UV-ældning af 3D-printmaterialer

Af de fire 3D-printmaterialer, der sammenlignes her, er ASA det eneste, der er designet til permanent UV- og vejrpåvirkning udendørs; PLA og standard-PETG er uegnede til dette. Under kortvarig UV-C-bestråling vendes rækkefølgen for de to sidstnævnte: efter 24 timer ved 254 nm mister PETG 38 % af sin trækstyrke, PLA kun 9 % [1]. "Modstandsdygtig over for sollys" og "modstandsdygtig over for UV-C" er derfor ikke egenskaber, der kan bruges i flæng.

3D-printede plastdele, der bruges udendørs eller under UV-bestråling, ændrer sig over tid: de kan falme, blive skøre eller miste styrke. Årsagen er højenergetisk ultraviolet (UV) stråling, som kan bryde kemiske bindinger i polymeren – en proces kendt som fotooxidativ ældning. Der skelnes overordnet mellem tre områder:

• UV-A (315-400 nm): den største andel af solens UV-lys, ansvarlig for langsom ældning over måneder og år.
• UV-B (280-315 nm): den mere energirige andel af sollyset, som accelererer ældningen yderligere.
• UV-C (200-280 nm): når stort set ikke jordens overflade i naturen, men anvendes bevidst i desinfektionsudstyr, fordi det inaktiverer mikroorganismer særligt effektivt – og af samme grund kan angribe plast særligt kraftigt [8].

Men hvor stabile er almindelige 3D-printmaterialer – PLA, TPU, PETG og ASA – over for UV-lys og UV-C-stråling? Følgende oversigt opsummerer, hvad der kan understøttes af måledata, og hvor evidensen fortsat er sparsom.

De spektrale områder selv beskrives i detaljer i Hvad er UV-stråling?, ældningsmekanismerne i materialer af UV-ældning, farveægthed og fotostabilitet. Måleteknik til print- og efterhærdningsprocessen behandles af UV-måling til additiv fremstilling og 3D-printning.

De citerede undersøgelser beskriver UV-skader ved hjælp af tre mekaniske størrelser. Hver af dem siger noget forskelligt:

• Trækstyrke: den kraft pr. arealenhed en del kan modstå, før den revner. Et fald i trækstyrken efter UV-eksponering betyder, at materialet er blevet svagere.
• Brudforlængelse: hvor langt et materiale kan strækkes, før det brister. En faldende brudforlængelse indikerer, at et materiale bliver mere skørt.
• Forsprødning: polymeren taber sin elasticitet og brister lettere – ofte et synligt tidligt tegn på UV-skade.

Af de fire sammenlignede materialer er ASA bedst egnet til permanent UV- og vejrpåvirkning; PLA og standard-PETG er uegnede til dette. Et centralt resultat modsiger den gængse forventning: under kontrolleret UV-C-bestråling over 24 timer taber PETG betydeligt mere styrke (−38 %) end PLA (−9 %) [1]. Dette viser, at "god i sollys" ikke automatisk betyder "god under UV-C" – de to typer stråling påvirker samme polymer forskelligt.

Den følgende tabel sammenholder opførslen under naturlig vejrpåvirkning med opførslen under UV-C-bestråling. UV-C-værdierne for PLA og PETG stammer fra samme testserie og er derfor direkte sammenlignelige; for TPU og ASA mangler målinger med sammenlignelig metode.

PLA er begyndermaterialet inden for 3D-print: billigt og let at printe, men følsomt over for varme og UV-lys.

• Generelt ikke UV-stabilt: forsprødning og misfarvning ved længerevarende udendørs brug [2].
• Under UV-C (24 h, 10 W/m², 254 nm): ingen synlige ændringer, trækstyrke −9,1 % (29,54 til 26,86 MPa), trykstyrke −13,1 %, elasticitetsmodul praktisk taget uændret (−1,9 %, ikke statistisk signifikant) [1].
• Konklusion: kortvarig UV-C-eksponering tolereres sammenlignet forholdsvis godt mekanisk set, permanent udendørs vejrpåvirkning gør det ikke.

TPU er et gummilignende, flexibelt materiale, der kan bøjes og strækkes – for eksempel til tætninger eller greb.

• Standard TPU er ikke UV-stabil [3].
• Med UV-additiver – fyldstoffer som titaniumdioxid eller zinkoxid, der absorberer UV-lys – forbedres UV-bestandigheden og bevarelsen af trækstyrke og brudforlængelse efter UV-ældning markant; kilden angiver ikke specifikke tal [3].
• Der findes ingen pålidelige UV-C-specifikke data.

PETG er sejere og mere slagfast end PLA og bruges derfor ofte til funktionelle dele.

• Bedre vejrbestandighed end PLA, men ikke designet til permanent UV-eksponering; kan blive gummiagtig og blød ved kontinuerligt sollys [4].
• Under UV-C (forhold identiske med PLA): væsentligt mere skade end PLA – trækstyrke −38,1 % (31,30 til 19,48 MPa), trykstyrke −33,9 %, brudforlængelse fra 3,06 % til 1,36 % (kraftig forsprødning), synlig gulfarvning og tab af glans [1].
• Specielt UV-stabiliserede PETG-typer findes til udendørs anvendelser (maksimal kontinuerlig driftstemperatur 70 °C), men de er ikke det samme som standard-PETG til 3D-print [5].

ASA blev udviklet specifikt til udendørs brug og betragtes som det mest vejrbestandige af de printmaterialer, der sammenlignes her.

• Udviklet specifikt til UV- og vejrbestandighed: den UV-følsomme gummikomponent i ABS er udskiftet med en mere UV-stabil acrylester [2].
• Bevarer omkring 85 % af sin trækstyrke efter 2.000 timers UV-bestråling i laboratorietesten iht. ASTM G154 [6].
• 122-dages udendørstest: intet signifikant tab af egenskaber ved intens UV-eksponering [7].
• Der findes ingen kvantificerede UV-C-specifikke målinger. En laboratorieangivelse om 100 h direkte UV-C-bestråling uden mærkbar ændring er plausibel i lyset af den generelle UV-robusthed, men er metodisk ikke sammenlignelig med PLA/PETG-studiet.

UV-C-værdierne for PLA og PETG stammer fra en forsøgsrække offentliggjort i Polymers i 2021 [1]. De printede prøveemner blev bestrålet i 24 timer ved 254 nm og 10 W/m², med en bagpladetemperatur på 50 °C; prøverne afkølede derefter i fire timer ved stuetemperatur, inden der blev udført træk- og trykprøvninger. Artiklen angiver UV-bestrålingskammeret BS-02 fra Opsytec Dr. Gröbel som det anvendte bestrålingsudstyr.

To punkter afgør, om sådanne værdier kan overføres til din egen anvendelse. For det første refererer de til den målte irradians ved prøvens position og den deraf følgende dosis, ikke til en udstyrsindstilling – uden måling er bestrålinger ikke sammenlignelige. For det andet gælder de for prøveemner med en defineret lagtykkelse, orientering og infill; vægtykkelse, infill-forhold og farvepigmentering ændrer resultatet betydeligt. Enhver, der skal dokumentere UV-bestandigheden af en bestemt del, tester den derfor i sin egen opstilling: UV-bestrålingskamre giver de reproducerbare rammebetingelser, de relevante standarder og retningslinjer rammen for testbetingelserne.

• Permanent udendørs brug med høj UV-eksponering: foretræk ASA.
• Korte eller tilbagevendende UV-C-desinfektionscyklusser i størrelsesordenen timer: i det eneste sammenlignende studie, der er tilgængeligt, udviser PLA mindre mekaniske tab end standard-PETG.
• ASA under UV-C: data med sammenlignelig metodik til PLA og PETG mangler her stadig. Til sikkerhedsrelevante dele er det tilrådeligt selv at teste dem, for eksempel i et UV-C-bestrålingskammer.
• TPU: anvend kun til udendørs og UV-applikationer med UV-stabiliserende additiver.

Dele, der ikke printes, men limes eller indpottes, er underlagt deres egne randbetingelser; disse er beskrevet under UV-hærdende klæbemidler, coatings og indpotningsmasser.

1. Amza CG, Zapciu A, Baciu F, Vasile MI, Popescu D: Ældning af 3D-printede polymerer under steriliserende UV-C-stråling. Polymers 13(24):4467, 2021.
2. Spectrum Filaments: ASA 275 forklaret – Det rette filament til udendørs brug.
3. Wang A, Guo J, Shao C, Chen C: Flexible thermoplastiske polyurethankompositter med UV-resistens til Fused Deposition Modeling 3D-print. 3D Printing and Additive Manufacturing, 2024.
4. Makelab: PETG vs. ASA.
5. Noltewerk: PETG UV teknisk datablad (PDF).
6. Forge Labs: ASA materialeegenskaber.
7. Habr: 122-dages sammenlignende UV-test af 3D-printmaterialer.
8. Teska P (NIST): Skader på almindelige polymeroverflader i sundhedssektoren fra UV-C-eksponering (PDF).

Redaktionel status: 3. september 2026.

Om en printet del overlever UV-eksponeringen på sit anvendelsessted, kan kun besvares med en test med defineret bestråling og en målt dosis. Vi leverer måleteknikken til det: UV-bestrålingskamre som f.eks. BS-02 til reproducerbare ældningstests i laboratoriet, UVpad spektroradiometeret og Radiometer RMD Pro til måling af spektrum, irradians og dosis direkte på delen. Send os dit spørgsmål.