Vai ABS vai PLA ir labāka 3D drukāšanai?

ABS un PLA atšķirība jau gadiem ilgi ir izraisījusi karstas debates 3D drukāšanas aprindās, jo kausētās nogulsnēšanas modelēšana kļūst arvien populārāka. Šie divi izplatītie termoplasti piedāvā priekšrocības izturības, izskata, termisko īpašību, drukājamības vai drošības ziņā. Tā kā to ieviešana paplašina darbību dažādās nozarēs, galveno atšķirību izpratne kļūst kritiski svarīga, lai saskaņotu kvēldiega īpašības ar pieteikuma mērķiem. Novērtējot precizitātes prasības, ražošanas vidi, emisijas un funkcionālās prasības, sākot no prototipiem līdz galalietotāja detaļām, dizaineri var izmantot abu materiālu savstarpēji papildinošās priekšrocības vai koncentrēt centienus tur, kur viens nepārprotami pārspēj otru. Šī rokasgrāmata izgaismo gudrākas plastmasas izvēles nianses.

Īss ABS un PLA salīdzinājums 3D drukāšanā:

ABS un PLA galvenās īpašības

1. Kas ir ABS 3D drukāšanā?

Akrilnitrila butadiēna stirols (ABS) pārstāv klasiku FDM druka materiāls, ko izmanto kopš tehnoloģijas pirmsākumiem pirms vairāk nekā 30 gadiem. Šī uz naftas bāzes izgatavotā plastmasa piedāvā:

• Izturība un izturība: ABS ir izturīgs pret triecieniem, stiepes izturība un elastība, kā arī mērena izturība pret karstumu un ķīmiskām vielām. Tā noturība ir piemērota funkcionāliem pielietojumiem.
• Augstas detaļas drukāšana:Spēja drukāt zemākā sprauslu temperatūrā nodrošina labāku precizitāti un sarežģītākas funkcijas salīdzinājumā ar citiem materiāliem.
• Nozares popularitāte: ABS ir plaši izplatīts, īpaši automobiļu, patēriņa preču un produktu dizaina pielietojumos gadu desmitiem ilgi.

2. Kas ir PLA 3D drukāšanā?

Polipienskābe (PLA) piedāvā arvien populārāku alternatīvu.Kā bioloģiskas izcelsmes plastmasa, kas iegūta no organiskām izejvielām, piemēram, kukurūzas cietes vai cukurniedrēm, PLA piedāvā:

• Drukāšanas vienkāršība: PLA drukā vienmērīgi dažādās sprauslu temperatūrās, vienlaikus izdalot minimālu smaku un izvairoties no ABS raksturīgajām deformācijas problēmām. Tas ļauj veikt vienkāršāku drukāšanu.
• Drošība:PLA rada ievērojami mazāk kaitīgu izgarojumu, tādējādi ABS nav nepieciešams pēc speciāli ventilētām telpām drukāšanas laikā.
• Ilgtspējība: Kompostējamais PLA ir pievilcīgs no vides ilgtspējības viedokļa, jo atkritumi viegli bioloģiski noārdās mēnešu, nevis gadsimtu laikā.

Drukas precizitāte

Viena no galvenajām vilšanās lietām, ar kurām saskaras jaunie 3D drukas entuziasti, ir nepareizi izdrukāti sākotnējie testa darbi. Izliekti stūri, kvēldiega gabaliņi un izmēri, kas ievērojami pārsniedz paredzētās vērtības, ir bieži sastopamas sūdzības. Kad sīkas detaļas izšķir jūsu pieteikumu par labu vai neveiksmīgu, precizitāte un precīzība var virzīt debates par materiāliem jau no paša projekta sākuma.

1. Pareiza printera kalibrēšana

Lai gan spēj sasniegt iespaidīgu izšķirtspēju, ņemot vērā tālāk norādītos optimālos iestatījumus 100 mikroni (0,1 mm), reālās pasaules precizitāte ir atkarīga no rūpīgas printera sagatavošanas. Sākot ar drukas plāksnes izlīdzināšanu un sprauslu atstarpes regulēšanu līdz kvēldiega konsistencei un plūsmas ātruma kalibrēšanai, ciparu aparatūra kalpo kā galvenais precizitātes pārbaudes punkts pirms materiālo ierobežojumu salīdzināšana.

2. Noregulējuma prasības

Detaļu sarežģītībai ir arī ierobežojoša loma neatkarīgi no termoplastisko materiālu stiprībām. Piemēram, ABS varētu ļaut sarežģītiem 40 mikronu kanāliem plūst PLA 60 mikronu apakšējā sliekšņa robežās, taču šāda hipotētiska izšķirtspēja jau sākotnēji pārsniedz daudzu printeru sprauslu iespējas. Pirms iespēju izvērtēšanas definējiet obligātos izmērus un pielaides, izmantojot pieejamo aparatūru kā atskaites punktu.

3. Materiāla īpašības

Pārdevēju dati liecina, ka ABS ir nelielas precizitātes priekšrocības, jo tas spēj drukāt galalietotāja detaļas un mezglus ar 0,5 mm izmēru pielaidi. PLA apdruku pielaides komerciālajās sistēmās parasti ir 200 mikronu, pateicoties paaugstinātai viskozitātei un ar atdzišanu saistītajai saraušanai. Tas dod priekšroku ABS cieši pieguļošām detaļām, piemēram, spraudsavienojumiem. Tomēr vairākas pēcapstrādes metodes var uzlabot precizitāti, kad to pieprasa prasības.

Izmaksu un avotu analīze

Kvēldiega izmaksas uzkrājas ilgstošu prototipu izstrādes un ražošanas darbplūsmu laikā. Lai gan tas nav vienīgais finansiālais šķērslis, cenu un piegādes izpratne var racionalizēt plānošanu lielākā mērogā.

1. Kvēldiega izmaksu salīdzinājums

Standarta PLA pavedieni mazumtirdzniecībā no rūpnieciskiem avotiem maksā aptuveni 20 USD par 1 kg spoli. Speciāli maisījumi un kompozītmateriāli ar lielāku pildījumu vai piedevām uzlabotai izturībai un elastībai maksā gandrīz 30 USD par kg.

ABS kvēldiegu vidējās izmaksas ir nedaudz augstākas — 22–35 USD par kg atkarībā no tīrības pakāpes un ražošanas procesiem. Visvairāk tiek patērēti kā ražošanas materiāli, Vairumtirdzniecības iepirkumi pazemina ABS cenas zem augstākās kvalitātes PLA kompozītmateriālu cenām masveida daudzumā.

2. Ieguves iespējas un pieejamība

Pateicoties plašajai aditīvās ražošanas un bioplastmasas iniciatīvu ieviešanai, vairums tiešsaistes piegādātāju pēc pieprasījuma piedāvā vairākus PLA materiālu variantus ar izmaksu ziņā efektīvu piegādi visā pasaulē no visiem lielākajiem pavedienu ražotājiem. Lai gan mazāk tradicionālajos veikalos vietējā tirgū ir specializēti PLA materiāli, plašā e-komercijas piekļuve ļauj ātri piegādāt izvēlētos maisījumus jūsu mājās.

ABS pieejamība prasa rūpīgu piegādātāju izvēli, jo PLA dominējošā stāvokļa dēļ ir mazāk ražotāju, kas nodrošina ražošanas partijas. Specializēto ABS maisījumu izgatavošanas laiks pēc pasūtījuma bieži vien ir 1–3 nedēļas.Pirms nišas materiāla iegādes pārbaudiet ražotāju pieejamos ABS pavedienus.

Lietošanas ērtums drukāšanas laikā

Pajautājiet jebkuram 3D drukāšanas veterānam lai pastāstītu par savu visnepatīkamāko lietotāja pieredzi — visticamāk, viņi aprakstīs neizdevušās izdrukas ar deformētiem un lobītiem slāņiem starp izkaisītiem ABS gabaliņiem. ABS cieš no jutības pret dažādiem temperamentiem, tāpēc ir nepieciešama precīza vides kontrole. Apgūstiet procesus, kas veicina veiksmīgu drukāšanu pirmajā reizē.

1. Pareiza gultas saķere

PLA piedodošā elastība nodrošina spēcīgu saķeri ar virsmām, piemēram, līmlenti, PEI loksnēm vai līmi, sprauslas temperatūrā no 185°–220°CABS ir nepieciešamas līdz pat 110 °C apsildāmas drukas virsmas, kas bez automatizētas vadības rada enerģijas izšķērdēšanas un ugunsgrēka risku.

2. Deformācijas problēmu novēršana

ABS deformācija bieži notiek arī tad, ja augstāka sprauslas temperatūra (230°C+) saskaras ar vēsu apkārtējo gaisu, savukārt PLA zemākās drukas temperatūras pretojas šai deformācijai. Deformācijas novēršanas iespējas uzlabotai ABS saķerei ietver kameru apvalkus vai kontrolētu gaisa plūsmu ap drukas laukumu.

Lai novērstu deformāciju ABS izdrukās, vairāki augstas kvalitātes FDM 3D printeru zīmoli, piemēram, QIDI Tehnoloģija, ir integrētas papildu funkcijas, piemēram, "Aktīvā kameras sildīšana kontrolētai temperatūrai". Šī sistēma rūpīgi regulē temperatūru drukas kamerā, uzturot nemainīgu vidi, kas ievērojami mazina deformācijas problēmas.

3. Izgarojumu faktora ņemšana vērā

Tikmēr ABS plastmasas uzsildīšana līdz sašķidināšanas temperatūrai drukāšanas laikā izdala ievērojami vairāk asu izgarojumu nekā PLA vājā smaka. Nepieciešamība pēc speciālām ventilācijas atverēm vai filtrācijas papildinājumiem, bezsaistes drošības aprīkojums, ekspluatācijas izdevumi un tīrīšanas problēmas attur no ABS nejaušas izmantošanas galddatoru 3D operācijās bez šādas infrastruktūras.

Drukāto detaļu izturība

Gataviem priekšmetiem jāiztur saprātīgas slodzes, kas sagaidāmas lietošanas vidē, bet vai materiāli atšķiras pēc funkcionālajām mehāniskajām īpašībām?

1. Trieciena un stiepes izturība

Nozares standarta trieciena un sprieguma testi nosaka ABS nodrošina 2–3 reizes lielāku triecienizturību nekā PLA apdrukas, izturot līdz pat 15–20 kJ/m² pirms plīsuma. Tas novērš saplīšanu mērenu kritienu un triecienu laikā. Pastiprināti PLA kompozītmateriāli novērš izturības atšķirības tuvu ABS līmenim, bet standarta PLA vidēji 4–6 kJ/m² trieciena sliekšņi, salīdzinot pirms noķeršanas.

2. Termiskās īpašības slodzes ietekmē

Slēgtas ierīču vides arī atklāj, ka ABS saglabā lielāku izturību nekā PLA temperatūrā no -20 °C līdz 80 °C. Darba temperatūrām svārstoties, ABS tikai kļūst stingrāks, savukārt PLA pakāpeniski mīkstina un deformējas virs 60°C. Materiāla veiktspējas prognozēs ņemiet vērā darba klimatiskos apstākļus.

Vēlamās estētiskās īpašības

Neskatoties uz funkcionalitāti, slikta virsmas apdare vai nevēlama caurspīdīgums var apdraudēt estētisko pielietojumu. 3D drukāšana mākslā, arhitektūras un rūpnieciskā dizaina jomās, kur izskats ir vissvarīgākais. Kā galvenie balsti sakrājas ar skaistiem veidojumiem?

1. Slāņu izlīdzināšana: redzamo slāņu samazināšana līdz minimumam

Neapstrādātā, nemainītā veidā, ABS nodrošina nedaudz gludākus redzamus drukas slāņus tieši no sprauslas pateicoties ātrākai dzesēšanai, kas novērš izteiktu slāņu līniju veidošanos uz vertikālām PLA virsmām.Tomēr, Dažādas tvaika izlīdzināšanas metodes ļauj abiem materiāliem galu galā panākt spīdīgu, iesmidzināšanas formēšanas estētiku tur, kur tas nepieciešams pēcapstrādē.

2. Gruntēšana krāsošanai: radošo iespēju iespējošana

Uz neapstrādātas plastmasas, PLA labāk nekā ABS paneļi ir piemēroti krāsošanai un radošai pēcapstrādei, piemēram, acetona tvaiku izlīdzināšanai., kas bez rūpīgas slīpēšanas sagatavošanas parasti nerēķinās ar aerosola krāsas saķeri. Šeit nerodas neviens dominējošais materiāls. Jebkurš materiāls apmierina radošās vajadzības ar atbilstošu darbplūsmu.

Funkcionālās termiskās robežas

Neatkarīgi no tā, vai tiek veidoti mazu partiju pielāgotu korpusu prototipi vai lielas ražošanas līnijas montāžas, termiskās uzvedības izpratne nosaka piemērotus abu termoplastu pielietojumus karstā reālā vidē.

1. Karstumizturības definēšana

Pieņemot, ka darbības fons ir vidēja apkārtējās atmosfēras temperatūra, PLA stiklošanās temperatūra pirms deformācijas ir aptuveni 60 °C. Šie termiskie griesti ierobežo tādus pielietojumus kā karstu šķidrumu tvertnes vai mazas dzinēja detaļas, kas saskaras ar mērenu temperatūru zem motora pārsega.

Tikmēr, ABS piedāvā vidēji 105 °C stiklošanās temperatūru., paplašinot karstā ūdens sistēmu, pārtikas pārstrādes iekārtu un noteiktu automobiļu apkārtējās vides piemērotību, pirms tiek sasniegts karstumizturības slieksnis.

2. Ideālu pielietojumu precizēšana

Paturot prātā šos stikla punktus kā funkcionālus ierobežojumus, PLA droši darbojas zem 60 °C temperatūras, piemēram, ikdienas sadzīves ierīcēs. Alus darīšanas instrumenti vai konceptuāli apmetumi, kas gala lietošanas laikā netiek pakļauti ekstremālām temperatūrām. ABS droši iztur 80–100 °C+ temperatūru, sākot no transportlīdzekļu detaļām līdz mājsaimniecības precēm, kurām nepieciešamas termiskās buferizācijas kā produktiem vai detaļām.

Drošības faktori: gāzu izdalīšanās un utilizācija

No apkārtnes darbnīcām līdz rūpniecības objektiem, Drošība joprojām ir prioritārs jautājums, kas saistīts ar plašāku 3D drukāšanas ieviešanu jo emisijas un atkritumu apstrāde tiek pakļauta pastiprinātai publiskajai regulēšanai pēdējās desmitgadēs.

1. GOS un daļiņu radītās bažas

Uzkarsēta ABS šķiedra rada stirola gāzes un īpaši smalku daļiņu (UFP) emisijas, kas noteiktos sliekšņos ir toksiskas, īpaši saistītas ar kairinājumu un samazinātu plaušu funkciju. Ierobežoti pētījumi par ABS emisijām apgrūtina pārliecības gūšanu, taču PLA, pamatojoties uz līdz šim pieejamajiem emisiju datiem, izdala ievērojami mazāk GOS. Vienmēr izmantojiet apvalkus un elpojiet uzmanīgi.

2. Pārstrāde un biodegradācija

Bioplastmasas īpašības, kas ļauj PLA pavedieni dabiski sadalīties, izmantojot rūpniecisko kompostēšanu, piedāvā ievērojamas ilgtspējības priekšrocības salīdzinājumā ar ABS atkritumu uzkrāšanos, ņemot vērā vairums pārstrādātāju nevar apstrādāt 3D drukātu plastmasuAtbalsts atgūtājiem lēnām pieaug, taču Ķīnas Tautas armijas tiesību atsavināšana pagaidām joprojām ir daudz videi draudzīgāka.

Ieteicamie pielietojumi: ABS pret PLA

Lai gan tehniskās specifikācijas un testu dati sniedz informāciju par iespējām, reālās pasaules panākumiem ir nepieciešama materiālu īpašību saskaņošana ar piemērotiem pielietojumiem, lai maksimāli palielinātu to potenciālu.

1. PLA izvēle, nevis ABS, kad...

Lai iegūtu vienmērīgus vizuālos prototipus, dodiet priekšroku PLA, pielāgojamas instrumentu konstrukcijas, ātras koncepcijas un prezentācijas modeļi, kuriem nav jāatbilst termiskām prasībām. Jebkurš dizains, kas gūst labumu no izturīgākām, bet bioloģiski noārdāmām īpašībām, šeit rada arī spēcīgus funkcionālus lietošanas gadījumus.

2. ABS izvēle PLA vietā...

Izvēlieties ABS, projektējot izturīgus funkcionālus komponentus un pielāgotus korpusus. nepieciešama lielāka izturība, karstumizturība un precizitāte.Lielākajai daļai armatūras un galalietotāja izstrādājumu, kas saskaras ar ievērojamu slodzi un klimatiskajiem apstākļiem, praktiski ir nepieciešamas ABS īpašības, lai nodrošinātu drošu un ilgstošu darbību.

3. Hibrīda pieejas apsvēršana

Īpaši prasīgām lietojumprogrammām hibrīda pieeja izmanto papildinošas priekšrocības. Vieglie PLA maketi vada formas faktorus, kas ir pilnveidoti izturīgā ABS izpildījumā. Radošas PLA zīmes rotā izturīgas ABS korpusa konstrukcijas, kas pēc tam ir optimizētas.Stratēģiski apvienojiet stiprās puses.

Kontekstualizējiet materiālu atbilstoši vajadzībām

Starp populārajiem ABS un PLA pavedieniem nav universāli "labāka" materiāla.Detaļu precizitāte, izturības prasības, ekspluatācijas apstākļi, emisijas, utilizācijas plāni un pielietojuma mērķi kopā nosaka ideālu materiāla izvēli katrā atsevišķā gadījumā. Ilgtspējības apsvērumi arvien vairāk piešķir prioritāti atjaunojamām bioplastmasām, piemēram, PLA, īstermiņa ražošanai, kas ir mazāk atkarīga no funkcionalitātes. Inženieriem ABS saglabā vērtīgu noturību, pateicoties gadu desmitiem pierādītai rūpnieciskajai veiktspējai. Tomēr pareizā līdzsvara atrašana starp šiem termoplastiem paaugstina abus, kontekstuāli izmantojot papildinošas stiprās puses. Norādiet savus mērķus, novērtējiet kompromisus un vienkāršojiet lēmumus, saskaņojot paredzēto lietojumu ar ideālām īpašībām, ko katrs no šiem klasiskajiem materiāliem nodrošina.

Lasīt vairāk

• 3D drukāšanas materiālu ceļvedis: Ieviesiet inovācijas savā ražošanā
• SLA vai FDM 3D drukāšana: kuru tehnoloģiju izvēlēties?
• 3D printeris: cenu faktori un izmaksu apsvērumi (2024)