Er ABS eller PLA bedre til 3D -udskrivning?

Spørgsmålet om ABS vs. PLA har i årevis udløst ophedet debat i 3D-printkredse, i takt med at smeltet deponeringsmodellering bliver mainstream. Disse to almindelige termoplasttyper tilbyder hver især fordele, hvad enten det gælder styrke, udseende, termiske egenskaber, trykbarhed eller sikkerhed. Efterhånden som udbredelsen spredes på tværs af brancher, forståelse af centrale forskelle bliver afgørende for at matche filamentegenskaber med ansøgningsmål. Ved at evaluere præcisionsbehov, produktionsmiljøer, emissioner og funktionelle krav, der spænder fra prototyper til slutbrugerdele, kan designere udnytte komplementære fordele ved begge materialer eller fokusere indsatsen, hvor det ene klart udmærker sig i forhold til det andet. Denne guide belyser detaljerne bag smartere plastvalg.

En hurtig sammenligning af ABS vs. PLA i 3D-printning:

Aspekt	ABS	PLA
Styrke og holdbarhed	Høj slagfasthed, god trækstyrke, moderat kemisk resistens	Lavere slagfasthed, men kan forbedres med kompositmaterialer
Printbarhed og præcision	God ved lavere dysetemperaturer, lidt bedre nøjagtighed	Nemmere at udskrive, mere tilgivende, mindre tilbøjelig til at vride
Brugervenlighed	Kræver opvarmet seng og indkapsling på grund af vridning, udsender dampe	Udskriver godt på forskellige overflader, minimal lugt, færre problemer med vridning
Bæredygtighed	Petroleumbaseret, mindre miljøvenlig, ikke komposterbar	Biologisk nedbrydelig, fremstillet af vedvarende ressourcer som majsstivelse
Koste	Gennemsnitligt dyrere end standard PLA	Generelt billigere, specialtyper er dyrere
Termiske egenskaber	Bedre varmebestandighed op til omkring 105°C	Blødere over 60°C, ikke egnet til højtemperaturapplikationer
Sikkerhed	Frigiver styrengas ved opvarmning, kræver ventilation	Færre skadelige udledninger, sikrere til indendørs brug
Applikationer	Velegnet til funktionelle dele, der kræver holdbarhed og varmebestandighed	Bedst til prototyper, ikke-funktionelle modeller og applikationer med lav belastning
Æstetik	Kan opnå en glat finish med dampudjævningsteknikker	Modtager maling nemt og kan se flot ud med minimal efterbehandling

Nøgleegenskaber ved ABS og PLA

1. Hvad er ABS i 3D-printning?

Acrylonitrilbutadienstyren (ABS) repræsenterer den klassiske FDM-trykning materiale, der er blevet brugt siden teknologiens start for over 30 år siden. Denne petroleumsbaserede plast tilbyder:

• Styrke og holdbarhed: ABS udviser høj slagfasthed, trækstyrke og fleksibilitet samt moderat varme- og kemisk resistens. Dets robusthed er velegnet til funktionelle anvendelser.
• Højdetaljeprint:Muligheden for at printe ved lavere dysetemperaturer giver bedre nøjagtighed og mere komplekse funktioner sammenlignet med andre materialer.
• Branchepopularitet: ABS har i årtier fundet allestedsnærværende anvendelser, især inden for bilindustrien, husholdningsapparater og produktdesign.

2. Hvad er PLA i 3D-printning?

Polymælkesyre (PLA) tilbyder et stadigt mere populært alternativ.Som en biobaseret plastik udvundet af organiske råmaterialer som majsstivelse eller sukkerrør tilbyder PLA:

• Nem udskrivning: PLA udskriver jævnt på tværs af dysetemperaturer, samtidig med at det afgiver en minimal lugt og undgår ekstreme problemer med vridning, der plager ABS. Dette muliggør enklere udskrifter.
• Sikkerhed:PLA producerer betydeligt færre skadelige dampe, hvilket eliminerer behovet for dedikerede ventilerede kabinetter under udskrivning.
• Bæredygtighed: Komposterbar PLA er attraktiv set fra et miljømæssigt bæredygtighedssynspunkt, da affald let bionedbrydes over måneder i stedet for århundreder.

Udskriftsnøjagtighed

En central frustration for nye 3D-printentusiaster er, at de første testprint går galt. Skæve hjørner, klumper af filament og dimensioner, der falder langt uden for de forventede værdier, er almindelige klager. Når fine detaljer afgør eller ødelægger din applikation, kan nøjagtighed og præcision styre debatterne i det væsentlige fra projektets start.

1. Korrekt printerkalibrering

Selvom den er i stand til at opnå imponerende opløsning givet de optimale indstillinger nedenfor 100 mikron (0,1 mm)Præcision i den virkelige verden afhænger af omhyggelig printerforberedelse. Fra nivellering af byggepladen og justering af dyseafstand til filamentkonsistens og kalibrering af flowhastighed, fungerer opkaldshardware som det vigtigste præcisionskontrolpunkt før sammenligning af materialegrænser.

2. Krav til resolution

Delkompleksitet spiller også en begrænsende rolle uafhængigt af termoplastens styrker. For eksempel, ABS kan tillade indviklede 40-mikron kanaler at flyde PLA's 60-mikron lavere tærskel, men en sådan hypotetisk opløsning overgår mange printerdyser til at begynde med. Definer nødvendige dimensioner og tolerancer ved hjælp af din tilgængelige hardware som udgangspunkt, før du vurderer mulighederne.

3. Materialeegenskaber

Leverandørdata tyder på, at ABS har en lille fordel med hensyn til nøjagtighed, da det kan printe slutbrugerdele og -samlinger inden for en dimensionstolerance på 0,5 mm. PLA-print har en tendens til at have tolerancer på 200 mikron på kommercielle systemer på grund af øget viskositet og kølerelateret krympning. Dette favoriserer ABS til tætsluttende komponenter som f.eks. trykknapper. Når det er sagt, kan adskillige efterbehandlingsteknikker forbedre nøjagtigheden, når kravene kræver det.

Omkostnings- og sourcinganalyse

Udgifter til filament hober sig op over lange prototype- og produktionsprocesser. Selvom det ikke alene er en økonomisk afgørelse, kan forståelse af prisfastsættelse og sourcing strømline planlægningen i større skalaer.

1. Sammenligning af filamentpriser

Standard PLA-filamenter sælges for omkring 20 dollars pr. kg spole fra industrielle kilder. Specialblandinger og kompositter med højere fyld eller tilsætningsstoffer for forbedret styrke og fleksibilitet nærmer sig $30 pr. kg.

ABS-filamenter koster i gennemsnit lidt mere, $22-35 pr. kg afhængigt af renhed og fremstillingsprocesser. Mest forbruges som produktionsmaterialer, Bulkindkøb sænker ABS-priserne til under premium PLA-kompositter i massemængder.

2. Indkøbsmuligheder og tilgængelighed

Takket være udbredt anvendelse inden for additiv fremstilling og bioplast-initiativer tilbyder de fleste onlineleverandører flere PLA-materialevarianter on-demand med omkostningseffektiv global forsendelse fra alle større filamentproducenter. Mens færre fysiske butikker lokalt lagerfører special-PLA'er, sørger udbredt e-handelsadgang for, at udvalgte blandinger hurtigt kan leveres til din dør.

Adgang til ABS kræver omhyggelig leverandørudvælgelse, da færre producenter kan håndtere produktionskørsler på grund af PLA's markedsdominans. Leveringstider for specialblandinger af ABS tager ofte 1-3 uger at producere på bestilling.Tjek producenterne for tilgængelige ABS-filamenter, før du køber nichematerialet.

Brugervenlighed ved udskrivning

Spørg enhver 3D-printerveteran at fortælle om deres mest frustrerende brugeroplevelse - sandsynligvis vil de beskrive mislykkede udskrifter med skæve og afskallede lag blandt spredte ABS-skår. Temperamentsfølsomhed plager ABS og kræver nøje tilpassede miljøkontroller. Lær processer, der fremmer succes med første print.

1. Sådan får du den rette vedhæftning til sengen

PLA's tilgivende fleksibilitet muliggør stærk lejevedhæftning på tværs af overflader som tape, PEI-ark eller lim ved dysetemperaturer mellem 185° - 220°CABS kræver opvarmede printplader med en temperatur på op til 110 °C, hvilket uden automatiske kontroller udgør en risiko for energispild og brandfare.

2. Forebyggelse af problemer med vridning

ABS-deformning forekommer også ofte som højere dysevarme (230°C+) møder kølig omgivende luft, mens PLA's lavere printtemperaturer modstår denne forvrængning. Muligheder for at forhindre vridning og forbedre ABS-vedhæftning omfatter kammerindkapslinger eller kontrolleret luftstrøm omkring printområdet.

For at bekæmpe vridning i ABS-print, flere FDM 3D-printermærker af høj kvalitet, såsom QIDI Tech, har integrerede avancerede funktioner som "Kammeraktiv opvarmning til kontrolleret temperatur". Dette system regulerer omhyggeligt temperaturen i printkammeret og opretholder et ensartet miljø, der reducerer problemer med vridning betydeligt.

3. Overvejelse af røgfaktoren

Samtidig frigiver opvarmning af ABS-plast til flydende temperaturer betydeligt mere skarp damp end PLA's svage lugt under printning. Krav om dedikerede udluftningskabinetter eller filtreringsudstyr, offline sikkerhedsudstyr, driftsomkostninger og oprydningsbesvær afskrækker tilfældig brug af ABS i desktop 3D-operationer uden en sådan infrastruktur på plads.

Styrken af ​​trykte dele

Færdige genstande skal modstå rimelige belastninger, der forventes i anvendelsesmiljøer - men adskiller materialerne sig i funktionelle mekaniske egenskaber?

1. Slag- og trækstyrke

Industristandardiserede stød- og spændingstests bestemmer ABS giver 2-3 gange større slagfasthed end PLA-print, der modstår op til 15-20 kJ/m² før brud. Dette forhindrer splintring under moderate fald og kollisioner. Forstærkede PLA-kompositter lukker holdbarhedsforskelle i områder tæt på ABS, men standard PLA-gennemsnit 4-6 kJ/m² effekttærskler ved sammenligning før snapping.

2. Termiske egenskaber under belastning

Lukkede enhedsmiljøer viser også, at ABS bevarer en højere styrke end PLA mellem -20 °C og 80 °C. Efterhånden som driftstemperaturerne svinger, bliver ABS kun mere stift, mens PLA gradvist blødgøres og deformeres over 60°C+. Tag hensyn til driftsklimaforholdene i materialets ydeevneprognoser.

Ønskede æstetiske kvaliteter

Bortset fra funktionen kan dårlig overfladefinish eller uønsket gennemsigtighed underminere æstetiske anvendelser af 3D-printning i kunst, arkitektur og industrielt design, hvor udseende er altafgørende. Hvordan klarer hovedpillerne sig op mod forskønnende bygninger?

1. Udjævning af lag: Minimering af synlige lag

I rå, uforarbejdet form, ABS giver en anelse glattere synlige printlag direkte fra dysen takket være hurtigere afkølingshastigheder, der forhindrer udtalte laglinjer, der plager lodrette PLA-overflader.Imidlertid, Forskellige dampudjævningsteknikker gør det muligt for begge materialer i sidste ende at opnå en blank sprøjtestøbt æstetik, hvor det er nødvendigt efterproduktionen.

2. Grunding til maling: Aktivering af kreative muligheder

På rå plastik, PLA tåler maling og kreativ efterbehandling, som f.eks. udglatning af acetonedampe, bedre end ABS, som har en tendens til at afvise spraymalings vedhæftning uden grundig slibeforberedelse først. Der opstår ingen dominerende faktor her. Begge materialer tilfredsstiller kreative behov med korrekte arbejdsgange.

Funktionelle termiske grænser

Uanset om det drejer sig om prototypefremstilling af specialfremstillede kabinetter i små serier eller store produktionslinjesamlinger, bestemmer forståelsen af termisk adfærd egnede anvendelser for begge termoplasttyper i opvarmede, virkelige miljøer.

1. Definition af varmemodstand

Under antagelse af gennemsnitlige omgivende atmosfæriske forhold som driftsgrundlag, har PLA en gennemsnitlig glasovergangstemperatur på omkring 60 °C før deformering. Dette termiske loft begrænser anvendelser som beholdere med varm væske eller små motordele, der udsættes for moderate temperaturer under motorhjelmen.

I mellemtiden, ABS har en glasovergangstemperatur på gennemsnitligt 105 °C, hvilket udvider muligheden for varmtvandssystemer, fødevareforarbejdningsudstyr og visse bilmiljøer, før dens varmebestandighedstærskel når.

2. Afklaring af ideelle anvendelser

Med disse glaspunkter i tankerne som funktionelle afskæringer, PLA fungerer pålideligt under 60°C i driftsklimaer som almindelige husholdningsapparater, Bryggeriinstrumenter eller konceptuelle gengivelser, der ikke udsættes for ekstreme temperaturer i slutbrugen. ABS modstår pålideligt miljøer på 80-100°C+, fra komponenter i køretøjer til husholdningsartikler, der kræver termiske buffere som produkter eller dele.

Sikkerhedsfaktorer: Afgasning og bortskaffelse

Fra lokale værksteder til industrianlæg, Sikkerhed er fortsat et prioriteret spørgsmål omkring bredere anvendelse af 3D-print efterhånden som emissioner og affaldshåndtering er underlagt øget offentlig regulering i de seneste årtier.

1. Bekymringer om flygtige organiske forbindelser (VOC'er) og partikler

Opvarmet ABS-filament producerer styrengas og ultrafine partikler (UFP) som er giftige ved visse tærskler, hvilket især er forbundet med irritation og nedsat lungefunktion. Begrænset forskning i ABS-emissioner gør det vanskeligt at have tillid til dette, men PLA udleder betydeligt færre flygtige organiske forbindelser baseret på tilgængelige emissionsdata indtil videre. Brug altid indkapslinger, og træk vejret forsigtigt.

2. Genbrug og bionedbrydning

De bioplastiske egenskaber tillader PLA-filamenter at nedbrydes naturligt gennem industriel kompostering tilbyder en klar bæredygtighedsfordel i forhold til ophobning af ABS-affald, da De fleste genbrugsvirksomheder kan ikke behandle 3D-printplastStøtten til reclaimere vokser langsomt, men det er stadig langt grønnere at afhænde PLA-rettigheder.

Anbefalede anvendelser: ABS vs. PLA

Mens tekniske specifikationer og testdata informerer muligheder, kræver succes i den virkelige verden at matche materialers adfærd med passende applikationer, der maksimerer deres potentiale.

1. Valg af PLA frem for ABS når...

Foretrækker PLA for at opnå problemfri visuelle prototyper, brugerdefinerede værktøjsskabe, hurtige koncepter og præsentationsmodeller, der ikke står over for termiske krav. Ethvert design, der drager fordel af stærkere, men bionedbrydelige egenskaber, giver også stærke funktionelle anvendelsesmuligheder her.

2. Valg af ABS frem for PLA til...

Vælg ABS, når du udvikler robuste, funktionelle komponenter og brugerdefinerede kabinetter kræver højere holdbarhed, varmebestandighed og præcision.De fleste inventar og slutbrugerprodukter, der udsættes for betydelig belastning og klimastress, kræver praktisk talt ABS-egenskaber for at fungere pålideligt på lang sigt.

3. Overvejelse af en hybrid tilgang

Til ekstremt krævende applikationer udnytter en hybridtilgang komplementære fordele. Lette PLA-modeller viser formfaktorer, der er raffineret i robust ABS-udførelse. Kreativ PLA-skiltning pryder robuste ABS-kabinetstrukturer, der er optimeret bagefter.Kombinér styrker strategisk.

Kontekstualiser materiale til behov

Der findes intet universelt "bedre" materiale mellem populære ABS- og PLA-filamenterDelnøjagtighed, styrkekrav, driftsforhold, emissioner, bortskaffelsesplaner og anvendelsesmål danner grundlag for det ideelle materialevalg fra sag til sag. Bæredygtighedshensyn prioriterer i stigende grad vedvarende bioplast som PLA til fremstilling i korte serier, der er mindre afhængig af funktionalitet. For ingeniører bevarer ABS værdifuld robusthed gennem årtiers dokumenteret industriel ydeevne. Men at finde den rette balance mellem disse termoplastmaterialer forbedrer begge dele ved at udnytte komplementære styrker kontekstuelt. Specificer dine mål, vurder afvejningerne, og forenkl beslutninger ved at matche de tilsigtede anvendelser med de ideelle egenskaber, som disse klassiske materialer hver især tilbyder.

Læs mere

• Guide til 3D-printmaterialer: Innovér din produktion
• SLA vs. FDM 3D-printning: Hvilken teknologi skal du vælge?
• 3D-printer: Prisfaktorer og omkostningsovervejelser (2024)