákny přináší nový rozměr

PETG-CF není jen marketing. Přidání uhlíkových vláken radikálně mění vlastnosti materiálu. Tuhost se zvyšuje přibližně o 300%, což znamená, že se díly pod zatížením prakticky neprohýbají.

Antistatické vlastnosti jsou další bonus. Při tisku krytů pro elektroniku nemusíte řešit elektrostatický náboj, který může poškodit citlivé komponenty. Tohle oceníte zvláště při práci s moderními čipy nebo SSD disky.

Má to ale svá úskalí. Uhlíková vlákna jsou abrazivní - standardní mosazná tryska vydrží maximálně kilogram materiálu. Investice do ocelové nebo rubínové trysky se ale vyplatí. Teplota tisku musí být vyšší (250-270°C) a materiál je hlučnější při tisku kvůli třecímu odporu vláken.

PETG se skelným vláknem pro strukturální pevnost

PETG-GF volím tam, kde potřebuju maximální pevnost v tahu, ale zároveň nepotřebuju antistatické vlastnosti uhlíku. Skelná vlákna poskytují jiný typ zesílení - místo tuhosti zvyšují hlavně pevnost v tahu a ráz. Díly z PETG-GF prakticky nejdou zlomit běžnou silou.

Oproti carbon verzi má PETG-GF lepší adhezi k podložce a menší tendenci ke kroucení. Skelná vlákna totiž mají podobný koeficient tepelné roztažnosti jako samotné PETG, zatímco uhlíková vlákna tento koeficient výrazně snižují.

Praktické aplikace v reálném světě

V automotive a elektronice

V automobilovém průmyslu se PETG používá pro prototypy interiérových dílů, které musí projít crash testy. PETG-CF je populární pro držáky elektroniky v autech. Kombinace antistatických vlastností a mechanické pevnosti je ideální pro uchycení navigací, kamer nebo senzorů.

V medicíně a laboratořích

Medical grade PETG se používá pro laboratorní pomůcky, které musí být odolné vůči dezinfekci. Na rozdíl od PLA vydrží opakované ošetření alkoholem nebo peroxidem. V COVID období se tiskly ochranné štíty z PETG, protože snášely opakovanou sterilizaci.

Food-safe varianty PETG používají pro výrobu dílů, které přijdou do kontaktu s potravinami. Průhlednost umožňuje vizuální kontrolu čistoty a chemická odolnost zaručuje, že se z materiálu nevyluhují škodlivé látky.

Optimální nastavení pro různé značky

Teplotní profily podle výrobců

Každá značka PETG má trochu jiné vlastnosti kvůli různým aditivům a modifikátorům. Devil Design PETG preferuje nižší teploty kolem 235°C a postupné chlazení. Má tendenci ke stringování (vláskování) při vyšších teplotách.

Prusament PETG naopak potřebuje vyšší teploty - optimum je kolem 250°C. Při nižších teplotách hůře drží vrstvy a můžete mít problémy s delaminací.

Bambu Lab PETG HF je někde mezi těmito extrémy - 240°C je obvykle dobrý start.

Doporučuji si v OrcaSliceru udělat pro daný materiál teplotní věž, a tu pak rozlámat kleštěmi. Nejde jen o to jak vytištěný díl vypadá, ale také jakou má pevnost při dané teplotě. Najděte to nejlepší z obou světů.

Jemné doladění parametrů

Rychlost tisku u PETG se na moderních tiskárnách pohybuje výrazně výš než dříve. Pro první vrstvu doporučuju 50-100 mm/s - PETG má silnou adhezi a moderní tiskárny zvládnou i tyto rychlosti bez problémů. Pro perimetry používám 100-150 mm/s, což dává dobrý povrch při zachování produktivity.

Výplň můžete pustit až na 200-300 mm/s podle složitosti modelu. U high-speed variant PETG dosahuju rychlostí přes 400 mm/s pro výplň, což dramaticky zkracuje časy tisku.

Chlazení je u PETG kritické. První vrstva se tiskne bez chlazení, aby dobře přilnula. Od druhé vrstvy postupně zvyšuji na 30-50%. Pro mosty můžu jít až na 70%, ale pozor na tepelné šoky.

Retrakce vyžaduje jemné doladění. Opět doporučuji - v OrcaSlicer udělat retrakční test.

Řešení problémů krok za krokem

Stringing (vláskování): Největší slabina PETG

Stringing, stringování nebo vláskování je u PETG častější kvůli jeho reologickým vlastnostem. Materiál zůstává tekutý i při mírně nižších teplotách, což způsobuje vytahování vláken. Řešení je kombinace několika faktorů.

Věděli jste, že reologické vlastnosti popisují, jak se materiál chová při tečení a deformaci? U PETG to znamená, že materiál se "táhne" a déle zůstává spojený s tryskou, což je příčinou stringingu.

Nejdříve snižte teplotu na minimum, kde ještě dobře drží vrstvy. Pak optimalizujte retrakci - začněte s konzervativním nastavením a postupně upravujte. Zvýšení rychlosti cestovního pohybu také pomáhá - na moderních tiskárnách můžete travel rychlosti nastavit i přes 400 mm/s.

Z-hop používejte pouze když nutné. Každé zvednutí trysky je potenciální místo pro stringing. Pokud bez Z-hop nejde, nastavte minimální hodnotu - obvykle stačí 0,2 mm (1x výška vrstvy).

Kroucení (warping) u větších objektů

I když má PETG menší tendenci ke kroucení než ABS, u větších ploch nebo objektů se může objevit. Prevence je jednodušší než náprava. Draft shield kolem modelu pomáhá udržet stabilní teplotu. Případně zvýšení teploty podložky mírně nad hranici měknutí daného materiálu.

První vrstvu tiskneme o 5-10°C vyšší než zbytek modelu. Postupné snižování teploty podložky během tisku také snižuje tepelné pnutí.

Přílišná adheze

Občas PETG lepí na podložku až příliš silně. Na PEI podložkách můžu vytrhnout kusy materiálu při odstraňování výtisku. Osobně jsem takto zničil několik plátů. Řešením je použití separátoru - tenká vrstva 3d lac nebo jiného adheziva vytvoří mezivrstvu, která zabrání poškození PEI podložky.

Ekologie a udržitelnost

Současný stav recyklace

PETG teoreticky patří mezi recyklovatelné termoplasty díky své molekulární struktuře, která umožňuje opakované tavení. V praxi však v České republice neexistuje systematický systém recyklace 3D tiskových filamentů. Běžné sběrné dvory a recyklační linky nejsou uzpůsobeny pro zpracování specifických typů plastů z 3D tisku. A tak výtisky končí obvykle ve spalovně.

Některé specializované firmy jako Fiberlogy nabízejí vlastní programy - vyrábějí recyklované PETG z vlastního odpadu. Jde však spíše o výjimku než pravidlo.

Domácí zpracování odpadu

Pro menší množství zbytků PETG existují možnosti domácího zpracování pomocí drtiče a extruderu. Materiál se dá roztavit a vytlačit do nového filamentu, ale kvalita není srovnatelná s průmyslově vyrobeným materiálem. A domácí linka je finančně nákladná. Vyplatí se až pokud spotřebujete desítky kilo materiálu měsíčně. A také kvalita domácího filamentu se nemůže rovnat tomu komerčnímu.

Postprocessing a úpravy

Mechanické opracování

PETG se dobře obrábí běžnými nástroji. Vrtání standardními vrtáky funguje bez problémů při snížené rychlosti, aby se materiál nepřehřál. Řezání lupínkovou pilou dává čisté hrany bez rozštěpování.

Broušení se provádí postupně od hrubosti P120 až k P800. PETG, stejně jako PLA, má tendenci se při broušení ohřívat, proto je vhodné používat přerušované pohyby. Výsledkem je hladký povrch připravený pro další úpravy.

Chemické úpravy

Na rozdíl od ABS neúčinkuje na PETG aceton. Pro leštění se používá tepelná pistole nastavená na nejnižší stupeň. Opatrné prohřátí povrchu vyhlazuje drobné nerovnosti a zlepšuje vzhled výtisku.

Barvení funguje pouze povrchovými barvami. PETG nepřijímá barviva do struktury jako některé jiné plasty. Akrylové barvy se dobře nanášejí na kvalitně připravený podklad.

Závěr

PETG představuje optimální kompromis mezi snadností tisku PLA a mechanickými vlastnostmi ABS. Po zvládnutí základních principů poskytuje spolehlivé výsledky pro širokou škálu aplikací. Investice do pochopení jeho specifik se vyplatí - získáte materiál, který vám otevře nové možnosti v oblasti funkčních výtisků a dlouhodobě odolných dílů.

Kompozitní varianty jako PETG-CF nebo PETG-GF rozšiřují možnosti ještě víc. Ano, vyžadují ocelové trysky a jemnější nastavení, ale výsledky stojí za tu investici. Moderní high-speed PETG zase přináší efektivitu bez kompromisů v kvalitě.

Věděli jste, že PETG má jednu z nejlepších přilnavostí vrstev ze všech běžných filamentů? Díky tomu jsou výtisky extrémně odolné vůči delaminaci.