Materiaaliesittelyssä Ultimaker PETG

Ultimaker-materiaaleista

Ultimakerilta tuli hetki sitten uusin lisäys materiaalivalikoimaan, kun he julkaisivat oman PETG-materiaalinsa. No, tapojensa mukaisesti Ultimaker ei koskaan julkaise mitään materiaalia suin päin ilman tulostusprofiilien huolellista testausta, ja siksi uusien materiaalien julkaisutahti on joskus verkkainen. PETG-materiaalikeloissa on luonnollisesti NFC-tägit tunnistusta varten ja värivalikoima näytti olevan kiitettävän laaja, 14 väriä. Mutta nyt tämän uuden julkaisun myötä nousee taas esiin se vanha kysymys, että mitä materiaalia sitten se aiemmin myyty CPE/CPE+ oikein on?

PETG versus CPE

Olen jo aiemmin puhunut Mitsubishi PETG-materiaaliartikkelissani PETG-muovin yleisistä ominaisuuksista, joten en lähde nyt toistamaan itseäni. Sen sijaan olen yrittänyt selvittää, mitä materiaalia Ultimakerin jo pidempään myymät CPE (Co-PolyEster) ja CPE+ ovat. Tämä ei olekaan ollut mikään helppo tehtävä, sillä valmistajan TDS- ja SDS-dokumenteista ei saa mitään tietoa. Lukiessa tulee suorastaan vaikutelma, että CPE/CPE+:n todellinen koostumus on “valtiosalaisuus”, sillä ainoa sana mitä dokumentaatiosta löytyy on co-polyester. Termi “seospolyesteri” ei taas tarkoita juuri mitään, sillä se on ns. sateenvarjotermi jonka alle mahtuu useita eri materiaaleja, mukaan lukien PET/PETG. 

Mutta… näyttää että salaisuus on nyt paljastettu PETG:n julkaisun myötä. Äsken asiaa kaivellessa, Ultimakerin tukisivustolta löytyi 10.5.2021 julkaistu artikkeli jossa kerrotaan ko. materiaalien eroista. CPE on sen mukaan PETG-johdannainen, jonka kemikaalinkestoa on parannettu lisäaineistuksella. Mahdollisesta seostuksesta jollain muilla monomeereilla ei tosin kerrota. Sen sijaan CPE+-materiaalin pohjapolymeerina onkin glykolimuunneltu polysykloheksyleeni-dimetyleeni tereftalaatti eli lyhyemmin PCTG. Tämä muovi saattaa olla joillekin tuttu aiemmin myydystä BASF:in Z PCTG-materiaalista, joka nyttemmin on poistunut tuotannosta. PCTG-muovin ehkä paras ominaisuus on sen lämmönkesto, joka on hetkellisesti jopa 256 C sekä muodon stabiilius lämpötilan kasvaessa. 

Ultimakerin mukaan PETG-CPE perheen materiaalien tulostettavuus on helpointa PETG:llä ja haastavinta CPE+:lla, erityisesti suurikokoisten tai ohutseinämäisten kappaleiden kanssa. Omien kokemusten pohjalta CPE+ muodostaa runsaasti seittiä tulostettaessa ja pinnanlaatu jää usein muita materiaaleja heikommaksi. Mutta tästä huolimatta ko. materiaali puolustaa yhä paikkaansa haastavien käyttöolosuhteiden alaisena, sillä sen kemikaalien, kulutuksen ja lämmön kesto sekä iskusitkeys ovat ylivoimaiset PETG:hen tai CPE:han verrattuna (Kuva 1.)

Kuva 1. PETG-CPE materiaaliperheen materiaalien ominaisuusvertailu.

Alla vielä linkki ko. Ultimakerin artikkeliin:
https://support.ultimaker.com/hc/en-us/articles/360021526359 

Kaiken tämän materiaalin lukemisen jälkeen syntyy hienoinen vaikutelma, että PETG:n yleistyttyä Ultimaker alkaa “alaa ajas” CPE-materiaalia. Tätä hypoteesia tukee myös se, että samaisessa artikkelissa suositellaan CPE-tulostajia siirtymään PETG-käyttäjiksi. Mutta tämä on tietenkin pelkkää spekulaatiota...

Tulostuskokemuksia

Testimalleina käytettiin 3DBenchyä (http://www.3dbenchy.com/) sekä Curan Calibration Shapes-lisäosasta löytyvää ns. siltatestiä (Bridge test). 3DBenchyn malli tulostettiin benchmark-ohjeiden (0,2 mm kerrospaksuus, 10% infilll, tulostusnopeus max. 50 mm/s) mukaisesti Ultimakerin PETG asetuksilla, tulostusajaksi tuli 1 h 45 min. 

Profiilin mukainen tulostuslämpötila on 240 astetta ja alustan lämpötila 85 astetta. Vanhalla CPE-materiaalilla suuttimen lämpötila oli täsmälleen sama, mutta alusta hieman kylmempi eli 75 astetta. Mallin jäähdytyspuhaltimet pidetään pienellä nopeudella (20%), eli materiaali pitää lämpimästä kammiosta. XY-tulostusnopeudeksi profiili ehdotti 60 mm/s, mutta sitä laskettiin ohjeiden mukaiseksi. Tulostusalustalle levitettiin ohuelti Dimafix-yleisliimaa, jolla saatiin kauluksen (Brim) kanssa erinomainen tarttuvuus. Valmis malli irtosi nopeasti alustasta hetken vedellä liuottamisen jälkeen (kuva 2).

    Kuva 2. 3DBenchy-malli irrotuksen jälkeen.

Benchyn mitoissa oli jonkin verran heittoa sivustolla http://www.3dbenchy.com/dimensions/ kerrottuihin nähden. XY-tasossa ulkomitat olivat  0,2-0,3 mm ilmoitettuja suuremmat, mutta Z-suunnassa ne jäivät hieman (0,1-0,2 mm) vajaiksi.Hytin takaikkunan ja keulan reikien halkaisijat olivat 0,4-0,5 mm pienempiä mitä mallissa. Koska XY-tason sisäiset mitat olivat vastaavasti ulkomittoja pienempiä, materiaali selvästikin paisuu tulostuksen yhteydessä. 

Hytin etuikkunan ylareuna oli hieman romahtanut, tämä käytös oli hyvin samankaltaista kuin aiemmin testatulla Mitsubishi chemicalin PETG-materiaalilla (kuva 3). Takaikkunan yläreunassa ja sivuovien yläkaarissa ensimmäiset materiaalikerrokset jäivät hieman rikkinäisiksi. 

    Kuva 3. Hytin etuikkuna.

Siltatestimalli (kuva 4) tulostettiin 0,15 mm kerrospaksuudella materiaaliprofiilin suosittelemilla asetuksilla. Tulos ei ollut kovin mairitteleva, jopa 10 mm pituisen sillan materiaali romahti osin alas. Tämä materiaali selvästikin tarvitsee hyvät tuet roikkuvien massojen alle (kuvat 5 ja 6.)  Tuuletusta lisäämällä siltojen tulostettavuus paranee, mutta kappaleiden kestävyys yleensä heikkenee.

    Kuva 4. Curan lisäosasta saatava siltatestimalli, siltojen pituudet 10-50 mm.

    Kuva 5. PETG-materiaalilla tulostettu siltatesti, kuva alapinnalta.

    Kuva 6. Ultimakerin PLA Blue-materiaalista tulostettu siltatestin verrokkikappale, jossa erittäin hyvä pysyvyys.

Tulosteen visuaalista jälkeä voi arvioida lähinnä Benchy-mallin tapauksessa.  Kun muistaa, että kerrospaksuus oli 0,2 mm, jälkeä voi pitää hyvänä sillä kerrosrajat näkyvät ko. paksuudella selvästi, erityisesti hytin loivassa kulmassa olevassa katossa. Kappaleessa ei ole nähtävissä alipursotusta eikä yli vuotanutta materiaalia, eli siltä osin profiili ainakin on kunnossa. Vaikka materiaali onkin väriltään “Transparent”, ei tulostettu kappale silti ole kovin läpinäkyvä, mutta tämä johtuu tulostusmenetelmästä. Kaikki FFF-tulostimet sekoittavat materiaalin joukkoon hieman ilmakuplia ja yhdensuuntaisten viivojen väliin jää hiuksenhienoja kanavia. Mikäli kappaleesta haluaisi “optisesti kirkkaan”, tämä edellyttää 100% infilliä sekä monia muita säätöjä, kuten hieman korkeampaa pursotusnopeutta ja -lämpötilaa. Lopuksi kappaleen ulkopinta pitäisi vielä hioa ja kiillottaa linssien tapaan, eli mikään kovin helppo prosessi ei ole kyseessä.

Ja lopuksi vielä linkit TDS- ja SDS-dokumentteihin:
https://support.ultimaker.com/hc/en-us/articles/360021702539-Ultimaker-PETG-TDS
ja
https://support.ultimaker.com/hc/en-us/articles/360021702499-Ultimaker-PETG-SDS 

Materiaali on tilattavissa verkkokaupastamme!

Terveisin,

Aleksis Lehtonen

Support & Service- Maker3D