Adhezja międzywarstwowa w PETG: 18 MPa przy 200 °C, 32 MPa przy 245 °C, 24 MPa przy 260 °C

Adhezja międzywarstwowa w PETG jest parametrem, który zmienia się z temperaturą dyszy o blisko dwa razy. Próbka rozciągana w poprzek warstw pęka przy 18 MPa, kiedy drukujesz przy 200 °C, i przy 32 MPa, kiedy ta sama dysza grzeje do 245 °C. Przy 260 °C wytrzymałość schodzi do 24 MPa, więc krzywa ma wierzchołek, za którym gorętsza dysza już szkodzi. Dla porównania ta sama geometria drukowana płasko, tak żeby siła szła wzdłuż ścieżek, trzyma około 55 MPa.

To znaczy, że w pionie masz do dyspozycji od jednej trzeciej do mniej więcej sześćdziesięciu procent wytrzymałości, jaką ten sam filament pokazuje w płaszczyźnie. Reszta tekstu jest o tym, gdzie na tej krzywej stoi twój profil i czym konkretnie się po niej przesuwa.

Od 200 do 245 °C spoina rośnie z 18 do 32 MPa, przy 260 °C spada

Temperatura dyszy jest najtańszym parametrem, jaki masz pod ręką: nie wydłuża druku i nie zużywa więcej materiału. Pomiary CNC Kitchen na mini-próbkach rozciąganych w orientacji stojącej pokazują, jak mocno spoina od niej zależy:

Dwa wnioski do użycia od razu. Pierwszy: przeskok z 200 na 245 °C daje prawie dwa razy mocniejszą spoinę bez żadnej innej zmiany w profilu. Drugi: „podkręcę do oporu” nie działa, bo za wierzchołkiem krzywa schodzi — przy 260 °C jesteś już niżej niż przy 230. Autor pomiaru podaje, że próbka stojąca nawet w najlepszym punkcie zostaje na poziomie około 60 proc. wytrzymałości próbki odniesienia.

Warunki pomiaru trzeba znać, zanim przeniesiesz te liczby na swoją część: mini-próbki, maszyna wytrzymałościowa własnej konstrukcji autora, przepływ skorygowany tak, żeby wszystkie próbki miały tę samą masę z dokładnością do procenta. Tabela pokazuje więc kierunek i rząd wielkości, a nie wartość do podstawienia w obliczenia konstrukcyjne. Twoja dysza, twoja chłodnica i twoja szpula dadzą inne liczby bezwzględne — przy tym samym kształcie krzywej.

Profil ze slicera jest ustawiony pod wygląd, nie pod wytrzymałość w osi Z

Tu siedzi najczęstsza przyczyna słabych pionowych połączeń w PETG: domyślny profil jest dobrym kompromisem, tylko zawartym w innej sprawie niż twoja. Baza wiedzy Prusy dla PETG podaje 230 °C na pierwszą warstwę i 240 °C na pozostałe, przy stole 85 i 90 °C. Karta tego samego materiału u tego samego producenta mówi natomiast o 250 ±10 °C na dyszy i 80 ±10 °C na stole.

Te 240 °C nie są błędem — są ustawieniem pod gładką ściankę, mało pajęczyn i czyste mostki, czyli pod to, po czym ocenia się wydruk wzrokiem. Wierzchołek krzywej spoiny leży wyżej. Jeśli drukujesz obudowę, w której nic nie wisi na warstwach, zostaw profil w spokoju. Jeśli drukujesz wspornik, uchwyt albo zaczep ciągnący w pionie, przesunięcie dyszy na 250 °C jest zyskiem, za który płacisz wyglądem zwisów, nie wytrzymałością.

Przy okazji jedno ostrzeżenie sprzętowe, które dotyczy PETG mocniej niż innych popularnych filamentów: producent wprost odradza drukowanie PETG na gładkiej płytce PEI, bo przyczepność bywa za mocna. Przy dobrze dociśniętej pierwszej warstwie na gładkim PEI nie odkleja się wydruk — wyrywa się fragment powłoki arkusza. Powierzchnia proszkowana albo cienka warstwa kleju jako rozdzielacz zdejmuje ten problem na stałe.

Wentylator, wysokość warstwy i prędkość ruszają tę samą spoinę

Spoina powstaje tam, gdzie świeża ścieżka trafia na powierzchnię, która jest jeszcze gorąca. Wszystko, co tę powierzchnię wychładza albo skraca czas kontaktu, działa przeciwko niej — i dlatego te trzy parametry trzeba czytać razem z temperaturą, a nie osobno.

Chłodzenie. Zalecenie producenta dla PETG to kilka pierwszych warstw z wyłączonym wentylatorem, potem wentylator na połowie mocy. Pełne obroty kupują ładniejsze mostki i mniej pajęczyn za cenę słabszego połączenia warstw. Na elemencie nośnym opłaca się odwrotny handel: zjechać do 30–50 proc., przyjąć gorszy wygląd zwisów i odzyskać spoinę.

Wysokość warstwy. Przy 0,28 mm na tej samej wysokości ścianki masz dwa razy mniej spoin niż przy 0,14 mm, a każda z nich łączy grubszy wałek materiału, który dłużej odprowadza ciepło w głąb. Kierunek jest w opublikowanych testach konsekwentny — cieńsza warstwa trzyma w osi Z lepiej — ale skala zależy od geometrii i wydajności chłodzenia, więc nie przyjmuj konkretnego procentu z internetu. Jeden przedruk 0,2 zamiast 0,28 na twojej maszynie wystarczy, żeby to rozstrzygnąć.

Prędkość. Szybszy przejazd to krótszy czas, w którym materiał jest na tyle gorący, żeby się zespolić. Na perymetrach elementów nośnych zejście z prędkości bywa skuteczniejsze niż kolejne dziesięć stopni na dyszy, bo nie psuje wymiarów i nie dodaje pajęczyn.

Przełom wzdłuż warstwy wygląda inaczej niż przełom przez materiał

Zanim ruszysz profil, sprawdź, czy to w ogóle spoina zawiodła. Powierzchnia pęknięcia pod światłem skośnym daje odpowiedź w kilka sekund:

• Dwie gładkie, równoległe powierzchnie z widocznym śladem ścieżek — regularne bruzdy o szerokości ekstruzji, przełom idzie dokładnie po granicy warstw. To awaria spoiny i cała ta lista parametrów ma zastosowanie.
• Powierzchnia nieregularna, z zabieloną strefą i wyciągniętym materiałem — przełom przeszedł przez materiał, nie po granicy. Spoina nie była najsłabszym punktem, a przekrój dostał więcej, niż PETG przenosi. Temperatura dyszy tego nie zmieni; zmieni to grubsza ścianka albo większy promień przejścia.
• Pęknięcie wychodzące z otworu pod śrubę, po promieniu — koncentracja naprężeń plus docisk wkrętu, przy obciążeniu leżącym w płaszczyźnie warstw. Podkładka i faza na krawędzi otworu robią tu więcej niż dowolny przedruk.
• Brak pęknięcia, ale zmiana kształtu — to osobny problem, temperatura pracy, a nie wytrzymałość spoiny. Parametry z tego tekstu go nie dotyczą; rozstrzyga go porównanie odporności temperaturowej filamentów.

Obrót części o 90 stopni robi więcej niż każde ustawienie temperatury

Najlepsze ustawienia dają 32 MPa tam, gdzie próbka leżąca ma 55. Obrót modelu na stole daje całe 55 MPa i kosztuje tylko przemyślenie podpór. Dlatego jest pierwszym ruchem, a nie ostatnim.

W praktyce sprowadza się to do trzech rzeczy. Ustal kierunek siły, zanim ustawisz model: dla wspornika to zwykle wyrywanie w pionie, dla dźwigni moment w jednej płaszczyźnie, dla zawiasu obciążenie osiowe sworznia. Jeśli sił jest kilka i żadna orientacja nie obsługuje wszystkich, podziel element na dwa drukowane osobno i połącz je śrubą albo klejem — dobrze zaprojektowany zakład klejowy przenosi więcej niż spoina warstwowa w przekroju czołowym. I dodawaj ścianki, nie wypełnienie: cztery albo pięć perymetrów prowadzi siłę po ścieżkach, a wypełnienie przy 40 proc. głównie dokłada masy i czasu.

Jak zmierzyć różnicę na własnej części, zamiast wierzyć tabeli

Liczby z pomiarów cudzych próbek pokazują kierunek. Wartość dla twojej maszyny i twojej szpuli znasz tylko wtedy, gdy ją zmierzysz, a do tego nie potrzebujesz maszyny wytrzymałościowej. Wystarczy powtarzalny sposób obciążania i zapis warunków:

• Zrób prosty element testowy o przekroju zbliżonym do części docelowej — belkę z zaczepem albo haczyk — i drukuj go w dwóch orientacjach: raz tak, żeby siła szła wzdłuż ścieżek, raz w poprzek warstw.
• Obciążaj wagą hakową albo dźwignią o znanej długości, zawsze w tym samym punkcie i z tą samą prędkością narastania siły. Zapisz odczyt w momencie pęknięcia.
• Drukuj po trzy sztuki na wariant. Pojedyncza próbka rozstrzyga tylko wtedy, gdy różnica jest dwukrotna; przy 10–20 proc. rozrzut zje wynik.
• Zmieniaj dokładnie jeden parametr na partię. Podniesiona temperatura razem ze zmienioną warstwą i wentylatorem nie powie, który z nich zadziałał.
• Notuj przy każdej partii: temperaturę dyszy, procent wentylatora, wysokość warstwy, liczbę perymetrów i partię filamentu. Bez numeru szpuli porównanie wyników z odstępem dwóch tygodni jest bez wartości, bo PETG różni się między partiami.

Każda taka partia to czas maszyny, który ktoś finansuje. Przy druku na zlecenie warto mieć to policzone po stronie wyceny razem z resztą zasad rozliczenia z klientem, zamiast dopłacać do testów z marży na zleceniu. Przy druku na własne potrzeby jedna partia testowa zwykle wychodzi taniej niż trzy przedruki części, która pęka dalej.

Kolejność zmian, zanim przedrukujesz element nośny

Lista jest ułożona od ruchów darmowych do kosztownych. Każdy punkt kończy się czymś, co da się zobaczyć albo zmierzyć — jeśli zmiany nie ma, przejdź dalej zamiast kumulować ustawienia.

• Obejrzyj przełom pod światłem skośnym i ustal, czy zawiodła spoina, czy materiał. Od tego zależy, czy dalsza lista ma sens.
• Ustal kierunek obciążenia i sprawdź, czy element da się obrócić na stole tak, żeby siła szła wzdłuż ścieżek. To najtańszy zysk na tej liście.
• Podnieś dyszę do 250 °C i przedrukuj ten sam model bez innych zmian. Porównaj na tym samym obciążeniu z poprzednią sztuką.
• Zejdź z wentylatorem do 30–50 proc. na warstwach powyżej pierwszych kilku. Zwisy wyjdą brzydsze; sprawdź, czy wytrzymałość to rekompensuje.
• Zmniejsz wysokość warstwy o jeden krok na elementach nośnych — 0,2 zamiast 0,28. Jeden przedruk, ten sam test.
• Dodaj perymetry do czterech lub pięciu, zanim ruszysz wypełnienie. Porównaj masę i czas druku, żeby wiedzieć, ile to kosztuje.
• Zmień geometrię: większy promień przejścia, żebro, grubsza ścianka w przekroju, w którym szło pęknięcie.

Jeśli po obrocie elementu, 250 °C na dyszy, czterech ściankach i cieńszej warstwie przełom nadal idzie po granicy warstw przy obciążeniu, dla którego ta część istnieje, to nie jest już kwestia profilu. Zostaje przeprojektowanie tak, żeby siła szła po ścieżkach, albo oddanie tej sztuki innej technologii. Czwarty przedruk w tej samej orientacji da ten sam przełom.