Is ABS of PLA beter voor 3D -printen?

De vraag over ABS versus PLA leidt al jaren tot verhitte discussies in de 3D-printwereld, nu Fused Deposition Modeling steeds populairder wordt. Deze twee veelgebruikte thermoplasten bieden elk voordelen, of het nu gaat om sterkte, uiterlijk, thermische eigenschappen, bedrukbaarheid of veiligheid. Naarmate de acceptatie ervan in alle sectoren toeneemt, Het begrijpen van de belangrijkste onderscheidingen wordt cruciaal om te matchen filamentkenmerken met toepassingsdoelen. Door precisiebehoeften, productieomgevingen, emissies en functionele eisen te evalueren, van prototypes tot eindproducten, kunnen ontwerpers de complementaire voordelen van beide materialen benutten of zich richten op de gebieden waar het ene materiaal duidelijk beter is dan het andere. Deze gids belicht de details achter slimmere kunststofselectie.

Een snelle vergelijking tussen ABS en PLA bij 3D-printen:

Aspect	ABS	PLA
Sterkte en duurzaamheid	Hoge slagvastheid, goede treksterkte, matige chemische bestendigheid	Lagere slagvastheid, maar kan worden verbeterd met composieten
Afdrukbaarheid en precisie	Goed bij lagere spuitmondtemperaturen, iets betere nauwkeurigheid	Gemakkelijker te printen, vergevingsgezinder, minder vatbaar voor kromtrekken
Gebruiksgemak	Vereist verwarmd bed en behuizing vanwege kromtrekken, geeft dampen af	Print goed op verschillende oppervlakken, minimale geur, minder kromtrekken
Duurzaamheid	Op aardolie gebaseerd, minder milieuvriendelijk, niet composteerbaar	Biologisch afbreekbaar, gemaakt van hernieuwbare bronnen zoals maizena
Kosten	Gemiddeld hogere prijs dan standaard PLA	Over het algemeen goedkoper, speciale soorten zijn duurder
Thermische eigenschappen	Betere hittebestendigheid tot ongeveer 105°C	Zachter boven 60°C, niet geschikt voor toepassingen met hoge temperaturen
Veiligheid	Geeft styreengas af bij verhitting, vereist ventilatie	Minder schadelijke emissies, veiliger voor gebruik binnenshuis
Toepassingen	Geschikt voor functionele onderdelen die duurzaamheid en hittebestendigheid nodig hebben	Het beste voor prototypes, niet-functionele modellen en toepassingen met lage spanning
Esthetiek	Met stoomgladmakende technieken kan een glad resultaat worden bereikt	Accepteert gemakkelijk verf en kan er geweldig uitzien met minimale nabewerking

Belangrijkste kenmerken van ABS en PLA

1. Wat is ABS? in 3D-printen?

Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) vertegenwoordigt de klassieke FDM-afdrukken materiaal, gebruikt sinds de introductie van de technologie meer dan 30 jaar geleden. Dit op aardolie gebaseerde plastic biedt:

• Sterkte en duurzaamheid: ABS vertoont een hoge slagvastheid, treksterkte en flexibiliteit, naast een matige hitte- en chemische bestendigheid. De veerkracht is geschikt voor functionele toepassingen.
• Afdrukken met hoge details:Doordat er bij lagere spuitmondtemperaturen kan worden geprint, is de nauwkeurigheid groter en kunnen er complexere details worden afgedrukt dan bij andere materialen.
• Populariteit in de sector: ABS wordt al tientallen jaren veel gebruikt in toepassingen in de automobielindustrie, consumentenapparatuur en productontwerp.

2. Wat is PLA in 3D-printen?

Polymelkzuur (PLA) biedt een steeds populairder alternatief.PLA is een biobased plastic dat is afgeleid van organische grondstoffen zoals maïszetmeel of suikerriet. Het biedt:

• Gemakkelijk printen: PLA print soepel bij alle nozzletemperaturen, met minimale geuruitstoot en vermijdt extreme kromtrekkingsproblemen die ABS wel heeft. Dit maakt eenvoudigere prints mogelijk.
• Veiligheid:PLA produceert aanzienlijk minder schadelijke dampen, waardoor ABS geen speciale geventileerde behuizingen nodig heeft tijdens het printen.
• Duurzaamheid: Composteerbaar PLA is aantrekkelijk vanuit het oogpunt van ecologische duurzaamheid, omdat afval gemakkelijk biologisch afbreekbaar is, in maanden in plaats van eeuwen.

Afdruknauwkeurigheid

Een van de grootste frustraties van nieuwe 3D-printliefhebbers is dat de eerste testprints mislukken. Vervormde hoeken, filamentklodders en afmetingen die ver buiten de verwachte waarden vallen, zijn veelvoorkomende klachten. Wanneer fijne details uw toepassing maken of breken, kunnen nauwkeurigheid en precisie de materiaaldiscussies vanaf het begin van het project sturen.

1. Juiste printerkalibratie

Hoewel het een indrukwekkende resolutie kan bieden, gegeven de optimale instellingen hieronder 100 micron (0,1 mm)Nauwkeurigheid in de praktijk is afhankelijk van een zorgvuldige voorbereiding van de printer. Van het nivelleren van de bouwplaat en het aanpassen van de nozzle-opening tot de consistentie van het filament en de kalibratie van de stroomsnelheid, de instelhardware dient als het belangrijkste nauwkeurigheidscontrolepunt vóór de printer. het vergelijken van materiële grenzen.

2. Resolutievereisten

De complexiteit van het onderdeel speelt ook een beperkende rol, onafhankelijk van de thermoplastische sterkte. Bijvoorbeeld: ABS kan ingewikkelde 40-micron kanalen toestaan om de lagere drempel van 60-micron van PLA te laten stromen, maar een dergelijke hypothetische resolutie overtreft de mogelijkheden van veel printerspuitmondjes. Definieer de noodzakelijke afmetingen en toleranties met uw beschikbare hardware als uitgangspunt voordat u opties beoordeelt.

3. Materiaaleigenschappen

Leveranciersgegevens suggereren dat ABS een licht nauwkeurigheidsvoordeel heeft, waardoor het geschikt is voor het printen van eindgebruiksonderdelen en assemblages binnen een maattolerantie van 0,5 mm. PLA-prints neigen naar toleranties van 200 micron op commerciële systemen vanwege de verhoogde viscositeit en krimp door koeling. Dit is gunstig voor ABS voor nauwsluitende componenten zoals klikverbindingen. Verschillende nabewerkingstechnieken kunnen de nauwkeurigheid echter verbeteren wanneer de vereisten dat vereisen.

Kosten- en inkoopanalyse

Filamentkosten lopen op tijdens lange prototyping- en productieprocessen. Hoewel dit op zichzelf geen financiële dealbreaker is, kan inzicht in prijzen en sourcing de planning op grotere schaal stroomlijnen.

1. Filamentkostenvergelijking

Standaard PLA-filamenten worden door industriële leveranciers verkocht voor ongeveer $ 20 per spoel van 1 kg. Speciale mengsels en composieten met meer vulling of additieven voor een betere sterkte en flexibiliteit kosten bijna $ 30 per kg.

ABS-filamenten kosten gemiddeld iets meer, namelijk $ 22-35 per kg afhankelijk van zuiverheid en productieprocessen. Meest gebruikt als productiemateriaal, Door grootschalige inkoop dalen de prijzen van ABS onder die van premium PLA-composieten in grote hoeveelheden.

2. Inkoopopties en beschikbaarheid

Dankzij de brede toepassing in additieve productie en initiatieven voor bioplastic, bieden de meeste online leveranciers meerdere PLA-materiaalvarianten op aanvraag aan, met kostenefficiënte wereldwijde verzending vanuit alle grote filamentproducenten. Hoewel er minder fysieke winkels zijn die lokaal speciale PLA's op voorraad hebben, zorgt de brede e-commerce-toegang ervoor dat geselecteerde mengsels snel bij u thuis worden afgeleverd.

Toegang tot ABS vereist een zorgvuldige leveranciersselectie, aangezien er gezien de marktdominantie van PLA minder fabrikanten zijn die productieruns aankunnen. De levertijden voor speciale ABS-mengsels bedragen vaak 1-3 weken om op bestelling te produceren.Controleer bij fabrikanten welke ABS-filamenten beschikbaar zijn voordat u het nichemateriaal aanschaft.

Gebruiksgemak bij het printen

Vraag het aan elke 3D-printveteraan om hun meest frustrerende gebruikerservaring te beschrijven - de kans is groot dat ze zullen beschrijven mislukte afdrukken Met kromgetrokken en afgebladerde lagen tussen verspreide ABS-scherven. Temperamentvolle gevoeligheid is een plaag voor ABS, wat nauwkeurige omgevingscontroles vereist. Leer processen die het succes van de eerste afdruk verbeteren.

1. De juiste bedhechting krijgen

De vergevingsgezinde flexibiliteit van PLA zorgt voor een sterke hechting van het bed op oppervlakken zoals tape, PEI-vellen of lijm bij spuitmondtemperaturen tussen 185° - 220°CVoor ABS zijn verwarmde printbedden met een temperatuur tot 110°C nodig. Zonder automatische controle bestaat het risico op energieverspilling en brandgevaar.

2. Voorkomen van kromtrekken

Ook kromtrekken van ABS komt vaak voor als hogere mondstukwarmte (230°C+) komt in contact met koele omgevingslucht, terwijl de lagere printtemperaturen van PLA deze vervorming tegengaan. Opties ter voorkoming van kromtrekken voor verbeterde ABS-hechting zijn onder andere kamerbehuizingen of gecontroleerde luchtstroom rond het printgebied.

Om kromtrekken bij ABS-afdrukken tegen te gaan, verschillende hoogwaardige FDM 3D-printermerken, zoals QIDI Techhebben geavanceerde functies geïntegreerd, zoals de "Actieve verwarming van de kamer voor gecontroleerde temperatuurDit systeem reguleert nauwgezet de temperatuur in de printkamer en zorgt voor een consistente omgeving, waardoor kromtrekken aanzienlijk wordt verminderd.

3. Rekening houden met de rookfactor

Bij het verhitten van ABS-kunststof tot liquefactietemperaturen komen tijdens het printen aanzienlijk meer scherpe dampen vrij dan de zwakke geur van PLA. De noodzaak van speciale ventilatiebehuizingen of filteruitbreidingen, offline veiligheidsapparatuur, operationele kosten en schoonmaakproblemen weerhouden het incidenteel gebruiken van ABS in desktop 3D-bewerkingen zonder een dergelijke infrastructuur.

Sterkte van geprinte onderdelen

Afgewerkte objecten moeten bestand zijn tegen de redelijke spanningen die binnen de toepassingsomgevingen te verwachten zijn. Maar verschillen de materialen qua functionele mechanische eigenschappen?

1. Impact- en trekprestaties

Industriestandaard schok- en trekproeven bepalen ABS biedt 2-3x meer slagvastheid dan PLA-prints, bestand tegen maximaal 15-20 kJ/m² vóór breuk. Dit voorkomt verbrijzeling bij matige vallen en botsingen. Versterkte PLA-composieten dichten de duurzaamheidsverschillen in bijna-ABS-bereiken, maar standaard PLA-gemiddelden 4-6 kJ/m² impactdrempels vergelijken vóór het breken.

2. Thermische eigenschappen onder belasting

Uit een onderzoek in gesloten apparatuuromgevingen blijkt ook dat ABS een hogere sterkte behoudt dan PLA tussen -20°C en 80°C. Naarmate de bedrijfstemperaturen fluctueren, wordt ABS alleen maar stijver, terwijl PLA geleidelijk zachter wordt en vervormt boven de 60°C. Houd rekening met de klimaatomstandigheden bij het bepalen van de materiaalprestaties.

Gewenste esthetische kwaliteiten

Afgezien van de functie kunnen een slechte oppervlakteafwerking of ongewenste transparantie de esthetische toepassingen van 3D-printen in de kunst, architectuur en industrieel ontwerp, waarbij uiterlijk van het grootste belang is. Hoe verhouden de steunpilaren zich tot de verfraaiende gebouwen?

1. Strata gladstrijken: zichtbare lagen minimaliseren

In ruwe, ongemanipuleerde vorm, ABS biedt iets gladdere, zichtbare printlagen direct vanaf de spuitmond dankzij snellere afkoelsnelheden die voorkomen dat er opvallende laaglijnen ontstaan die verticale PLA-oppervlakken plagen.Echter, Dankzij diverse dampgladmakingstechnieken kunnen beide materialen uiteindelijk een glanzende, spuitgegoten esthetiek bereiken waar dat na de productie nodig is.

2. Primer voor verf: creatieve opties mogelijk maken

Over ruwe kunststoffen, PLA accepteert verf en creatieve nabewerking, zoals het gladstrijken van acetondampen, beter dan ABS, die de neiging heeft om de hechting van spuitverf te verwerpen zonder grondige schuurvoorbereiding. Hier komt geen overheerser naar voren. Beide materialen voldoen aan creatieve behoeften met de juiste workflows.

Functionele thermische limieten

Of het nu gaat om prototypes van kleine series aangepaste behuizingen of om grote productielijnen: inzicht in thermisch gedrag bepaalt welke thermoplasten geschikt zijn voor toepassingen in verhitte, realistische omgevingen.

1. Hittebestendigheid definiëren

Uitgaande van gemiddelde atmosferische omgevingsomstandigheden als operationele achtergrond, bereikt PLA een gemiddelde glasovergangstemperatuur van ongeveer 60 °C voordat het vervormt. Dit thermische plafond beperkt toepassingen zoals hetevloeistofvaten of kleine motoronderdelen die te maken hebben met gematigde temperaturen onder de motorkap.

In de tussentijd, ABS heeft een glasovergangstemperatuur van gemiddeld 105 ̊C, waardoor de toepasbaarheid voor warmwatersystemen, apparatuur voor voedselverwerking en bepaalde auto-onderdelen wordt vergroot voordat de drempel voor hittebestendigheid wordt bereikt.

2. Verduidelijking van ideale toepassingen

Met deze glazen punten in gedachten als functionele afsnijdingen, PLA werkt betrouwbaar bij temperaturen onder de 60 ̊C in werkomgevingen zoals alledaagse huishoudelijke apparaten, Brouwinstrumenten of conceptuele weergaven die geen extreme temperaturen ondergaan tijdens het eindgebruik. ABS is betrouwbaar bestand tegen omgevingen van 80-100 ̊C+, van voertuigonderdelen tot huishoudelijke apparaten die thermische buffers nodig hebben als producten of onderdelen.

Veiligheidsfactoren: Uitgassen en afvoer

Van buurtwerkplaatsen tot industriële faciliteiten, Veiligheid blijft een prioriteitskwestie met betrekking tot de bredere acceptatie van 3D-printen omdat emissies en afvalverwerking onder strengere overheidsregulering vallen in de afgelopen decennia.

1. VOC's en zorgen over deeltjes

Verwarmd ABS-filament produceert styreengas en ultrafijne deeltjes (UFP's) die bij bepaalde drempelwaarden giftig zijn en met name irritatie en een verminderde longfunctie veroorzaken. Beperkt onderzoek naar ABS-emissies maakt dit moeilijk, maar PLA stoot aanzienlijk minder vluchtige organische stoffen uit op basis van de tot nu toe beschikbare emissiegegevens. Gebruik altijd de behuizing en adem voorzichtig.

2. Recycling en biodegradatie

De eigenschappen van bioplastic maken het mogelijk PLA-filamenten om op natuurlijke wijze te ontbinden door industriële compostering, biedt een duidelijk duurzaamheidsvoordeel ten opzichte van ABS-afvalaccumulatie de meeste recyclebedrijven kunnen geen 3D-printkunststoffen verwerkenDe steun voor reclaimers groeit langzaam, maar het afstoten van PLA-rechten verloopt vooralsnog veel milieuvriendelijker.

Aanbevolen toepassingen: ABS versus PLA

Technische specificaties en testgegevens vormen de basis voor de mogelijkheden, maar succes in de praktijk vereist het afstemmen van het materiaalgedrag op geschikte toepassingen om het potentieel ervan te maximaliseren.

1. PLA boven ABS kiezen wanneer...

Geef de voorkeur aan PLA voor vloeiende visuele prototypes, aanpasbare gereedschapsmallen, snelle concepten en presentatiemodellen die niet aan thermische eisen worden blootgesteld. Elk ontwerp dat profiteert van sterkere maar biologisch afbreekbare eigenschappen, leent zich hier ook uitstekend voor functionele toepassingen.

2. Kiezen voor ABS boven PLA voor...

Kies ABS bij het ontwerpen van robuuste functionele componenten en op maat gemaakte behuizingen die een hogere duurzaamheid, hittebestendigheid en precisie nodig hebben.De meeste armaturen en eindgebruikersproducten die aan aanzienlijke spanning en klimaatstress worden blootgesteld, vereisen in de praktijk ABS-eigenschappen om op de lange termijn betrouwbaar te kunnen presteren.

3. Overwegen van een hybride aanpak

Voor zeer veeleisende toepassingen benut een hybride aanpak complementaire voordelen. Lichtgewicht PLA-modellen geven vormfactoren weer die verfijnd zijn in robuuste ABS-uitvoering. Creatieve PLA-signage siert robuuste ABS-behuizingsstructuren die achteraf zijn geoptimaliseerd.Combineer strategische krachten.

Contextualiseer materiaal naar behoeften

Er bestaat geen universeel "beter" materiaal tussen populaire ABS- en PLA-filamentenDe nauwkeurigheid van onderdelen, de benodigde sterkte, bedrijfsomstandigheden, emissies, afvalverwerkingsplannen en toepassingsdoelen bepalen samen de ideale materiaalkeuze per geval. Duurzaamheidsoverwegingen geven steeds meer prioriteit aan hernieuwbare biokunststoffen zoals PLA voor productie op korte termijn, die minder afhankelijk zijn van functionaliteit. Voor ingenieurs behoudt ABS zijn gewaardeerde veerkracht gedurende decennia van bewezen industriële prestaties. Het vinden van de juiste balans tussen deze thermoplasten verbetert echter beide door complementaire sterktes contextueel te benutten. Specificeer uw doelen, beoordeel de afwegingen en vereenvoudig beslissingen door het beoogde gebruik te koppelen aan de ideale eigenschappen die deze klassieke materialen elk bieden.

Lees meer

• Handleiding voor 3D-printmaterialen: innoveer uw productie
• SLA versus FDM 3D-printen: welke technologie moet u kiezen?
• 3D-printer: prijsfactoren en kostenoverwegingen (2024)