Поликарбонат (PC)

Поликарбонат — один из самых теплостойких и ударопрочных пластиков, доступных для настольной печати. Но он требует горячего хотэнда, горячей камеры и тщательной сушки. Разбираемся, когда он действительно нужен.

Поликарбонат известен всем по прочным прозрачным изделиям: защитным очкам, корпусам фар, сотовым панелям теплиц и антивандальным стёклам. Его ценят за сочетание трёх свойств, которые редко встречаются вместе: высокая ударная вязкость, теплостойкость и прозрачность. В 3D-печати PC используют там, где деталь греется выше 100 °C и одновременно получает удары.

Свойства поликарбоната

Поликарбонат в сравнении (ориентировочно)
Параметр	PC	ABS	PETG
Плотность	≈1,20 г/см³	≈1,04 г/см³	≈1,27 г/см³
Температура стеклования	≈140–150 °C	≈100–110 °C	≈75–85 °C
Ударная вязкость	очень высокая	высокая	высокая
Сопло при печати	≈260–310 °C	≈240–270 °C	≈230–255 °C
Коробление	сильное	заметное	слабое
Влагопоглощение	заметное	небольшое	небольшое

Диаграмма теплостойкости PLA, PETG, ABS, PA-6 CF10 и PC — PC держит форму при температурах, на которых ABS уже мягнет.

Что нужно принтеру для PC

Хотэнд до 300 °C и выше, цельнометаллический. Многие марки PC печатаются при 270–300 °C.
Стол 100–120 °C и поверхность с хорошей адгезией (PEI с клеем, специальные пластины).
Горячая закрытая камера. PC сильно садится; без тёплого воздуха крупные детали отрываются и трескаются.
Сушка. Поликарбонат впитывает влагу и при печати влажным даёт пузыри и мутность. Сушат его горячее, чем PETG, — по рекомендации производителя конкретной катушки.

Если у принтера нет хотя бы одного из этих пунктов, лучше выбрать замену. Поликарбонат не прощает компромиссов: деталь может выглядеть нормально, но иметь слабые слои и лопнуть при первой нагрузке.

Смеси на основе PC

Чтобы облегчить печать, производители выпускают смеси: PC-ABS, PC-PBT, поликарбонаты с модифицированной вязкостью. Они печатаются при меньших температурах и меньше коробятся, но теплостойкость и прозрачность у них ниже, чем у чистого PC. Выбирая «PC» для принтера, смотрите в паспорт: что именно в катушке и какая у материала температура тепловой деформации.

Когда PC действительно нужен

Детали рядом с горячими узлами: кожухи нагревателей, держатели ламп, части оборудования с температурой 100–130 °C.
Ударопрочные прозрачные элементы: защитные экраны, смотровые окна.
Детали, которые должны выдерживать удар на морозе.

Чем заменить PC из каталога НИТ

В каталоге НИТ нет чистого поликарбоната, но для большинства инженерных задач, где о нём думают, есть рабочие альтернативы.

Альтернативы поликарбонату
Что нужно	Пластик НИТ	Комментарий
Теплостойкость и жёсткость под нагрузкой	PA-6 CF10, PA-612 CF15	Углеволокно сильно повышает температуру, при которой деталь держит форму под нагрузкой
Теплостойкость до ≈100 °C, простая обработка	ABS, ABS CF10	Проще в печати, хорошо красится и склеивается
Жёсткость без горячей камеры	PETG CF10	Теплостойкость ниже, зато печатается почти как PETG
Ударная вязкость	PA-6	Очень вязкий, не раскалывается

Если всё-таки печатаете PC

Порядок работы

Сушка. Строго по паспорту катушки, обычно несколько часов при температуре выше, чем для PETG.
Прогрев. Стол 100–120 °C, камера закрыта, прогрев 15–20 минут.
Медленный первый слой. Клей на PEI, широкая кайма, без обдува.
Минимум обдува. Обдув включают только на мостах; основная деталь печатается без него.
Медленное остывание. Не открывайте камеру до остывания стола ниже 50–60 °C.

Прозрачность: ожидания и реальность

Литой поликарбонат прозрачен как стекло, а напечатанный — нет. Каждая линия экструзии и каждая граница между слоями преломляет и рассеивает свет, поэтому даже из прозрачной нити выходит полупрозрачная, «ледяная» деталь. Приблизиться к прозрачности можно: печатать горячее и медленнее, чтобы линии лучше сливались, использовать 100 % заполнение прямолинейным узором, увеличить толщину слоёв и стенок без воздушных промежутков. Финальную прозрачность дают шлифовка мелкой шкуркой с водой и полировка пастой. Для световых рассеивателей полупрозрачность, наоборот, плюс.

Почему детали из PC трескаются

Поликарбонат чувствителен к внутренним напряжениям. Деталь, которая быстро остыла на сквозняке, может выглядеть целой, а через день покрыться мелкими трещинками — особенно если её протёрли спиртом или ацетоном: растворители провоцируют растрескивание напряжённого PC. Поэтому важны медленное остывание в камере, скругления вместо острых углов и осторожность с химией при очистке. Для ответственных деталей иногда применяют отжиг — подробнее в статье об отжиге.

Вентиляция и безопасность

Поликарбонат печатают при высоких температурах в горячей закрытой камере, поэтому вентиляция нужна так же, как для ABS: камера с фильтром или вытяжка, а не печать в жилой комнате. Сопло около 300 °C и стол 110–120 °C — серьёзный источник ожогов, а сама камера после печати остаётся горячей ещё долго. Перед печатью убедитесь, что все пластиковые детали принтера внутри камеры рассчитаны на такую температуру. Подробно — в статье о безопасности печати.

Инженерные пластики НИТ

Композиты для теплостойких и жёстких деталей.

Композиты НИТ — Углеволокно и стекловолокно на основе PA, ABS, PETG и TPU.

Вопросы и ответы

Можно ли печатать поликарбонат на Ender-подобном принтере?

Обычно нет без доработок: нужен цельнометаллический хотэнд, стол до 110–120 °C и закрытая камера.

Чем PC лучше ABS?

Выше теплостойкость (стеклование около 145 °C против 105 °C) и ударная вязкость. Но печатается PC заметно сложнее.

Есть ли поликарбонат у НИТ?

Сейчас нет. Для теплостойких и жёстких деталей подойдут композиты PA-6 CF10, PA-612 CF15 и ABS CF10.

Можно ли сделать прозрачную деталь из PC?

Можно получить полупрозрачную: слои и границы линий рассеивают свет. Для максимальной прозрачности нужны высокая температура, 100 % заполнение и шлифовка с полировкой.