Новый филамент Filamentarno PBT GF30 со стекловолокном для 3D-печати

Статья обновлена: 18.08.2025

Компания Filamentarno представляет революционный материал для аддитивных технологий - пластик PBT GF30.

Инновационная композиция сочетает полибутилентерефталат с 30% стекловолокна, обеспечивая уникальные механические свойства.

Материал открывает новые возможности для создания промышленных деталей с повышенной прочностью и термостойкостью.

Повышенная прочность за счёт 30% стекловолокна

Добавление стекловолокна в состав пластика радикально меняет его механические свойства. Волокна равномерно распределяются в полимерной матрице, создавая внутренний армирующий каркас.

Материал демонстрирует существенный прирост устойчивости к деформациям и ударным нагрузкам. Это позволяет печатать детали, которые должны сохранять геометрию в условиях постоянного механического напряжения.

Ключевые преимущества армирования:

Жёсткость на изгиб повышена на 200% по сравнению с обычным PBT
Предел прочности увеличен в 2.5 раза
Термостойкость до 210°C без потери структурной целостности

Параметр	PBT GF30	Обычный PBT
Модуль упругости	9500 МПа	2700 МПа
Ударная вязкость	65 кДж/м²	25 кДж/м²

Волокна обеспечивают подавление усадочных деформаций при печати. Готовые изделия сохраняют точность размеров даже при эксплуатации в агрессивных средах.

Устойчивость к деформации при высоких температурах

Материал PBT GF30 демонстрирует исключительную стабильность геометрии при термических нагрузках благодаря армированию стекловолокном (30%) и термостойкости базового полибутилентерефталата. Его температурный порог деформации под нагрузкой (HDT) достигает 210°C при 0.45 МПа, что превосходит большинство стандартных термопластов.

Кристаллическая структура PBT обеспечивает минимальное тепловое расширение, а стеклонаполнитель формирует жесткий каркас, подавляющий усадку и коробление. Это позволяет деталям сохранять функциональность в условиях:

Длительного нагрева до 150°C без потери жесткости
Кратковременного воздействия до 180°C
Циклических термоперепадов в диапазоне -40°C...+120°C

Сравнение термостойкости

Материал	HDT (0.45 МПа)	Макс. рабочая t°
PBT GF30	210°C	150°C
ABS	98°C	80°C
PETG	70°C	60°C

Критически важные узлы, такие как корпуса электроники, автомобильные компоненты под капотом или промышленная оснастка, сохраняют размерную точность даже при постоянном контакте с нагретыми поверхностями. Коэффициент линейного расширения всего 2.5×10^-5 K^-1 предотвращает деформацию ответственных соединений.

Технология экструзии: борьба с абразивным износом сопла

Пластик PBT GF30 содержит 30% стекловолокна, что резко повышает абразивность материала при печати. Частицы волокон интенсивно истирают стенки сопла, особенно в зоне выходного отверстия, приводя к быстрому увеличению его диаметра и потере точности деталей.

Стандартные латунные сопла выходят из строя после 200–300 граммов такого филамента, требуя частой замены и повышая стоимость эксплуатации. Критически важно использовать специализированные решения для сохранения геометрии сопла и стабильности экструзии.

Ключевые методы защиты

Твердосплавные сопла: Изготовлены из карбида вольфрама, превосходят латунь по износостойкости в 15–20 раз. Выдерживают печать >5 кг PBT GF30 без деформации отверстия.
Стальные сопла с керамическим покрытием: Нитрид титана (TiN) или алмазоподобное покрытие (DLC) снижают трение. Увеличивают ресурс в 8–10 раз по сравнению с латунью.
Оптимизация скорости печати: Снижение скорости экструзии на 20–30% уменьшает силу трения волокон о стенки сопла без потери качества слоя.

Для дополнительной минимизации износа рекомендуется использовать сопла с увеличенным входным углом (60–90°), распределяющим давление абразивных частиц на большую площадь. Прямое сравнение эффективности решений:

Материал сопла	Ресурс при печати PBT GF30	Рекоменд. скорость печати
Латунь	200–300 г	≤ 30 мм/с
Закалённая сталь	1–1.5 кг	40–50 мм/с
Сталь с покрытием TiN	2–3 кг	50–60 мм/с
Карбид вольфрама	5–7 кг	60–80 мм/с

Регулярная калибровка экструдера и визуальный контроль диаметра первого слоя обязательны даже при использовании усиленных сопел. Признак критического износа – неравномерная толщина стенок и потеря деталями заданных размеров.

Оптимальные температурные профили экструдера

Правильная настройка температур экструдера критична для успешной печати PBT GF30 из-за его термочувствительности и наличия стекловолокна. Стандартный диапазон варьируется от 250°C до 270°C, однако конкретные значения зависят от конструкции принтера, скорости печати и охлаждения.

Начальный слой требует температуры на 5-10°C выше основного значения для улучшения адгезии к столу. После 3-5 слоев рекомендуется снижение до рабочего диапазона для минимизации деформаций и "потёков". Мониторинг качества экструзии обязателен при корректировках.

Ключевые рекомендации по температуре

Базовые параметры для разных компонентов:

Сопло	255-265°C (оптимум 260°C)
Первые слои	265-270°C
Стол	90-110°C с клеем

Калибровочные тесты обязательны:

Температурные башни для выявления кристаллизации
Тесты на ретракцию при 260°C ±5°C
Проверка адгезии слоёв при скорости охлаждения ≤30%

Важно: Превышение 270°C вызывает разложение полимера, а ниже 250°C – недостаточное спекание волокон. Признаки некорректного профиля:

Пористость или расслоение при занижении температуры
Желтые подтёки и дым при завышении
Забивание сопла частицами GF30

Настройки нагрева стола для адгезии без коробления

Для PBT GF30 критически важен прогрев стола: недостаточная температура вызывает отслоение углов, а избыточная усиливает внутренние напряжения и коробление. Материал требует строгого баланса между адгезией и контролем усадки из-за стеклонаполнения и высокого коэффициента теплового расширения.

Оптимальный диапазон температуры стола – 100-110°C. Нижний предел (100°C) подходит для небольших деталей и текстурных поверхностей типа PEI, верхний (110°C) – для массивных моделей или гладких платформ. Всегда используйте активный подогрев первые 3-5 слоёв, после чего допустимо снижение до 90-95°C для минимизации деформаций.

Фактор	Настройки	Эффект
Тип поверхности	PEI: 100-105°C Стекло: 105-110°C	Повышает сцепление без перегрева
Геометрия модели	Тонкие стенки: 100°C Массивные блоки: 108-110°C	Снижает градиент охлаждения
Адгезивы	Клей ПВА: -5°C к столу Спец-грунт: базовый нагрев	Компенсирует усадку

Эффективные методы подавления влагопоглощения

Пластик PBT GF30, несмотря на улучшенные механические характеристики благодаря стекловолокну, сохраняет высокую чувствительность к влаге, характерную для полибутилентерефталата. Неуправляемое влагопоглощение перед печатью приводит к гидролизу гранул, резкому падению молекулярной массы и ухудшению итоговых свойств детали – повышенной хрупкости, расслоению, дефектам поверхности и снижению межслойной адгезии.

Контроль влажности материала на всех этапах – от хранения до непосредственного использования в 3D-печати – является критически важным для сохранения заявленных производителем механических и термических характеристик напечатанных изделий. Пренебрежение процедурами сушки или нарушение условий хранения сводит на нет преимущества композита.

Ключевые стратегии минимизации воздействия влаги

Для обеспечения стабильного качества печати и максимальной реализации потенциала PBT GF30 требуется строгое соблюдение следующих мер:

Герметичное хранение
Используйте оригинальные вакуумные упаковки с двусторонними зип-локами. После вскрытия пересыпайте необходимое количество материала, немедленно удаляя воздух из пакета перед повторной герметизацией. Допустимое время нахождения гранул на открытом воздухе – не более 30-40 минут.
Интенсивная предпечатная сушка
- Температурный режим: 80-90°C (превышение 100°C вызывает спекание гранул).
- Длительность: не менее 6 часов для нового материала; до 12 часов для вскрытой упаковки или при высокой влажности в помещении.
- Оборудование: Специализированные сушилки с десикантом или вакуумные сушильные шкафы. Использование термокамер 3D-принтеров часто недостаточно из-за низкой температуры и отсутствия принудительной циркуляции сухого воздуха.
Защита во время печати
Подключайте подающий филаментный патрубок (боуден-трубку) напрямую к выходу сушилки или используйте закрытые системы подачи с активной подачей осушенного воздуха (например, с силикагелевыми картриджами). Избегайте длинных открытых участков филамента в зоне печати.
Контроль параметров печати
- Поддерживайте температуру сопла в верхнем диапазоне, рекомендованном производителем (250-270°C), для улучшения текучести и сцепления слоев пересушенного материала.
- Минимизируйте время нахождения гранул в хоппере принтера – загружайте порционно, достаточные для печати в течение 1-2 часов.

Соблюдение этого комплекса мер позволяет снизить остаточную влажность PBT GF30 до уровня менее 0.02%, что гарантирует отсутствие дегазации, стабильное течение расплава и получение деталей с максимальной прочностью и размерной стабильностью.

Стратегии настройки скорости печати и охлаждения

Стеклонаполненный PBT GF30 предъявляет специфические требования к скорости экструзии из-за повышенной абразивности и склонности к деформациям при быстром охлаждении. Оптимальная скорость печати лежит в диапазоне 30-50 мм/с для обеспечения стабильного потока расплава и минимизации износа сопла. Резкие ускорения и рывки должны быть исключены – используйте плавные кривые разгона в прошивке принтера.

Активное охлаждение критически важно для сохранения геометрической точности деталей, но требует баланса. Избыточный обдув провоцирует расслоение слоёв и снижение адгезии, особенно при печати крупных объектов. Рекомендуется включать вентилятор на 30-50% мощности после первого слоя, направляя поток воздуха исключительно на верхние контуры модели, избегая прямого воздействия на область сопла и свежеуложенный материал.

Ключевые параметры калибровки

Температура сопла: 250-270°C для снижения вязкости расплава
Скорость первого слоя: 15-25 мм/с для гарантии адгезии
Температура стола: 90-110°C с обязательным использованием клея (PVP или специализированные составы)

Тип движения	Рекомендуемая скорость (мм/с)	Охлаждение
Заполнение	45-55	20-30%
Внешние стенки	25-35	40-50%
Малые элементы (<5 см)	20-25	60-70%

Для минимизации коробления и расслоения применяйте стратегию постепенного снижения скорости охлаждения: уменьшайте мощность вентилятора на 5% каждые 5 мм высоты при печати массивных деталей. Обязательна калибровка ретракции (1-2 мм при 35-45 мм/с) для предотвращения засоров.

Проведите тестовую печать калибровочного куба с вариацией параметров в указанных диапазонах. Обращайте внимание на равномерность глянца поверхности – матовые участки свидетельствуют о переохлаждении материала, а волнообразные дефекты указывают на превышение допустимой скорости экструзии.

Особенности постобработки деталей из PBT GF30

Механическая обработка требует применения твердосплавного инструмента из-за абразивного эффекта стекловолокна. Рекомендуется использовать низкие скорости резания и высокую подачу для предотвращения перегрева и расслоения материала. Сверление и фрезерование выполняются с обязательным охлаждением воздухом или СОЖ.

Шлифовка возможна абразивными материалами зернистостью P120-P220, но требует осторожности для сохранения целостности армирующего слоя. При ручной обработке рекомендуется использовать средства защиты органов дыхания из-за образования мелкодисперсной пыли со стекловолокном.

Ключевые методы обработки поверхности

Термостабилизация: Отжиг при 140-160°C в течение 1-2 часов снижает внутренние напряжения после печати
Химическая полировка: Ограниченное применение паров дихлорметана для глянцевых поверхностей (требует испытаний на образцах)
Пескоструйная обработка: Алюминиевая дробь средней фракции под давлением 2-3 атм для матирования без повреждения структуры

Метод	Рекомендации	Ограничения
Склеивание	Эпоксидные составы и цианоакрилаты с праймером	Несовместимость с растворителями на основе ацетона
Покраска	Полиуретановые грунты + адгезионные активаторы	Обязательная обезжирка изопропиловым спиртом
Ультразвуковая сварка	Оптимальный метод неразъемных соединений	Требует калибровки мощности под толщину детали

Важно: Все методы постобработки должны тестироваться на технологических образцах из-за вариативности свойств материала между партиями. Температурное воздействие не должно превышать 180°C во избежание деформаций.

Сравнение характеристик с ABS, PETG и чистым PBT

PBT GF30 демонстрирует принципиально иные эксплуатационные свойства по сравнению с распространенными ABS и PETG. Усиление стекловолокном радикально улучшает механические показатели базового PBT, что открывает новые прикладные возможности для 3D-печати.

Чистый PBT без армирования существенно уступает композитной версии по прочности и термостойкости, сохраняя при этом высокую химическую устойчивость. Ключевые отличия проявляются в реакциях на температурные нагрузки, механическое воздействие и стабильность геометрии.

Ключевые отличия материалов

Характеристика	PBT GF30	ABS	PETG	PBT (чистый)
Термостойкость (HDT, °C)	200-220	95-105	70-80	160-180
Прочность на разрыв (MPa)	90-120	35-45	50-55	55-65
Ударная вязкость (кДж/м²)	8-12	25-35	18-22	4-8
Усадка при печати (%)	0.1-0.3	0.5-0.8	0.3-0.6	1.5-2.0
Химстойкость к маслам/топливу	Отличная	Слабая	Хорошая	Отличная

PBT GF30 превосходит ABS в термостойкости в 2 раза, а PETG – в 3 раза, сохраняя стабильность размеров при нагреве. По прочности материал на 150% крепче ABS и вдвое превосходит PETG, но уступает им в ударной вязкости из-за армирования стекловолокном.

Чистый PBT значительно проигрывает композиту по прочности (на 40-50%) и ударной стойкости, а его высокая усадка осложняет печать крупных деталей. Ключевое преимущество PBT GF30 – сочетание рекордной термостабильности с минимальной деформацией при печати.

Применение пластика PBT GF30 в автокомпонентах под капотом

Материал демонстрирует исключительную стойкость к агрессивным средам: не деградирует при длительном контакте с моторными маслами, тормозными жидкостями, топливными добавками и антифризами. Сохраняет геометрическую стабильность даже при постоянном воздействии паров бензина и солевых реагентов.

Термостойкость PBT GF30 до 210°C позволяет эксплуатировать детали в зонах непосредственного соседства с двигателем, турбокомпрессорами и выпускным коллектором. Коэффициент теплового расширения остается минимальным благодаря 30% стеклонаполнению, что предотвращает коробление и потерю функциональности.

Ключевые компоненты для производства

Корпуса датчиков: положения коленвала, детонации, кислородных зондов
Электроразъемы: жгутов системы впрыска, блоков управления
Направляющие элементы: воздуховодов, топливных магистралей
Крепежные системы: кронштейны модулей зажигания, держатели проводки

Параметр	Преимущество для автопрома
Механическая прочность	Выдерживает вибрационные нагрузки до 15G без трещин
Диэлектрические свойства	Объемное сопротивление >10¹⁵ Ом·см
Влагостойкость	Поглощение воды ≤0.4% при 23°C

Создание корпусов промышленного оборудования

Материал PBT GF30 от Filamentarno открывает новые возможности для производства защитных кожухов, силовых корпусов и изоляционных компонентов промышленного оборудования. Благодаря 30% содержанию стекловолокна в составе, пластик демонстрирует исключительную механическую прочность и жесткость, критически важную для эксплуатации в условиях вибраций и ударных нагрузок.

Термостойкость до 210°C позволяет использовать напечатанные корпуса рядом с нагревающимися узлами агрегатов, а низкое водопоглощение (менее 0.5%) обеспечивает стабильность геометрии во влажных производственных средах. Электроизоляционные свойства материала дополнительно защищают внутренние компоненты оборудования от коротких замыканий.

Ключевые преимущества для промышленных решений

Гашение вибраций: стекловолокно поглощает резонансные колебания двигателей и приводных систем
Химическая инертность: устойчивость к маслам, техническим жидкостям и промышленным реагентам
Габаритная стабильность: коэффициент теплового расширения в 3 раза ниже, чем у стандартного ABS

Параметр	Значение	Преимущество для корпусов
Прочность на изгиб	180 МПа	Сохранение формы под нагрузкой
Темп. деформации	200°C	Работа в "горячих" зонах станков
Усадка при печати	0.2-0.4%	Высокая точность сопрягаемых деталей

Для критичных узлов рекомендуем усиление конструкции ребрами жесткости толщиной от 4 мм и скругление углов радиусом ≥3 мм для распределения напряжений. Послепечатная обработка не требуется – филамент обеспечивает матовую поверхность с однородной текстурой, устойчивую к царапинам.

Требования к 3D-принтерам для работы с PBT GF30

Печать PBT GF30 требует специфических характеристик оборудования из-за высокой температуры плавления и абразивных свойств материала. Несоответствие принтера этим условиям приведёт к засорам, деформациям и снижению качества изделий.

Ключевое значение имеют термостойкость компонентов и стабильность температурного режима. Стеклонаполненный состав предъявляет повышенные требования к износостойкости экструдера и управлению тепловыми параметрами.

Технические параметры оборудования

Компонент	Требование
Экструдер	Полностью металлический хотэнд (нержавеющая/закалённая сталь)
Температура сопла	250–270°C с точностью ±3°C
Стол	Подогрев до 80–100°C с равномерным распределением тепла
Камера	Закрытый корпус для поддержания температуры 50–60°C
Сопло	Твердосплавное или стальное, диаметр ≥0.6 мм
Подача филамента	Прямой привод (Direct Drive)

Обязательные условия: использование термоклея или адгезивных покрытий (PEI, BuildTak) для предотвращения отслоения. Рекомендуемая скорость печати – 40–60 мм/с. Требуется защита направляющих и механизмов от абразивной пыли.

Меры безопасности при обработке пластика PBT GF30

При механической обработке деталей из PBT GF30 (шлифовка, сверление, фрезеровка) образуется мелкодисперсная пыль, содержащая частицы стекловолокна. Непосредственный контакт с этой пылью представляет риск для дыхательных путей, кожи и слизистых оболочек. Соблюдение строгих защитных протоколов обязательно на всех этапах постобработки.

Отсутствие надлежащих мер может привести к раздражению кожи, аллергическим реакциям, повреждению глаз или развитию респираторных заболеваний при систематическом вдыхании аэрозоля. Требуется комплексный подход к организации рабочего пространства и экипировке персонала.

Ключевые требования

Индивидуальная защита:

Органы дыхания: Респиратор класса FFP3 или многоразовая маска с фильтрами P3 (против тонкодисперсной пыли)
Глаза: Закрытые защитные очки или прозрачный щиток
Кожа: Нитриловые перчатки, спецодежда с длинными рукавами (предпочтительно с манжетами)

Технические контрмеры:

Использование станков с интегрированными системами пылеудаления
Локальная вытяжная вентиляция (LEV) в зоне обработки
Регулярная влажная уборка помещений (сухая уборка запрещена)

Управление отходами:

Тип отходов	Метод утилизации
Пыль/стружка	Герметичные контейнеры с маркировкой "Стекловолокно"
Загрязнённые салфетки	Промышленные пакеты для опасных отходов

Дополнительные указания: Запрещено использование сжатого воздуха для очистки поверхностей. Все работы проводить в изолированных зонах. При попадании пыли на кожу – немедленно промыть водой с мылом. При признаках раздражения дыхательных путей обратиться к врачу.

Список источников

Для подготовки материала использовались официальные данные производителя и профильные технические ресурсы.

Ключевая информация была верифицирована через отраслевые базы знаний и экспертные публикации.

Официальный сайт компании Filamentarno: технические спецификации PBT GF30
Пресс-релиз Filamentarno о запуске линейки инженерных пластиков
Отчеты лабораторных испытаний механических характеристик материала
Протоколы тестов на термостойкость и химическую устойчивость
Сравнительный анализ PBT GF30 с аналогами от независимых исследовательских центров
Методические рекомендации по 3D-печати стеклонаполненными полимерами
Экспертные обзоры композитных филаментов в отраслевых СМИ
Паспорта безопасности и рекомендации по постобработке деталей