Pěnu, známou z izolací, lze použít i uvnitř 3D tištěných dílů. Výsledek? Díly s vyšší pevností, nižší hmotností a dokonce voděodolností. Pro firmy i školy to znamená levnější prototypy a náhradní díly. Jak to funguje a co s tím dělat?
Pěnová výplň
Samorozšířující se pěnu s uzavřenými buňkami – známe z izolací stavebních konstrukcí. Nyní ji však někdo zkouší využít i uvnitř 3D tištěných předmětů. Výsledkem je materiál, který zlepšuje pevnost, snižuje hmotnost a dokonce zajišťuje voděodolnost. To je pro firmy i školy zajímavé, protože takové díly lze vyrábět levněji a rychleji než z drahých materiálů.
Zatímco klasický 3D tisk (FDM) vytváří díly s dutinami mezi vrstvami, do nich lze pěnu vstříknout. Ta vyplní všechny mezerky a po ztuhnutí získáme pevnější a lehčí konstrukci. Díky své struktuře pěna zabraňuje pronikání vlhkosti, což je pro elektroniku nebo venkovní díly klíčové.
Jak to funguje a co se při tom musí zvážit
Postup je jednoduchý, ale vyžaduje trochu přípravy. Nejprve se do 3D tištěného dílu musí navrhnout otvory pro vstřikování pěny a vyrovnávací otvory, které zabrání prasknutí při rozšiřování pěny. Po vstříknutí pěny je třeba počkat 24 hodin, než ztuhne. Před tím je však nutné díly vypláchnout vodou, protože pěna potřebuje vlhkost pro správnou chemickou reakci.
Pokud jsou otvory špatně rozmístěné nebo nedostatečné, může při rozšiřování pěny dojít k poškození struktury. To platí zejména u větších dílů. Pokud je vše správně nastaveno, výsledkem jsou díly, které nepropouštějí vodu a odolávají tlaku lépe než klasické tištěné díly.
Co pěnová výplň přináší – a kde se hodí
Testy ukázaly, že pěnová výplň nesnižuje pevnost při tahu, ale zlepšuje odolnost proti tlaku až o 70 %. To znamená, že díly odolávají stlačení lépe, aniž by se deformovaly. Navíc pěnová výplň zlepšuje tepelnou izolaci – například tištěná krabice s pěnou udržela led déle než šest hodin, zatímco běžná krabice ho roztála za méně než šest hodin.
Pro firmy a školy to znamená možnost vyrábět lehčí a pevnější prototypy, náhradní díly nebo experimentální modely. Například lodě nebo elektronická pouzdra mohou být voděodolná bez drahých materiálů. Školám to umožňuje levnější a bezpečnější experimenty s fyzikálními vlastnostmi materiálů.
Kde se to dá uplatnit – a kde zatím ne
Tato metoda je zatím v experimentální fázi, ale ideální je pro díly, kde je důležitá lehkost, pevnost a voděodolnost. To zahrnuje například venkovní součásti, prototypy lodí, elektronické pouzdra nebo náhradní díly. Naopak pro malé a jednoduché díly, kde není potřeba těchto vlastností, nemá pěnová výplň smysl.
Další výhodou je, že se dá použít s běžnými 3D tiskovými materiály, jako je PETG nebo PLA. To znamená, že ani firmy s omezeným rozpočtem mohou zlepšit vlastnosti svých dílů bez drahých investic do nových materiálů.
Co s tím udělat
Pokud chcete pěnový výplň vyzkoušet ve svých 3D tištěných dílech, postupujte následovně:
- Navrhněte otvory pro vstřikování pěny a vyrovnávací otvory do 3D modelu před tiskem.
- Vyberte vhodný materiál – PETG nebo PLA, které dobře snášejí pěnový výplň.
- Po tisku vypláchněte díly vodou a nechte je vyschnout, aby pěna mohla správně ztuhnout.
- Vstříkněte pěnu a nechte ji 24 hodin ztuhnout.
- Otestujte výsledný díl na pevnost, voděodolnost a tepelnou izolaci.
Pokud nemáte zkušenosti s prací s pěnou, začněte s menšími díly a postupně zkoušejte různé tvary a stěny různé tloušťky.
Zdroj: Hackaday – 3D tisk – On the Benefits of Filling 3D Prints With Spray Foam (30. 11. 2025)
Článek vychází z uvedeného zdroje.