BioCREATE – filament biodegradowalny i odporny termicznie

Zacznijmy od kilku pytań:

1. Czy początek przygody z drukiem 3D masz już dawno za sobą?
2. Czy szukasz filamentu innego niż PLA, jednak podobnie bezproblemowego w druku?
3. PET-G za bardzo nitkuje a ABS ma za duży skurcz?
4. Chcesz, żeby materiał miał lepsze parametry techniczne – większą udarność i wyższą odporność na temperatury?
5. Zależy Ci na wydrukach łatwych w post-processingu i podatnych na malowanie?

Jeśli odpowiedź na choć jedno z powyższych pytań brzmi: „tak”, to mamy dla Ciebie ciekawą propozycję. Co powiesz na filament biodegradowalny – BioCREATE? Odporny termicznie niczym ABS a jednocześnie wykonany z biopolimeru. Drukuje się bez większych problemów pod warunkiem, że dobierzesz dobre parametry (a o tym w rozdziale: „Jak drukować z BioCREATE?”).

Z czego jest zrobiony BioCREATE?

Filament BioCREATE, podobnie jak BioWOOD jest wykonany z surowców odnawialnych. Ulega biodegradacji jednocześnie wykazując właściwości termiczne zbliżone do ABS.

Składniki, z których został wykonany są dopuszczone do kontaktu z żywnością. Należy jednak pamiętać, że obowiązek certyfikacji gotowego wyrobu, czyli w tym przypadku wydruku z drukarki 3D, spoczywa na producencie danego elementu.

Biodegradowalność

Surowiec, z którego produkujemy filament BioCREATE jest polimerem biodegradowalnym, czyli pozyskiwanym z surowców odnawialnych. Co więcej, ulega procesowi kompostowania w ciągu 12 tygodni w ściśle określonych warunkach (m. in. odpowiednia temperatura i wilgotność oraz dostęp tlenu). W rezultacie, element wykonany z BioCREATE zostaje rozłożony do dwutlenku węgla i związków amonowych z wydzieleniem ciepła.

Materiały oparte na zasobach odnawialnych powstają między innymi w celu ochrony zasobów kopalnych i zamknięcia cyklów dwutlenku węgla. Odnawialne surowce używane do produkcji biomateriałów pochłaniają dwutlenek węgla w fazie wzrostu i wiążą go poza fazą użytkowania. Jeśli produkty ulegają biodegradacji lub są przekształcane w energię pod koniec ich cyklu życia, uwalniane jest tylko tyle dwutlenku węgla, ile rośliny wcześniej wchłonęły.

Jak drukować z filamentu BioCREATE?

Parametry druku

Temperatura ekstruzji [st. C]	210 - 230
Temperatura stołu [st. C]	50 - 75
Prędkość druku [mm/s]	20 - 80
Dystans retrakcji [mm]	Bowden: 5-12; Direct: 0,8-3
Prędkość retrakcji [mm/s]	Bowden: 45; Direct: 50-60
Nawiew [%]	50 – 100 (od drugiej warstwy)
Kompatybilne stoły robocze	szkło, PEI, szyba hartowana

BioCREATE nie wymaga grzanej komory, nasi Testerzy tego dowiedli. Wystarczy podgrzewany stół i dobra podkładka adhezyjna. Trzeba pamiętać o tym, żeby nie chłodzić wydruku na pierwszych warstwach – to z automatu powoduje skurcz i podwijanie a nawet odklejanie od podłoża. Jeśli chodzi o temperatury dyszy i stołu, ten biodegradowalny filament można drukować w zakresie temperatur takim, jak PET-G Standard.

Przyczepność do stołu

Filament BioCREATE wykazuje dobrą adhezję do różnych powierzchni roboczych. W przypadku stołu szklanego, wystarczy żeby szyba była czysta. Można ją przetrzeć szmatką nasączoną alkoholem izopropylowym (IPA) lub zdjąć, umyć wodą z detergentem i po osuszeniu zamontować ponownie nie zapominając o wypoziomowaniu przed pierwszym wydrukiem. Przy stołach wykonanych z PEI, zalecany jest środek adhezyjny. W przypadku odtłuszczania gładkiej płyty z PEI najlepiej użyć izopropanolu, aceton można stosować od czasu do czasu, w celu odnowienia powierzchni. Zbyt częste narażanie gładkiej podkładki z PEI na działanie tego ketonu spowoduje zwiększenie jej kruchości. Płyty pokrytej PEI teksturowanym nie wolno odtłuszczać acetonem.

Czaszka T-rexa z BioCREATE. Autor zdjęć i wydruków: Arkadiusz Jackowski – uczestnik programu R&D ROSA 3D.

Poniżej podajemy kilka propozycji działania w przypadku niezadowalającej adhezji:

• • wyczyszczenie/odtłuszczenie powierzchni roboczej;
  • dobre wypoziomowanie stołu względem dyszy i wysokości warstwy stosowanej w danym wydruku;
  • zmniejszenie prędkości druku pierwszej warstwy/podniesienie temperatury ekstruzji;
  • podniesienie temperatury stołu roboczego, ewentualnie zamknięcie komory w celu ustabilizowania temperatury i zapobiegania przeciągom;
  • zastosowanie preparatów adhezyjnych.

BioCREATE jest materiałem, który przy większych wydrukach może wykazywać się skurczem. Żeby zapobiegać kurczeniu się materiału należy zminimalizować ryzyko wystąpienia przeciągu. Można to zrobić stosując zamkniętą komorę w drukarce. Jeśli takiego zamknięcia nie posiadasz, warto chociaż zamknąć drzwi i okna w pomieszczeniu, w którym jest urządzenie na czas drukowania. Pamiętaj o wyłączeniu chłodzenia wydruku na pierwszą a najlepiej kilka pierwszych warstw.

Post-processing

Wydruki z BioCREATE świetnie chłoną farbę, co potwierdzili Uczestnicy naszego R&D. Z relacji jednego z nich wynika, że nie ma potrzeby stosowania farb podkładowych, by uzyskać dobre i trwałe pokrycie powierzchni wydruku farbą akrylową. Szlifowanie za to generuje małe ilości pyłu i jest stosunkowo trudne. Wydruki z BioCREATE lepiej szlifować pilnikiem metalowym niż papierem ściernym. Usuwanie podpór również nie pozostawia większych śladów i nie wymaga specjalistycznych narzędzi.

Dynia wydrukowana z filamentu BioCREATE – przed usunięciem podpór i po malowaniu. Autor zdjęć i wydruków: Piotr Styczyński – uczestnik programu R&D ROSA 3D.

Zastosowanie

Biorąc pod uwagę wymienione w tym artykule właściwości filamentu BioCREATE, można stwierdzić, że znajdzie się dla niego wiele zastosowań. Ze względu na łatwość drukowania i obróbki możemy go zarekomendować do tworzenia modeli przeznaczonych do malowania. Mogą to być zarówno mini-rzeźby, figurki superbohaterów jak i elementy do gier planszowych. Osoby zajmujące się cosplay’em zapewne też docenią łatwość, z jaką BioCREATE przyjmuje farbę. Odporność temperaturowa tego materiału pozwala, by był zamiennikiem ABSu.

Jak widać na zdjęciach, modele o dużym stopniu szczegółowości nie stanowią wyzwania dla filamentu BioCREATE.

Parametry techniczne

Poniżej znajduje się tabela parametrów technicznych filamentu BioCREATE. Więcej szczegółów można znaleźć w karcie technicznej (TDS) dostępnej na naszej stronie internetowej. Jak widać, materiał cechują  wysokie wartości odporności termicznej oraz modułu sprężystości przy rozciąganiu.

Właściwości fizyczne

Temperatura mięknięcia [st. C]	Vicat: 114
Gęstość [kg/m^3]	1310
Moduł sprężystości [MPa]	3100 (ISO 527, 1mm/min)
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	26 (ISO 527, 5mm/min)

Jeśli chodzi o odporność na odczynniki chemiczne, jeden z naszych testerów umieścił wydruk wykonany z BioCREATE w dichlorometanie. Pierwsze rozwarstwienia na modelu pojawiły się już po 5 minutach. Po dobie w takiej kąpieli, wydruk rozwarstwił się całkowicie.

Odporność temperaturowa została przetestowana na prototypowych filiżankach do kawy, które przygotowaliśmy na targi technologii przyrostowych Formnext 2019. Wielokrotnie zalewaliśmy je gorącą kawą, a po targach trafiły do zmywarki – bez widocznego uszczerbku dla integralności wydruków.