Е ABS или PLA по -добър за 3D печат ?
Table of Contents
- Основни характеристики на ABS и PLA
- Точност на печат
- Анализ на разходите и източниците
- Лесна употреба при печат
- Сила на печатните части
- Желани естетически качества
- Функционални термични граници
- Фактори на безопасност: отделяне на газове и изхвърляне
- Препоръчителни приложения: ABS срещу PLA
- Контекстуализирайте материала към нуждите
- Прочетете повече
Въпросът за ABS срещу PLA предизвика разгорещен дебат в кръговете на 3D печата от години, тъй като моделирането на разтопено отлагане става масово. Всеки от тези два общи термопласта предлага предимства, независимо дали са здравина, външен вид, топлинни свойства, възможност за печат или безопасност. Тъй като приемането се разширява в индустриите, разбирането на ключови отличия става критично за съпоставяне характеристики на нишката с целите на приложението. Чрез оценка на нуждите от прецизност, производствената среда, емисиите и функционалните изисквания, обхващащи от прототипи до части за крайна употреба, дизайнерите могат да използват допълнителните предимства на двата материала или да съсредоточат усилията си там, където единият ясно превъзхожда другия. Това ръководство осветява подробностите зад по-интелигентния избор на пластмаса.
Бързо сравнение за ABS срещу PLA при 3D печат:
| Аспект | ABS | PLA |
|---|---|---|
| Сила и издръжливост | Висока якост на удар, добра якост на опън, умерена химическа устойчивост | По-ниска устойчивост на удар, но може да се подобри с композити |
| Възможност за печат и прецизност | Добър при по-ниски температури на дюзата, малко по-добра точност | По-лесен за печат, по-прощаващ, по-малко склонен към изкривяване |
| Лесна употреба | Изисква отопляемо легло и заграждение поради изкривяване, отделя изпарения | Отпечатва добре върху различни повърхности, минимална миризма, по-малко проблеми с изкривяването |
| Устойчивост | На петролна основа, по-малко екологичен, не се компостира | Биоразградим, направен от възобновяеми ресурси като царевично нишесте |
| цена | Средно по-висока цена от стандартния PLA | Обикновено по-евтини, специалните видове са по-скъпи |
| Топлинни свойства | По-добра устойчивост на топлина до около 105°C | По-мек над 60°C, не е подходящ за приложения при високи температури |
| Безопасност | Отделя газ стирол при нагряване, изисква вентилация | По-малко вредни емисии, по-безопасни за употреба на закрито |
| Приложения | Подходящ за функционални части, които се нуждаят от издръжливост и устойчивост на топлина | Най-добър за прототипи, нефункционални модели и приложения с ниско напрежение |
| Естетика | Може да постигне гладко покритие с техники за изглаждане на парите | Поема лесно боя и може да изглежда страхотно с минимална последваща обработка |
Основни характеристики на ABS и PLA
1. Какво е ABS в 3D печат?
Акрилонитрил бутадиен стирен (ABS) представя класиката FDM печат материал, използван от създаването на технологията преди повече от 30 години. Тази пластмаса на петролна основа предлага:
- Сила и издръжливост: ABS показва висока якост на удар, якост на опън и гъвкавост, заедно с умерена устойчивост на топлина и химикали. Неговата устойчивост е подходяща за функционални приложения.
- Печат с висока детайлност:Възможността за печат при по-ниски температури на дюзите позволява по-добра точност и сложни функции в сравнение с други материали.
- Популярност в индустрията: ABS намира повсеместно разпространение, особено в приложенията за автомобилостроене, потребителски уреди и продуктов дизайн в продължение на десетилетия.
2. Какво е PLA в 3D печат?
Полимлечна киселина (PLA) предоставя все по-популярна алтернатива.Като пластмаса на биологична основа, получена от органични суровини като царевично нишесте или захарна тръстика, PLA предлага:
- Лесно печатане: PLA печата плавно при различни температури на дюзите, като същевременно излъчва минимална миризма и избягва екстремни проблеми с изкривяването, измъчващи ABS. Това позволява по-прости разпечатки.
- Безопасност:PLA произвежда значително по-малко вредни изпарения, премахвайки нуждата от ABS за специални вентилирани кутии по време на печат.
- Устойчивост: Компостируемият PLA е привлекателен от гледна точка на екологичната устойчивост, тъй като отпадъците лесно се биоразграждат в продължение на месеци вместо векове.
Точност на печат
Основно разочарование, пред което са изправени новите ентусиасти на 3D принтирането, включва неуспешните първоначални тестови разпечатки. Изкривени ъгли, петна от нажежаема жичка и размери, които са значително извън очакваните стойности, представляват често срещани оплаквания. Когато фините детайли правят или развалят вашето приложение, точността и прецизността могат да насочат материалните дебати от самото начало на проекта.
1. Правилно калибриране на принтера
Макар и способен на впечатляваща разделителна способност при оптимални настройки по-долу 100 микрона (0,1 мм), точността в реалния свят зависи от внимателна подготовка на принтера. От изравняване на плочата и регулиране на пролуката на дюзите до консистенция на нишката и калибриране на скоростта на потока, хардуерът за набиране служи като най-важната контролна точка за точност преди сравняване на материални ограничения.
2. Изисквания за разделителна способност
Сложността на детайлите също играе ограничаваща роля, независимо от термопластичните якости. например, ABS може да позволи на сложни 40-микронни канали да преминат през 60-микронния по-нисък праг на PLA, но такава хипотетична разделителна способност превъзхожда много възможности на дюзите на принтера като начало. Определете задължителните размери и допустими отклонения, като използвате наличния си хардуер като базова линия, преди да оцените опциите.
3. Свойства на материала
Данните на доставчиците показват, че ABS има леко предимство в точността, способен да отпечатва части и възли за крайна употреба в рамките на толеранс на размерите от 0,5 mm. PLA разпечатките са склонни към толеранс от 200 микрона при търговски системи поради повишен вискозитет и свиване, свързано с охлаждане. Това благоприятства ABS за плътно прилепнали компоненти като щракащи съединения. Въпреки това, няколко техники за последваща обработка могат да подобрят точността, когато изискванията го изискват.
Анализ на разходите и източниците
Разходите за нажежаема жичка се натрупват при дълги работни процеси за създаване на прототипи и производство. Въпреки че не е сам човек, който нарушава финансовите сделки, разбирането на ценообразуването и снабдяването може да рационализира планирането в по-големи мащаби.
1. Сравнение на разходите за нишки
Стандартните PLA нишки се продават на дребно за около $20 за 1 кг макара от индустриални източници. Специалните смеси и композити с по-висок пълнеж или добавки за подобрена здравина и гъвкавост се доближават до $30 за кг.
ABS нишките са средно малко по-високи при $22-35 за кг в зависимост от чистотата и производствените процеси. Най-консумирани като производствени материали, закупуването на едро понижава цените на ABS под първокласните PLA композити в масово количество.
2. Опции за снабдяване и наличност
Благодарение на широкото приемане в инициативите за производство на добавки и биопластмаси, повечето онлайн доставчици предоставят множество разновидности на PLA материали при поискване с рентабилна глобална доставка от всички основни производители на нишки. Докато по-малко физически магазини съхраняват на местно ниво специални PLA, широко разпространеният достъп до електронната търговия поддържа избраните смеси бързо на прага ви.
Достъпът до ABS изисква внимателен подбор на доставчици, тъй като по-малко производители обслужват производствени серии, като се има предвид пазарното господство на PLA.Сроковете за доставка на специални ABS смеси често отнемат 1-3 седмици, за да се произведат по поръчка. Проверете производителите за налични ABS филаменти, преди да намерите материал за ниша.
Лесна употреба при печат
Попитайте всеки ветеран в 3D печата да разкажат за най-разочароващото си потребителско изживяване - шансовете са те да опишат неуспешни разпечатки с изкривени и обелени слоеве сред разпръснати ABS парчета. Темпераментната чувствителност измъчва ABS, изисквайки набран контрол на околната среда. Научете процеси, повишаващи успеха при печат за първи път.
1. Правилно залепване на леглото
Прощаващата гъвкавост на PLA позволява силно сцепление на леглото върху повърхности като ленти, PEI листове или лепило при температури на дюзата между 185° - 220°C. ABS се нуждае от нагрети до 110°C печатни легла, рискувайки загуба на енергия и опасност от пожар без автоматизирано управление.
2. Предотвратяване на проблеми с деформацията
Изкривяването на ABS също често се появява като по-висока топлина на дюзата (230°C+) среща хладен околен въздух, докато по-ниските температури на печат на PLA устояват на това изкривяване. Опциите за предотвратяване на деформация за подобрена адхезия на ABS включват затворени камери или контролиран въздушен поток около зоната за печат.
За да се борите с изкривяването на ABS разпечатки, няколко марки висококачествени FDM 3D принтери, като напр QIDI Tech, имат интегрирани разширени функции като "Активно отопление на камерата за контролирана темп". Тази система щателно регулира температурата в камерата за печат, поддържайки постоянна среда, която значително смекчава проблемите с деформацията.
3. Отчитане на димния фактор
Междувременно нагряването на ABS пластмаса до температури на втечняване освобождава значително по-остри изпарения от слабата миризма на PLA по време на печат. Изискването на специални вентилационни заграждения или добавки за филтриране, офлайн оборудване за безопасност, оперативни разходи и проблеми с почистването възпират случайното използване на ABS в настолни 3D операции без такава инфраструктура.
Сила на печатните части
завършените обекти трябва да издържат на разумни напрежения, очаквани в рамките на среда на приложение - но дали материалите се различават по функционални механични свойства?
1. Характеристики на удар и опън
Стандартните за индустрията тестове за удар и напрежение определят ABS осигурява 2-3x устойчивост на удар спрямо PLA разпечатките, издържащ до 15-20kJ/m² преди счупване. Това предотвратява счупване при умерени падания и сблъсъци. Подсилените PLA композити затварят празнините в издръжливостта в диапазони, близки до ABS, но стандартните PLA средни стойности 4-6kJ/m² прагове на въздействие чрез сравнение преди щракване.
2. Топлинни качества при натоварване
Средата на затворените устройства също разкрива, че ABS запазва по-висока якост от PLA между -20°C и 80°C. Тъй като работните температури варират, ABS само става по-твърд, докато PLA омеква и се деформира постепенно над 60°C+. Фактор на работните климатични условия в прогнозите за ефективността на материала.
Желани естетически качества
Освен функцията, лошото покритие на повърхността или нежеланата прозрачност могат да подкопаят естетическите приложения на 3D принтирането в изкуството, архитектура и индустриален дизайн, където външният вид е от първостепенно значение. Как опорите подреждат разкрасяващи конструкции?
1.Изглаждане на слоевете: Минимизиране на видимите слоеве
В сурова неподправена форма, ABS предлага малко по-гладки видими слоеве за печат направо от дюзата благодарение на по-бързите скорости на охлаждане, които предотвратяват ясно изразените линии на слоевете, засягащи вертикалните PLA повърхности. обаче различни техники за изглаждане на парите позволяват и на двата материала да постигнат в крайна сметка лъскава шприцована естетика, където е необходима постпродукция.
2. Грундиране за Paint: Активиране на творчески опции
На сурова пластмаса, PLA приема боядисване и творческа последваща обработка като изглаждане на ацетонови пари по-добре от ABS, което има тенденция да отхвърля адхезията на спрей боята без първо стриктна подготовка за шлайфане. Тук не се появява доминатор. И двата материала удовлетворяват творческите нужди с правилни работни процеси.
Функционални термични граници
Независимо дали създавате прототипи на кутии по поръчка на малки партиди или големи възли на производствена линия, разбирането на топлинното поведение определя подходящите приложения и за двата термопласта в нагрята среда в реалния свят.
1. Определяне на устойчивост на топлина
Приемайки средните атмосферни условия на околната среда като работен фон, PLA осигурява средно остъкляване от около 60 ̊C преди да се деформира. Този термичен таван ограничава приложения като съдове с гореща течност или малки части на двигателя, изправени пред умерени температури под капака.
Междувременно, ABS предлага температура на встъкляване от средно 105 ̊C, разширяване на осъществимостта за системи за топла вода, оборудване за обработка на храни и определени автомобилни среди, преди да достигне своя праг на устойчивост на топлина.
2. Изясняване на идеалните приложения
Имайки предвид тези стъклени точки като функционални прекъсвания, PLA работи надеждно при работни климатични условия под 60 ̊C като ежедневни домакински джаджи, пивоварни инструменти или концептуални изображения, които не са изправени пред екстремни температури при крайна употреба. ABS надеждно издържа на 80-100 ̊C+ среда от компоненти в автомобила до домакински стоки, нуждаещи се от термични буфери като продукти или части.
Фактори на безопасност: отделяне на газове и изхвърляне
От квартални работилници до промишлени съоръжения, безопасността остава приоритетен въпрос около по-широкото приемане на 3D печат тъй като емисиите и обработката на отпадъците попадат под засилено обществено регулиране през последните десетилетия.
1. Проблеми с ЛОС и частици
Нагрятата ABS нишка произвежда емисии на газ стирен и ултрафини частици (UFP), токсични при определени прагове, свързани с дразнене и по-специално намалена белодробна функция. Ограничените изследвания върху емисиите на ABS затрудняват увереността тук, но PLA отделя значително по-малко ЛОС въз основа на наличните досега данни за емисиите. Винаги използвайте заграждения и дишайте внимателно.
2. Рециклиране и биоразграждане
Биопластичните свойства позволяват PLA нишки да се разграждат естествено чрез промишлено компостиране, предлагат ясно предимство по отношение на устойчивостта пред натрупването на ABS отпадъци, като се има предвид повечето рециклиращи предприятия не могат да обработват пластмаси за 3D печат. Поддръжката на Reclaimer бавно нараства, но изхвърлянето на PLA права остава далеч по-екологично засега.
Препоръчителни приложения: ABS срещу PLA
Докато техническите спецификации и данните от тестовете информират за възможностите, успехът в реалния свят изисква съвпадение на поведението на материалите с подходящи приложения, максимизиращи техния потенциал.
1. Избор на PLA пред ABS, когато...
Предпочитайте PLA за гладки визуални прототипи, адаптивни приспособления за инструменти, бързи концепции и модели за представяне, които не са изправени пред термични изисквания.Всеки дизайн, който се възползва от по-здрави, но биоразградими свойства, също така създава силни функционални случаи на употреба тук.
2. Избор на ABS пред PLA за...
Изберете ABS, когато проектирате здрави функционални компоненти и кутии по поръчка нуждаещи се от по-висока издръжливост, устойчивост на топлина и прецизност. Повечето тела и продукти за крайни потребители, изправени пред значително напрежение и климатичен стрес, на практика изискват ABS свойства, за да работят надеждно в дългосрочен план.
3. Разглеждане на хибриден подход
За изключително взискателни приложения хибридният подход използва допълнителни предимства. Леките PLA макети ръководят форм факторите, усъвършенствани в здраво ABS изпълнение. Креативните табели от PLA украсяват здрави корпусни конструкции от ABS, оптимизирани след това. Комбинирайте силните страни стратегически.
Контекстуализирайте материала към нуждите
Не съществува универсално "по-добър" материал между популярните нишки ABS и PLA. Точността на частите, необходимостта от якост, работните условия, емисиите, плановете за изхвърляне и целите на приложението заедно информират за идеалния избор на материал за всеки отделен случай. Загрижеността за устойчивостта все повече приоритизира възобновяемите биопластмаси като PLA за краткосрочно производство, което зависи по-малко от функционалността. За инженерите ABS запазва ценната си устойчивост през десетилетия на доказано индустриално представяне. И все пак постигането на правилния баланс между тези термопласти издига и двете чрез използване на допълващи се силни страни в контекста. Посочете целите си, преценете компромисите и опростете решенията, като съпоставите предвидените употреби с идеалните свойства, които предоставя всеки от тези класически материали.