Первичное и вторичное сырьё для производства филамента внешне могут выглядеть одинаково: те же гранулы в мешке, то же название полимера. Разница проявляется позже — на экструзионной линии и в принтере покупателя. От происхождения сырья зависит, насколько предсказуемо ведёт себя расплав, держится ли диаметр, не появятся ли в нити тёмные точки, пузыри и хрупкие участки.
В статье разберём, что считается первичным и вторичным сырьём, почему переработанный полимер ведёт себя иначе, какие риски он несёт для производства нити и в каких случаях его использование всё-таки оправдано. Общие критерии выбора гранул мы описывали в статье о том, как выбрать пластиковые гранулы, здесь сосредоточимся именно на происхождении материала.
Что такое первичное и вторичное сырьё
Первичное сырьё — полимер, полученный синтезом и прошедший только грануляцию у производителя. Он ни разу не был изделием, не перерабатывался повторно, имеет известную марку и заявленные свойства, одинаковые от партии к партии в пределах допусков производителя.
Вторичное сырьё — полимер, который уже проходил переработку. Его источники различаются, и это важно:
- технологические отходы — литники, обрезки, некондиционная нить с собственного производства. Состав известен, загрязнений почти нет, но материал уже прошёл минимум один цикл нагрева;
- постпотребительские отходы — использованные изделия и упаковка, собранные, отмытые, измельчённые и часто перегранулированные. Состав и история такого материала известны гораздо хуже.
Между этими полюсами есть смеси: первичные гранулы с добавкой дроблёнки, перегранулят из отходов нескольких производств и так далее.
PETG и переработанные бутылки — не одно и то же
Частая путаница: филамент «из бутылок» называют PETG. На самом деле бутылки обычно делают из ПЭТ, а PETG — это модифицированный гликолем полиэфир с другой структурой. ПЭТ склонен к кристаллизации, PETG остаётся аморфным. Поэтому они по-разному сушатся, плавятся, остывают и печатаются.
Нить из переработанного бутылочного ПЭТ существует и имеет своих сторонников, но это другой материал с другим поведением в принтере. Если на катушке написано PETG, покупатель ожидает свойств PETG, и производителю важно, чтобы сырьё этим ожиданиям соответствовало.
Почему вторичный полимер ведёт себя иначе
Деградация при повторной переработке
Каждый цикл нагрева и сдвига в экструдере немного укорачивает полимерные цепочки. У полиэфиров процесс усиливается, если материал перерабатывали недостаточно сухим: вода вызывает гидролиз. В результате снижается вязкость расплава, растёт текучесть, а готовая нить может стать более хрупкой. Насколько сильно — зависит от истории конкретной партии, которую часто никто не знает.
Загрязнения
В постпотребительском сырье могут оказаться остатки этикеток и клея, частицы других полимеров, пыль, металл, следы содержимого упаковки. Часть задерживает фильтр расплава, но мелкие включения проходят в нить. В сопле 0,4 мм такая частица может стать причиной частичной или полной пробки.
Нестабильность от партии к партии
Даже если отдельная партия вторичного сырья переработалась хорошо, следующая может отличаться по текучести, цвету, влажности и составу. Для производства нити это главная проблема: линию приходится перенастраивать, а свойства филамента от катушки к катушке расходятся.
Цвет и внешний вид
Переработанный материал часто имеет сероватый или тусклый оттенок, неоднородный цвет, тёмные точки. Получить из него чистый белый или яркий насыщенный цвет сложно: краситель ложится на уже окрашенную основу.
Как происхождение сырья сказывается на филаменте
| Параметр | Первичное сырьё | Вторичное сырьё |
|---|---|---|
| Предсказуемость свойств | высокая, в пределах марки | зависит от источника и истории партии |
| Текучесть расплава | стабильная | часто выше и менее стабильная |
| Посторонние включения | практически отсутствуют | возможны, особенно у постпотребительского |
| Стабильность диаметра | проще удерживать | требует больше усилий и контроля |
| Цвет | чистая основа под любой краситель | ограниченная палитра, возможны оттенки и точки |
| Механические свойства нити | соответствуют марке | могут быть снижены |
Это общая картина. Хорошо отсортированный и переработанный технологический отход может вести себя почти как первичный материал, а плохо подготовленный постпотребительский — доставить много хлопот. Именно поэтому важна не только категория сырья, но и понятная история партии.
Почему дешёвое сырьё не всегда дешевле
Главный аргумент в пользу вторичного сырья — цена за килограмм. Но для производства нити считать стоит не стоимость мешка, а стоимость килограмма годного филамента. Нестабильное сырьё добавляет расходы, которые не видны при закупке:
- отход на линии. Участки с диаметром вне допуска, пузырями и включениями приходится вырезать, а при смене партии — заново выводить линию на режим;
- обслуживание. Загрязнённый расплав быстрее забивает сетки фильтра, их приходится менять чаще, иногда с остановкой линии;
- время на настройку. Каждая новая партия с другой текучестью требует подстройки температур и скоростей;
- претензии покупателей. Одна катушка с пробкой в сопле или хрупкой нитью стоит производителю репутации больше, чем экономия на сырье.
Поэтому при сравнении поставщиков полезно прогнать пробную партию и посчитать выход годной нити, а не только цену гранул.
Признаки нестабильного сырья в готовой нити
Владелец принтера не видит, из чего сделана катушка, но некоторые признаки часто говорят о проблемах с сырьём или его подготовкой:
- тёмные точки и вкрапления в нити, особенно заметные на светлых цветах;
- неравномерный оттенок по длине катушки;
- хрупкость нити, которая ломается при лёгком изгибе даже после сушки;
- частые частичные пробки сопла без видимой причины;
- заметная разница в поведении двух катушек одного цвета и марки.
Сами по себе эти признаки не доказывают, что сырьё было вторичным: похожие симптомы дают влажность, перегрев и ошибки на линии. Но если они повторяются от катушки к катушке, стоит задать производителю вопрос о происхождении материала.
Когда вторичное сырьё оправдано
- Собственные технологические отходы. Некондиционную нить и обрезки своего производства одной марки можно измельчать и добавлять к первичным гранулам в небольшой доле. Долю подбирают опытным путём, следя за диаметром и свойствами нити.
- Эксперименты и обучение. Для отладки линии, освоения процесса и опытов с настольным экструдером дешёвое сырьё вполне уместно.
- Экологические проекты. Если цель — именно нить из переработанного материала, это стоит честно указать покупателю и не обещать свойств первичного полимера.
- Некритичные изделия. Там, где не важны цвет, прочность и точность, требования к сырью можно ослабить.
Для товарного филамента, от которого покупатель ждёт стабильного диаметра и одинакового поведения от катушки к катушке, первичное сырьё заметно упрощает жизнь.
Как проверить сырьё перед закупкой
- Спросите о происхождении. Первичный это полимер или вторичный, какая марка, одна ли партия в поставке.
- Запросите техническую документацию. Для первичного сырья производитель обычно публикует технический паспорт с показателем текучести расплава и рекомендациями по сушке и переработке.
- Осмотрите гранулы. Однородность размера и цвета, отсутствие пыли, дроблёнки и посторонних частиц видны без приборов.
- Сделайте пробный прогон. Небольшая партия на своей линии с записью диаметра покажет больше любых описаний. Если диаметр гуляет, проверьте и другие причины: от чего зависит стабильность прутка на линии, разобрано в статье об этапах производства филамента.
- Проверьте нить в печати. Напечатайте тестовые детали и оцените сцепление слоёв и поведение при изгибе.
Особенности PETG как сырья — сушка, текучесть, совместимость с красителями — подробно разобраны в статье о PETG-гранулах для филамента.
На каком сырье работает Arctic3D
Мы производим PETG ARCTIC в Тольятти из высококачественного первичного сырья, а не из переработанных бутылок. Для нас это основа стабильного процесса: свойства прутка предсказуемы от партии к партии, а дальше диаметр 1,75 ± 0,05 мм удерживается постоянным лазерным контролем на линии. Подробнее — на странице о производстве.
Если вы делаете филамент сами, у нас можно приобрести PETG-гранулы и мастербатч — сырьё, с которым мы работаем на собственном производстве. Наличие и условия уточняйте у отдела продаж.
Вывод
Вторичное сырьё не плохо само по себе, но его поведение определяется историей, которую не всегда можно узнать. Для экспериментов, собственных отходов в небольшой доле и честно обозначенных «переработанных» линеек оно подходит. Для филамента, где покупатель ждёт стабильного диаметра, чистого цвета и предсказуемых свойств, разумнее опираться на первичные гранулы известной марки и проверять каждую новую партию пробным прогоном.