Хрупкий пластик и хрупкие детали

«Хрупкий пластик» — это две разные проблемы. Первая: нить ломается прямо на катушке или в трубке подачи. Вторая: напечатанная деталь трескается и ломается от нагрузки, которую должна выдерживать. У них разные причины — и разные решения.

Сначала определите проблему

Схема: причины хрупкой нити и хрупкой детали — Хрупкая нить — почти всегда влага и хранение; хрупкая деталь — спекание, периметры и ориентация.

Если нить ломается сама — на катушке, в трубке подачи или при входе в экструдер, — это свойство материала в его текущем состоянии: влажность, долгий изгиб, холод. Если нить гнётся нормально, а ломается деталь, — проблема в печати или в выборе материала. Проверьте простым тестом: отмотайте метр нити и согните её пополам. Свежий сухой PLA гнётся заметно, прежде чем сломаться; деградировавший ломается с сухим щелчком почти без изгиба.

Почему ломается нить

PLA набрал влагу. Самая частая причина. Нить, долго пролежавшая открытой во влажном помещении, становится ломкой.
Нить долго лежала в изгибе. Участок нити, который неделями изогнут в одном месте (например, у края катушки или в трубке подачи), ломается первым.
Холодное помещение. Холодный пластик хрупче. Катушка, принесённая с мороза, может ломаться, пока не прогреется до комнатной температуры.
Старая катушка. Пластик, хранившийся годами без защиты, постепенно теряет свойства.

Что делать с ломкой нитью

Высушите катушку. PLA НИТ — 45–50 °C, 4–6 часов. Часто после сушки нить снова гнётся.
Дайте катушке прогреться. Если катушку принесли с холода, оставьте её на несколько часов в помещении в закрытом пакете, чтобы не конденсировалась влага.
Уберите изогнутый участок. Отрежьте кусок нити, который долго был в трубке подачи или изогнут у края катушки.
Храните правильно. Герметичный пакет или контейнер с силикагелем. Конец нити закрепляйте в отверстии катушки, чтобы витки не распускались.

Почему ломается деталь

Слабое спекание слоёв. Низкая температура, сильный обдув и сквозняк дают слои, склеенные «на честном слове». Подробнее — в статье о расслоении слоёв.
Мало периметров. Прочность детали на изгиб определяют в первую очередь стенки, а не процент заполнения.
Нагрузка поперёк слоёв. Деталь, напечатанная «стоя», ломается по слою от усилия, которое «лёжа» она бы выдержала.
Неподходящий материал. PLA жёсткий, но хрупкий при ударе. Для защёлок, крючков и деталей, которые гнутся, лучше подходят PETG, PA или TPU.
Влажный пластик при печати. Пузыри и поры ослабляют деталь, а у PA и PETG влага при печати ещё и разрушает полимер.
Острые внутренние углы. Концентраторы напряжений: трещина почти всегда начинается в таком углу.

Делаем деталь прочнее

Увеличьте число стенок. 3–4 периметра вместо 2 часто дают больше прочности, чем подъём заполнения с 20 до 50 %.
Поднимите температуру и снизьте обдув. Для функциональных деталей работайте в верхней половине рекомендованного диапазона и не перебарщивайте с обдувом.
Поверните деталь. Расположите её так, чтобы основная нагрузка шла вдоль слоёв.
Скруглите углы в модели. Радиус 1–2 мм во внутренних углах заметно снижает риск трещины.
Смените материал. Для ударных нагрузок — PETG или полиамид, для гибких — TPU.

Параметры в слайсерах

Что влияет на прочность детали (английский интерфейс)
Что	Bambu Studio / Orca Slicer	Cura
Число стенок	Wall loops	Wall Line Count
Заполнение	Sparse infill density, Sparse infill pattern	Infill Density, Infill Pattern
Ширина линии	Line width	Line Width
Температура сопла	Nozzle temperature	Printing Temperature
Обдув	Fan speed	Fan Speed

Хрупкость разных материалов

Ориентиры по поведению при ударе и изгибе
Материал	Поведение	Для чего
PLA	Жёсткий, но ломается при ударе почти без изгиба	Фигурки, макеты, корпуса без ударов
PETG	Гнётся перед разрушением, ударостойкий	Крепёж, защёлки, детали для улицы
ABS	Вязкий, хорошо держит удар	Корпуса, детали интерьера авто
PA-6	Очень вязкий и износостойкий	Шестерни, втулки, нагруженные детали
TPU	Эластичный, практически не ломается	Амортизаторы, уплотнения, чехлы
Композиты CF и GF	Очень жёсткие, но менее эластичные	Кронштейны, детали с точными размерами

Рекомендованные настройки НИТ: PETG (профиль каталога «PETG Basic»)
Сопло, °С	240-255
Стол, °С	70-80
Охлаждение, %	10-30
Откаты, мм х мм/с	0,8 х 30
Поток	0,96
Мин. сопло, мм	0,3 латунь
Макс. объемный расход, мм³/с	15
Температура и время сушки, °С	55-60; 6-8 часов

Детали для холода и улицы

На морозе все пластики становятся жёстче и хрупче. Деталь из PLA, которая летом спокойно гнулась, зимой может лопнуть от удара. Для уличных деталей, автомобильных креплений и всего, что работает в неотапливаемом помещении, выбирайте вязкие материалы — PETG, ABS, полиамид — и закладывайте больше периметров. Эластичный TPU сохраняет гибкость в широком диапазоне температур и подходит для уплотнений и амортизаторов. Подробнее — в статье Пластик для улицы.

Как проверить прочность без лаборатории

Напечатайте одинаковые тестовые крючки или полоски из нескольких вариантов настроек: с двумя и четырьмя стенками, при нижней и верхней границе температуры, лёжа и стоя. Подвешивайте на крючок груз, постепенно увеличивая его, или сгибайте полоску до разрушения и сравнивайте, сколько она выдержала и как сломалась. Рваный излом с вытянутыми волокнами говорит о хорошем спекании, гладкий излом по слою — о слабом. Такой простой тест за вечер показывает, какие настройки дают реальную разницу для ваших деталей.

Пластики для прочных деталей

Ударостойкие и вязкие материалы НИТ для деталей, которые работают.

Вопросы и ответы

Почему PLA ломается, а PETG гнётся?

У PLA малое удлинение при разрыве: он жёсткий, но почти не деформируется перед разрушением. PETG гнётся и поглощает энергию удара.

Делает ли отжиг PLA прочнее?

Отжиг повышает термостойкость и жёсткость PLA, но может сделать деталь более хрупкой и изменить размеры. Подробнее — в статье об отжиге.

Нить ломается только в трубке AMS или подачи. Почему?

Там нить изогнута. PLA, набравший влагу, ломается в месте изгиба. Высушите катушку и уберите изогнутый участок.

Можно ли вернуть свойства старой катушки?

Сушка часто помогает. Если пластик пролежал во влаге очень долго, часть свойств может быть потеряна безвозвратно.

PETG и PA НИТ для функциональных деталей — Ударостойкие материалы для крепежа и механики.