PET (Polyethylene Terephthalate) คือวัสดุอะไร
PET-G PETG คือ วัสดุที่พัฒนาจาก PET ที่ใช้ในการผลิตเป็นขวดน้ำดื่มที่ใช้กันในชีวิตประจำวัน โดยการเติม “G” หรือไกลคอล (Glycol) ลงไปเพื่อให้ใสและเหนียวมากขึ้น เหมาะกับกระบวนการฉีดขึ้นรูป (Injection molding) หรือรีดเป็นเส้นพลาสติกสำหรับเครื่อง 3D Printer จากปกติที่ PET เหมาะสำหรับกระบวนการเป่าขวด (Blow molding) เพียงอย่างเดียว ดังนั้นสมบัติส่วนใหญ่จึงเหมือนขวดน้ำดื่ม
- เป็นวัสดุที่ปลอดภัยอาจจะไม่มีตรา Food grade แต่สารพิษน้อยกว่าเส้นพลาสติกทั่วๆไปแน่นอน
- เหนียว ทนทานต่อการฉีดขาด มีการยึดเกาะระหว่างเนื้อพลาสติกดีมาก
- ทนร้อนตั้งแต่ 75C จนไปถึง 200C ในบางชนิด
- ใช้อุณหภูมิในการพิมพ์230-290 C ดังนั้นเครื่อง 3D Printer ทั่วไปสามารถใช้งานได้
- สีปกติโปร่งใส เหมาะกับผลิตภัณฑ์ เช่น แจกัน โคมไฟ
การทดสอบ PETG เปรียบเทียบกับ PLA และ ABS
ความแข็งแรงของ PETG เมื่อทดสอบตามมาตรฐานวิศวกรรม โดยบทความนี้ได้อ้างอิงจากบริษัทขายเส้น Filament ที่มีทั้ง PLA ABS และ PETG คือ 3DXtech (อเมริกา) และ Formfutula (เนเธอแลนด์) ซึ่งมีผลทดสอบให้โหลดได้ทั้งหมด การทดสอบมี 4 อย่างดังนี้
1. การต้านทานแรงดึง (tensile strength) เพื่อดูว่าเมื่อนำชิ้นงานไปใช้หากมีแรงดึง (แนวเดียว) วัสดุจะสามารถทนได้มาก-น้อยเพียงใด
2. การยืดตัว (elongation) เพื่อดูความสามารถในการยืิดของชิ้นงานทดสอบ (แนวเดียว)
3. การต้านทานการดัดงอ (flexural strength) อันนี้ตรงตัวเลย ค่าเยอะแสดงว่าต้องใช้แรงดัดเยอะ ในส่วนของ Formfutula ใช้เป็นค่าการต้านทานแรงกระแทกแทน (impact strength)
4. การทนต่อความร้อน (heat distortion) ดูค่าการทนอุณหภูมิ โดยมีแรงกดเบาๆที่บนชิ้นงาน
การต้านทานต่อแรงดึง
จากการทดสอบ PLA มีค่าต้านทานแรงดึงสูงสุด รองลงมาคือ PETG และ ABS ต่ำที่สุด อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่ชิ้นงานที่รับแรงจริงๆ ไม่ค่อยเสียหายจากการดึง มักเสียหายจากการหัก หรือตกแล้วเสียหายจากแรงกระแทกมากกว่า
3DXtech
Formfutula
ความสามารถในการยืดดึง
การดึงยืดของเส้น PETG ทั้ง 3DXtech และ Formfutula สูงกว่า ABS และ PLA แบบเห็นได้ชัด ดังนั้นชิ้นส่วนที่ต้องรับแรง มีโอกาสงอได้ โดยไม่เสียดาย จึงเหมาะกับการใช้งานมาก ตัวอย่างเครื่อง Original Prusa MK 2,3 ก็เปลี่ยนมาใช้ PETG แทน ABS ที่ปริ้นยากกว่า ทั้งหมดแล้ว
3DXtech
Formfutula
การทนต่อความร้อน
ด้านการทนต่อความร้อน PETG สามารถใช้งานได้มากกว่า 75 องศาเซลเซียส ซึ่งสำหรับชิ้นส่วนทั่วๆไป คงไม่มีปัญหา แต่ถ้าเป็นชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมยานยนต์ หรืออิเล็กทรอนิกส์ ที่มีแหล่งกำเนิดความร้อนสูงมากๆ เช่น เครื่องยนต์ด้านหน้า อาจจะต้องหาเกรดพิเศษทนได้ 100 องศาเซลเซียสขึ้นไป ข้อดีอีกอย่างของ PETG ที่มากกว่า ABS คือ ทนต่อพวกสารเคมี เช่น น้ำมัน ตัวทำละลายมากกว่า ABS เยอะมาก รวมไปถึงความชื้นและแสงแดดที่ทำให้ ABS เสื่อมสภาพค่อนข้างไว (ไวกว่า PLA เสียอีก)
3DXtech
Formfutula
การทนต่อแรงดัด แรงกระแทก
จากผลของ PLA จาก 3DxTech PLA มีความแข็งแรงต่อการดัดงอสูงสุด ขณะที่ ABS และ PETG ใกล้เคียงกันมาก ในขณะที่การทนทานต่อแรงกระแทก (Impact) ตรงนี้ ABS ทำได้ดีมาก ดังนั้นเวลาของหรือชิ้นส่วนจาก 3D Print ตกจากที่สูง มักไม่เห็นชิ้นงานที่ผลิตจาก ABS เสียหาย ในขณะที่ PLA โอกาสแตกสูงมาก ส่วน PETG ถ้าหล่นปกติคงไม่มีปัญหาเพราะยืดตัวได้พอสมควร แต่ถ้ารับแรงกระแทกจากน้ำหนักอื่นๆ จะไม่ต่างจาก PLA
3DXtech
Formfutula
PETG แบบอื่นๆ
สำหรับ PETG เกรดพิเศษที่เห็นในท้องตลาด ที่สำคัญกับการใช้งานจะมีอยู่ 2 ชนิด คือ 1. ชนิดทนความร้อนสูง (high heat resistance) ซึ่งเพิ่มความสามารถในการใช้งานสูงถึง 100-120 องศาเซลเซียส ซึ่งเพียงพอต่องานส่วนใหญ่แล้ว จะใช้เป็นแก้วชงฟาแฟยังได้เลย ภายนอกสังเกตไม่แตกต่างจากปกติ ยกเว้นถ้าเป็นสีใสจะมีความขุ่นมากขึ้น จนคล้าย PLA (แต่ไม่เหลือง) 2. ชนิดเติมเส้นใยคาร์บอน (carbon fiber reinforce) ซึ่งเพิ่มความเหนียว รับแรงดัดขึ้นได้สูงมากๆ ยกตัวอย่าง เช่น Colorfabb XT+20 CF อื่นๆอาจจะเป็น PETG ที่ผสมวัสดุรีไซเคิล (rPETG) หรือแบบผิวด้าน (Matte) ของ Zotrax
ColorFabb HT
ColorFabb XT CF
แหล่งจำหน่าย PETG
PETG เป็นวัสดุหนึ่งที่ราคาโดยเฉลี่ยสูงกว่า PLA และ ABS โดยเฉพาะในไทย นอกจากนี้ส่วนใหญ่จะพบแต่สีโปร่งใส เช่น สีใส สีน้ำเงินใน สีแดงใส ส่วนน้อยจะเป็นสีด้านๆ ซึ่งต้องสั่งจากต่างประเทศ โดยรายชื่อบริษัทที่จำหน่าย PETG และได้รับความนิยม ด้านคุณภาพที่แนะนำคือ
- ColorFabb XT (XT=PETG)
- rigid.ink
- 3DXtech
- innofil3d
- taulman3d.
- Formfutula
- Prusa
- ESun
- Polymaker
- fiberlogy
- filaments.ca
โดยการตั้งค่าเครื่องจะมีคำแนะนำจากผู้ผลิตส่วนใหญ่อยู่แล้ว สามารถทดลองใช้ได้เลย
ข้อเสียของ PETG
ข้อเสียของ PETG คือ
- ดูดความชื้นในอากาศสูง ดังนั้นขณะพิมพ์อาจจะเกิดขน หรือเศษพลาสติกพอสมควร (Ooze)
- ขัดผิวและทำสีได้ยากกว่า ABS ใกล้เคียงกับ PLA
- สีมีให้เลือกจำกัด ไม่เหมือน PLA หรือ ABS
- เหมาะกับเครื่อง 3D Printer ที่เป็นหัวฉีดแบบ All metal hotend เนื่องจากยิ่งใช้ความร้อนสูง การยึดเกาะระหว่าง layer ยิ่งดี
- ต้องใช้ Heatbed อุณหภูมิสูงกว่า PLA พอสมควร ในบางยี่ห้อต้องใช้เท่ากับ ABS (90-120 C)
ทั้งนี้ในการณีที่ต้องการปริ้นชิ้นงานรับแรงจริงขนาดใหญ่มากๆ เช่น 30x30x30 cm ขึ้นไป การปริ้น ABS แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย จะเจอปัญหางอ (warp) แตกหักในชิ้นงาน (crack) ดังนั้น PETG จึงเป็นตัวเลือกอันดับ 1 ในการใช้เครื่อง 3D Printer ขึ้นรูปงานกลุ่มนี้
ที่มาข้อมูล
1. 3DXtech
2. Formfutula
3. ColorFabb
ตัวอย่างการทดสอบด้วยเส้น PETG กับงานสูงๆแบบนี้ ระบบเครื่องไม่มีฝาครอบ ถ้าเป็น ABS หากฐานไม่หลุด ชิ้นงานก็มีแตกระหว่างชั้นแน่นอน
