Summary： Несколько видов пластиков разместили под открытым небом и наблюдали за их изменением на протяжении трех лет. Several types of plastics were placed outdoors and observed for their change over the course of three years.
Вопрос который волнует, пожалуй, любого любителя 3D печати: “как долго просуществует напечатанный мною шедевр?”. Интернет полнится противоречивыми данными - от одного года до вечности, в зависимости от типа пластика, производителя, лояльности и ангажированности автора. Особенно короткую жизнь предрекают так называемому “биоразлагаемому” PLA, для которого это даже “не баг, а фича”, то есть свойство, заданное при рождении и считающееся его достоинством. Другие же пластики (например PETG) угрожают пережить человечество. Пока “зеленые” ликуют по поводу одних материалов и негодуют по поводу других, мы решили провести свой независимый эксперимент в реальных условиях и реальном времени.
Задача и условия эксперимента. Несколько напечатанных изделий из самых распространенных типов термопластика будут храниться в открытом сетчатом контейнере на свежем воздухе несколько лет. Их будет обжигать солнце, обдувать горячий и холодный ветер, на них будет капать дождь и падать снег. В общем, их ждут все прелести резко континентального климата с перепадом температур от +40℃ летом до -40℃ зимой.
Изделия представляют собой детали, фигурки, игрушки и просто тестовые образцы небольшого размера из следующих типов пластика:
PLA (4 вида)
SBS
HIPS
PETG (2 вида)
NYLON
FLEX
TPU
Испытуемые были торжественно вынесены на улицу 13 апреля 2019 года. К моменту написания этой статьи, с того дня прошло почти три года и у нас уже есть результаты, в том числе неожиданные, которыми мы хотим с вами поделиться.
Год первый
Пережившие свое первое жаркое лето, первую холодную зиму и промозглые дождливые межсезонья, образцы были внесены в помещение, отмыты от накопившейся пыли и тщательно осмотрены.
PLA, как внушающий меньше всего надежд, был изучен первым. Одну крупную тонкостенную деталь чуть покорежило, вероятно от перегрева в солнечные дни, но никаких “возрастных” изменений, к нашему удивлению, замечено не было. Все детали из этого материала выглядели так, будто их напечатали вчера и по физическим свойствам от новых тоже не отличались, структура и прочность сохранилась в первозданном виде. Надо признаться, PLA приятно удивил.
PETG, ожидаемо, не изменился совсем и даже не утратил своего фирменного блеска. Впрочем, в живучести этого материала никто и не сомневался.
HIPS (справа) тоже внешне не изменился никак. SBS (слева) чуть потемнел и немного утратил прозрачность, что показалось странным, потому что он заявлен производителем как “всепогодный” и должен был не менять структуру никогда.
FLEX тоже оказался молодцом, выдержал первый год без потери внешнего вида, прочности и гибкости.
NYLON, вволю напившись воды, сильно побелел, сделавшись из прозрачного молочным. Однако, на механических свойствах это никак не отразилось, легендарная прочность нейлона осталась при нем, и даже широкую “юбку” руками, как и прежде, оторвать не получилось.
Итого: один год, проведенный под открытым небом, пережили все пластики практически без изменений. Прочность и внешний вид сохранились у всех образцов, кроме одного из PLA, который немного изменил геометрические размеры. Впрочем, факт о том, что PLA “течет” уже при попадании прямых солнечных лучей был известен заранее, термостойкость не является его сильной стороной.
Выкладываем образцы на прежнее место и оставляем там еще на один год.
Год второй
Вот на дворе и 25 апреля 2021 года. Наши подопытные лишены крыши над головой уже более двух лет. Заносим домой, отмываем и смотрим в каком они состоянии теперь.
PLA. До сих пор никаких изменений, ни на глаз, ни на ощупь. Все образцы точно такие же, как были два года назад, даже та крышка, которая немного изогнулась в первый год, ничего нового к своему состоянию не добавила. PLA удивляет все больше, ведь многие обзорщики давали ему год, максимум два при уличных условиях хранения, а он даже не помутнел. Аплодируем стоя.
PETG тоже не разочаровал, разницы с новыми изделиями нет вообще никакой. Все так же прочен, красив и приятен во всех отношениях.
HIPS, кажется, слегка посветлел, в остальном все такой же красавец. Ничем не отличается от напечатанного вчера.
NYLON прочен как всегда, а внешне даже более прозрачен чем год назад. Вероятно, цвет зависит от влажности окружающей среды и постоянно меняется, что для него нормально. Юбку оторвать до сих пор не получается.
SBS сильно сдал внешне, стал еще темнее и еще мутнее. А при проверке на прочность очень сильно удивил, от простого нажатия на стол просто рассыпался как кусок сахара-рафинада без малейшего сопротивления! Вот и первая потеря, образец с позором покидает эксперимент, лишившись звания “атмосферостойкого”. Вероятнее всего, причиной разрушения стал солнечный ультрафиолет, но как бы там ни было, для работы за пределами жилья больше не рекомендуется.
FLEX тоже немало огорчил и огорошил. Сторона, которой деталь была повернута к солнцу очень сильно пострадала. Гибкость изделия сохранилась, но, судя по кусочкам пластика, которые остаются в руке после поытки его помять, структура разрушилась и внутри. FLEX тоже выбывает из марафона и не рекомендуется к наружному применению.
Второй гибкий пластик из нашего набора - TPU - два года преодолел легко и непринужденно. Все так же прочен, гибок и глянцев как новый. Немного пожелтел в некоторых местах, есть подозрение, что виной тому контакт с соседними деталями, понемногу теряющими краситель. В целом, впечатление производит очень хорошее.
Итого: второй год пережили не все. Вышли из строя SBS и FLEX. Остальные, даже подозрительный PLA, пока остаются невредимыми. Такой результат уже оправдывает проведение длительного эксперимента, например, теперь мы знаем, что SBS и FLEX доверять нельзя.
В качестве приза отправляем победителей на улицу еще на год.
Год третий
Прошло чуть меньше года, за окном март 2022. Образцы вновь внесены в помещение и промыты водой с мылом. Забегая вперед скажем, этот год с нашими подопытными был не так суров.
PLA, пластик, который, судя по обещаниям из Интернета, должен был рассыпаться за один сезон, превзошел все самые смелые ожидания. Покажи нам эти образцы три года назад, решили бы, что им не более пары месяцев. Все образцы сохранились, не побоимся этого слова, идеально. Тонкие детали пружинят, толстые сопротивляются изгибу, все как и было сразу после принтера. Оценка 4+ по пятибальной шкале. Минус полбалла за крайне низкую температуру размягчения, ее нужно обязательно учитывать в своих проектах.
PETG тоже в отличной форме, но в нем никто и не сомневался. Детали и фигурки от новых не отличаются ничем. Твердая пятерка по всем показателям, этот пластик наш фаворит.
NYLON немного запылился, но все также дорожит своей юбкой, а значит и прочности не утратил. Изначально были опасения, что он не переживет солнечную ультрафиолетовую атаку, но три года испытаний говорят об обратном. Можно признать этот пластик одним из лучших почти во всем, кроме цены и сложностей в печати. Тоже пятерка.
SBS выбыл из соревнований год назад, и вот что осталось от него к сегодняшнему дню. Двойка с минусом. Не рекомендуется ни для чего.
FLEX тоже вне зачета, вот он год спустя после того, как опозорился в прошлый раз. Двойка с минусом. На больше, чем немного поиграть напечатанным мячиком, не годится.
HIPS внезапно лишился нескольких нижних слоев при легкой физической нагрузке. Пока остается загадкой в чем причина, в разрушении от времени или в изначальном дефекте печати (например, низкой температуре сопла), но факт остается фактом. Остальная часть фигурки и выглядит как новая и прочностью новой не уступает, что обнадеживает. Будем пока считать, что дело не в старении. Пятерка с вопросом.
TPU выше всяких похвал, три года ему как один день. Пятерка.
Итого: три года атмосферных испытаний пережили не все, но многие 3D-пластики. Приятно удивил PLA, от которого много не ожидали, не подвел PETG, NYLON и TPU, разочаровал SBS и FLEX. HIPSу дадим шанс, возможно дело не в нем, через год будет известно точно.
Результаты уже есть, они наглядны и уже можно делать некоторые выводы. Однако, эксперимент не заканчивается, образцы загружены в свой контейнер и отправлены на рабочие места. Впереди еще много времени и, возможно, открытий. Продолжаем наблюдения.
