PETG (polyethylentereftalát glykol) patří mezi nejoblíbenější a nejpoužívanější materiály v oblasti 3D tisku. Vyniká svou všestranností, snadným zpracováním a vynikající odolností. Tento termoplast kombinuje jednoduchost tisku PLA s pevností ABS, což z něj činí ideální volbu pro širokou škálu aplikací. PETG nabízí dobrou pevnost, rozměrovou stabilitu a chemickou odolnost. Je vhodný pro prototypování, funkční modely i konečné výrobky, které vyžadují odolnost vůči nárazům a chemikáliím. PETG se vyznačuje nízkým sklonem k warpu (kroucení), minimálními výpary při tisku a dobrou adhezí k tiskovým podložkám, což z něj činí optimální volbu pro začátečníky i pokročilé uživatele 3D tiskáren.
PETG neboli polyethylentereftalát glykol je termoplastický polyester, který vzniká modifikací běžného PET (polyethylentereftalátu) přidáním glykolu. PET je dobře známý materiál používaný pro výrobu plastových lahví a obalů od 90. let 20. století. Přidání glykolu na molekulární úrovni umožňuje materiálu mít větší pevnost a trvanlivost při zachování flexibility.
Výroba PETG začíná syntézou PET z kyseliny tereftalové a ethylenglykolu. Následně je do struktury polymeru začleněn další glykol, což vede ke změně vlastností materiálu. Tento proces snižuje teplotu tání PETG oproti PET, což usnadňuje jeho zpracování při 3D tisku. PETG je také 100% recyklovatelný, což z něj činí ekologicky šetrnější alternativu k některým jiným plastům.
PETG je amorfní termoplast s unikátní kombinací vlastností. Jeho chemická struktura obsahuje esterové vazby, které jsou zodpovědné za jeho odolnost vůči chemikáliím a rozpouštědlům. Molekulární hmotnost PETG může variovat, což ovlivňuje jeho mechanické vlastnosti a tepelnou odolnost.
Fyzikální vlastnosti PETG zahrnují:
Teplota skelného přechodu (Tg): přibližně 80°C
Teplota tání (Tm): 220-260°C
Hustota: přibližně 1,27 g/cm³
PETG vykazuje vynikající pevnost v tahu, která se pohybuje mezi 50-70 MPa, což je srovnatelné nebo dokonce lepší než u ABS. Youngův modul pružnosti PETG se pohybuje mezi 2,0-2,7 GPa, což znamená, že je relativně tuhý, ale zároveň má určitou flexibilitu. PETG je také známý svou vysokou rázovou houževnatostí a odolností vůči únavě materiálu.
PETG je známý svou snadnou zpracovatelností, což z něj činí ideální volbu pro širokou škálu 3D tiskáren. Optimální teplota tisku se pohybuje v rozmezí 220-260°C, přičemž přesná hodnota závisí na konkrétním typu filamentu a tiskárně. Tato teplota je vyšší než u PLA, ale nižší než u ABS, což přispívá k energetické účinnosti procesu tisku.
Vyhřívaná podložka je pro PETG doporučená, ideálně nastavená na teplotu 70-90°C. Toto nastavení zlepšuje adhezi první vrstvy a minimalizuje riziko odlepení rohů (warping). Pro dobrou přilnavost prvních vrstev se osvědčuje také použití adhezních prostředků jako je lepidlo na papír, lakový sprej nebo specializované prostředky.
Rychlost tisku může být u PETG relativně vysoká, běžně 40-60 mm/s v závislosti na konkrétní tiskárně a detailech modelu. Díky dobré tekutosti materiálu při tisku lze dosáhnout kvalitních výsledků i při vyšších rychlostech. Chlazení výtisku by mělo být intenzivní – ventilátory nastavené na 80-100% kapacity pomáhají rychlému tuhnutí materiálu a zajištění ostrých detailů a převisů.
PETG vykazuje minimální tepelné smrštění během chladnutí, typicky kolem 0,2-0,4%. Tato vlastnost zajišťuje dobrou rozměrovou přesnost vytištěných dílů a minimalizuje problémy s warpingem, které jsou běžné u materiálů jako ABS. Nízké smrštění také umožňuje tisknout větší objekty s plochými základnami bez nutnosti použití specializovaných podložek nebo uzavřených tiskových komor.
Pro dosažení maximální rozměrové přesnosti se doporučuje kalibrovat průtok materiálu (flow rate) a provést testovací tisky před finálním výrobkem. Správné nastavení retrakce (zpětného vtažení filamentu) také pomáhá minimalizovat strunování a zvyšuje čistotu povrchu vytištěných modelů.
PETG nabízí vynikající kombinaci mechanických vlastností, které ho činí vhodným pro širokou škálu aplikací. Jeho pevnost v tahu se pohybuje kolem 50-70 MPa, což je srovnatelné nebo lepší než u ABS. PETG je také známý svou vysokou rázovou houževnatostí a odolností vůči únavě materiálu, což z něj dělá ideální volbu pro díly vystavené opakovanému namáhání.
Youngův modul pružnosti PETG se pohybuje mezi 2,0-2,7 GPa, což znamená, že je relativně tuhý, ale zároveň má určitou flexibilitu. Tato kombinace tuhosti a pružnosti umožňuje PETG absorbovat nárazy a vibrace lépe než mnoho jiných 3D tiskových materiálů.
PETG také vyniká svou chemickou odolností. Je odolný vůči mnoha běžným rozpouštědlům, kyselinám a zásadám, což rozšiřuje jeho použitelnost v náročných prostředích. Navíc má PETG dobrou odolnost vůči UV záření, což ho činí vhodným pro venkovní aplikace.
PETG nachází uplatnění v řadě odvětví díky své všestrannosti a vynikajícím vlastnostem:
Prototypování a vývojové modely – díky přesnosti, detailnosti a snadnému tisku je PETG ideální pro rychlé prototypování konceptů a ověřování designů.
Medicínské aplikace – PETG je biokompatibilní a sterilizovatelný, což ho činí vhodným pro výrobu lékařských pomůcek, chirurgických nástrojů a protéz.
Potravinářský průmysl – díky své potravinářské nezávadnosti je PETG vhodný pro výrobu nádob a obalů na potraviny.
Automobilový průmysl – odolnost PETG vůči nárazům a chemikáliím ho předurčuje pro výrobu různých automobilových dílů.
Elektronika – PETG se používá pro výrobu krytů a pouzder elektronických zařízení díky své elektrické izolaci a tepelné odolnosti.
Venkovní aplikace – díky odolnosti vůči UV záření a povětrnostním vlivům je PETG vhodný pro venkovní značení a vybavení.
Přes své mnohé přednosti má PETG i určitá omezení:
Vysokoteplotní aplikace – ačkoli je PETG tepelně odolnější než PLA, není vhodný pro díly vystavené teplotám nad 70-80°C.
Aplikace vyžadující extrémní pevnost – pro některé vysoce namáhané součásti mohou být vhodnější materiály jako nylon nebo polykarbonát.
Optické aplikace – přestože je PETG průhledný, není tak čirý jako akrylát, což může omezit jeho použití v některých optických aplikacích.
PETG nabízí několik možností post-processingu pro zlepšení vzhledu a vlastností vytištěných dílů:
Broušení – PETG se dobře brousí, lépe než PLA. Lze začít hrubším brusným papírem a postupně přecházet na jemnější pro dosažení hladkého povrchu.
Leštění – po broušení lze PETG leštit pro dosažení lesklého povrchu. Lze použít leštící pasty nebo tekuté leštidlo na kov.
Nátěry a laky – PETG dobře přijímá většinu nátěrů včetně akrylových a polyuretanových barev. Pro optimální přilnavost se doporučuje povrch před nátěrem zbrousit.
Epoxidové povlaky – nanášení epoxidové pryskyřice může zakrýt nedokonalosti povrchu a zvýšit odolnost dílu.
Tepelné úpravy – opatrné použití horkovzdušné pistole může pomoci vyhladit povrch PETG výtisků. Je třeba postupovat opatrně, aby nedošlo k deformaci dílu.
Chemické vyhlazování – ačkoli PETG není tak snadno rozpustný jako ABS, lze použít některá rozpouštědla jako ethyl acetát nebo dichlormethan pro částečné vyhlazení povrchu. Tento proces vyžaduje opatrnost a dobré větrání.
PETG je vynikající volbou pro širokou škálu 3D tiskových projektů díky své všestrannosti, snadnému zpracování a vynikajícím mechanickým vlastnostem. Je obzvláště vhodný pro:
Funkční prototypy a konečné výrobky vyžadující dobrou pevnost a odolnost vůči nárazům.
Projekty, kde je potřeba kombinace snadného tisku a dobrých mechanických vlastností.
Aplikace vyžadující chemickou odolnost a odolnost vůči UV záření.
Výrobky pro potravinářský a zdravotnický průmysl díky své biokompatibilitě a potravinářské nezávadnosti.
Venkovní aplikace, kde je potřeba odolnost vůči povětrnostním vlivům.
PETG představuje ideální kompromis mezi snadností tisku PLA a mechanickými vlastnostmi ABS, což z něj činí univerzální materiál vhodný pro začátečníky i pokročilé uživatele 3D tisku. S vhodným nastavením tisku a post-processingem lze s PETG dosáhnout výsledků srovnatelných s průmyslově vyráběnými produkty.
https://www.3dnatives.com/en/petg-3d-printing-guide-181220194/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8199453/
https://www.wevolver.com/article/petg-temperature-considerations-nozzle-temperature-heated-bed-cooling
https://www.matterhackers.com/news/how-to-succeed-when-printing-with-petg-filament
https://www.matterhackers.com/news/how-to-succeed-when-printing-with-petg-filament
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7600181/
https://doaj.org/article/89d20ccef40e4d9c80568dbc0045b6a8
https://www.wevolver.com/article/petg-vs-abs-how-do-they-compare-
https://www.acmeplastics.com/what-is-petg
https://x3d.com.au/blogs/tips-and-tricks/5-best-petg-smoothing-methods
https://coex3d.com/blogs/blog/the-best-methods-for-petg-filament-smoothing
https://www.matterhackers.com/articles/how-to-post-processing-petg-3d-filament
https://blog.goldsupplier.com/petg-smoothing/