Is ABS of PLA beter voor 3D -printen ?
Table of Contents
- Belangrijkste kenmerken van ABS en PLA
- Afdruknauwkeurigheid
- Kosten- en inkoopanalyse
- Gebruiksgemak bij het afdrukken
- Sterkte van geprinte onderdelen
- Gewenste esthetische kwaliteiten
- Functionele thermische limieten
- Veiligheidsfactoren: Uitgassen en verwijdering
- Aanbevolen toepassingen: ABS versus PLA
- Contextualiseer materiaal naar behoeften
- Lees meer
De vraag ABS versus PLA leidt al jaren tot verhitte discussies in de 3D-printwereld, nu Fused Deposition Modeling steeds populairder wordt. Deze twee veelvoorkomende thermoplasten bieden elk voordelen, of het nu gaat om sterkte, uiterlijk, thermische eigenschappen, bedrukbaarheid of veiligheid. Naarmate de acceptatie zich uitbreidt in verschillende industrieën, het begrijpen van de belangrijkste onderscheidingen wordt cruciaal om te matchen filament kenmerken met toepassingsdoelen. Door de precisiebehoeften, productieomgevingen, emissies en functionele eisen te evalueren, variërend van prototypes tot eindgebruikonderdelen, kunnen ontwerpers complementaire voordelen van beide materialen benutten of inspanningen richten op waar de ene duidelijk uitblinkt ten opzichte van de 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 grondstoffen 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 | Kan een gladde afwerking bereiken met dampgladtechnieken | Accepteert gemakkelijk verf en kan er geweldig uitzien met minimale nabewerking |
Belangrijkste kenmerken van ABS en PLA
1. Wat is ABS? bij 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 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 verkregen dan bij andere materialen.
- Populariteit in de industrie: ABS wordt al tientallen jaren veel gebruikt in toepassingen in de automobielindustrie, consumentenapparatuur en productontwerp.
2. Wat is PLA bij 3D-printen?
Polymelkzuur (PLA) biedt een steeds populairder alternatief.PLA is een biobased plastic dat is afgeleid van organische grondstoffen zoals maïszetmeel of suikerriet en biedt:
- Gemakkelijk printen: PLA print soepel over nozzletemperaturen heen, terwijl het een minimale geur afgeeft en extreme kromtrekkingsproblemen vermijdt die ABS teisteren. 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. Gekromde 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 materiaaldebatten vanaf het begin van het project sturen.
1. Juiste printerkalibratie
Hoewel het een indrukwekkende resolutie kan bereiken, gegeven de onderstaande optimale instellingen 100 micron (0,1 mm), is de nauwkeurigheid in de echte wereld afhankelijk van een zorgvuldige voorbereiding van de printer. Van het nivelleren van de bouwplaat en het aanpassen van de spuitmondspleet tot de consistentie van het filament en de kalibratie van de stroomsnelheid, de dialing hardware dient als het belangrijkste nauwkeurigheidscontrolepunt voordat vergelijken van materiële grenzen.
2. Resolutievereisten
Onderdeelcomplexiteit speelt ook een beperkende rol, onafhankelijk van thermoplastische sterktes. Bijvoorbeeld, ABS kan ingewikkelde 40-micron kanalen toestaan om de 60-micron lagere drempel van PLA te laten stromen, maar zo'n hypothetische resolutie overtreft de mogelijkheden van veel printerspuitmonden om mee te beginnen. Definieer must-have afmetingen en toleranties met uw beschikbare hardware als basislijn voordat u opties beoordeelt.
3. Materiaaleigenschappen
Leveranciersgegevens suggereren dat ABS een klein nauwkeurigheidsvoordeel heeft, en in staat is om eindgebruiksonderdelen en assemblages te printen binnen een dimensionale tolerantie van 0,5 mm. PLA-prints neigen naar toleranties van 200 micron op commerciële systemen vanwege de verhoogde viscositeit en koelingsgerelateerde krimp. Dit is gunstig voor ABS voor nauwsluitende componenten zoals klikverbindingen. Dat gezegd hebbende, kunnen verschillende nabewerkingstechnieken de nauwkeurigheid verbeteren wanneer de vereisten dat vereisen.
Kosten- en inkoopanalyse
Filamentkosten lopen op tijdens lange prototyping- en productieworkflows. Hoewel het 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 verbruikt als productiemateriaal, Door grootschalige inkoop dalen de prijzen van ABS onder die van premium PLA-composieten in grote hoeveelheden.
2. Sourcingopties en beschikbaarheid
Dankzij de wijdverbreide acceptatie in additieve productie en bioplasticinitiatieven, bieden de meeste online leveranciers meerdere PLA-materiaalvariëteiten op aanvraag met kostenefficiënte wereldwijde verzending van alle grote filamentproducenten. Hoewel er minder fysieke winkels lokaal speciale PLA's op voorraad hebben, houdt de wijdverbreide e-commercetoegang gekozen mengsels snel bij u thuis.
Toegang tot ABS vereist een zorgvuldige selectie van leveranciers, aangezien er minder fabrikanten zijn die productieruns kunnen verzorgen vanwege de marktdominantie van PLA.Levertijden voor speciale ABS-mengsels duren vaak 1-3 weken om op bestelling te produceren. Controleer fabrikanten op beschikbare ABS-filamenten voordat u het nichemateriaal inkoopt.
Gebruiksgemak bij het afdrukken
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 gepelde lagen tussen verspreide ABS-scherven. Temperamentvolle gevoeligheid teistert ABS, wat vraagt om aangepaste omgevingscontroles. Leer processen die het succes van de eerste keer afdrukken vergroten.
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 tot 110°C nodig, waardoor er zonder geautomatiseerde controles een risico op energieverspilling en brandgevaar bestaat.
2. Voorkomen van kromtrekken
ABS-vervorming komt ook vaak voor als hogere sproeierwarmte (230°C+) ontmoet koele omgevingslucht, terwijl PLA's lagere printtemperaturen deze vervorming tegengaan. Opties voor het voorkomen van kromtrekken voor verbeterde ABS-hechting omvatten kamerbehuizingen of gecontroleerde luchtstroom rond het printgebied.
Om kromtrekken bij ABS-afdrukken tegen te gaan, diverse hoogwaardige FDM 3D printermerken, zoals QIDI-technologiehebben geavanceerde functies geïntegreerd, zoals de "Actieve verwarming van de kamer voor gecontroleerde temperatuur". Dit systeem reguleert nauwkeurig de temperatuur in de printkamer, waardoor een consistente omgeving wordt gehandhaafd die kromtrekkingsproblemen aanzienlijk vermindert.
3. Rekening houden met de rookfactor
Ondertussen komen er bij het verhitten van ABS-plastic tot vloeibaarmakingstemperaturen aanzienlijk meer scherpe dampen vrij dan de flauwe geur van PLA tijdens het printen. De noodzaak van speciale ventilatiebehuizingen of filteruitbreidingen, offline veiligheidsapparatuur, bedrijfskosten en opruimproblemen weerhouden het incidentele gebruik van ABS in desktop 3D-bewerkingen zonder dergelijke infrastructuur.
Sterkte van geprinte onderdelen
afgewerkte objecten moeten bestand zijn tegen de redelijke spanningen die in de toepassingsomgevingen te verwachten zijn. Maar verschillen de materialen ook in functionele mechanische eigenschappen?
1. Impact- en trekprestaties
Industriestandaard schok- en trekproeven bepalen ABS biedt 2-3x meer slagvastheid dan PLA-prints, bestand tegen maximaal 15-20kJ/m² voor breuk. Dit voorkomt breken bij matige vallen en botsingen. Versterkte PLA-composieten dichten duurzaamheidsverschillen in bijna-ABS-bereiken, maar standaard PLA-gemiddelden 4-6kJ/m² impactdrempels vergelijken vóór het breken.
2. Thermische eigenschappen onder belasting
Uit een onderzoek in een gesloten omgeving 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 bij 60°C+. Houd rekening met de klimaatomstandigheden bij de prognoses 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 belangrijkste bouwwerken zich tot verfraaiende gebouwen?
1.Strata gladstrijken: zichtbare lagen minimaliseren
In ruwe, ongemanipuleerde vorm, ABS biedt iets gladdere zichtbare printlagen direct vanaf de spuitmond dankzij snellere koelsnelheden die voorkomen dat er uitgesproken laaglijnen ontstaan die verticale PLA-oppervlakken teisteren. Echter, Dankzij verschillende dampgladmakende technieken 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 eerst grondige schuurvoorbereiding. Hier komt geen overheerser uit voort. Beide materialen voldoen aan creatieve behoeften met de juiste workflows.
Functionele thermische limieten
Of het nu gaat om het maken van prototypes van kleine series aangepaste behuizingen of grote productielijnassemblages, inzicht in thermisch gedrag bepaalt welke thermoplasten geschikt zijn voor toepassingen in verwarmde, realistische omgevingen.
1. Definiëren van hittebestendigheid
Uitgaande van gemiddelde atmosferische omgevingsomstandigheden als operationele achtergrond, bereikt PLA gemiddeld een glasovergang van ongeveer 60 ̊C voordat het vervormt. Dit thermische plafond beperkt toepassingen zoals hete vloeistofvaten 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 hittebestendigheidsdrempel wordt bereikt.
2. Verduidelijken van ideale toepassingen
Met die 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 niet worden geconfronteerd met extreme temperaturen in het eindgebruik. ABS is betrouwbaar bestand tegen omgevingen van 80-100 ̊C+, van voertuigcomponenten tot huishoudelijke artikelen die thermische buffers nodig hebben als producten of onderdelen.
Veiligheidsfactoren: Uitgassen en verwijdering
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) die giftig zijn bij bepaalde drempelwaarden, met name gekoppeld aan irritatie en verminderde longfunctie. Beperkt onderzoek naar ABS-emissies maakt vertrouwen hierin moeilijk, maar PLA stoot aanzienlijk minder VOC's uit op basis van de tot nu toe beschikbare emissiegegevens. Gebruik altijd behuizingen en adem voorzichtig.
2. Recycling en biologisch afbreekbaar
De bioplastische eigenschappen die het mogelijk maken PLA-filamenten om op natuurlijke wijze te ontbinden door industriële compostering biedt een duidelijk duurzaamheidsvoordeel ten opzichte van ABS-afvalaccumulatie de meeste recyclers kunnen geen 3D-printkunststoffen verwerkenDe steun voor Reclaimers groeit langzaam, maar het afstoten van PLA-rechten blijft voorlopig een stuk milieuvriendelijker.
Aanbevolen toepassingen: ABS versus PLA
Technische specificaties en testgegevens vormen weliswaar de basis voor de mogelijkheden, maar voor succes in de praktijk is het van belang dat het materiaalgedrag wordt afgestemd op geschikte toepassingen om het potentieel ervan te maximaliseren.
1. Kies PLA boven ABS wanneer...
Geef de voorkeur aan PLA voor vloeiende visuele prototypes, aanpasbare gereedschapsmallen, snelle concepten en presentatiemodellen die niet aan thermische eisen voldoen.Elk ontwerp dat profiteert van sterkere, maar toch 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 te maken hebben met aanzienlijke spanning en klimaatstress, vereisen praktisch ABS-eigenschappen om op de lange termijn betrouwbaar te presteren.
3. Een hybride aanpak overwegen
Voor zeer veeleisende toepassingen benut een hybride aanpak complementaire voordelen. Lichtgewicht PLA-mock-ups begeleiden vormfactoren verfijnd in robuuste ABS-uitvoering. Creatieve PLA-signage siert robuuste ABS-behuizingsstructuren die daarna zijn geoptimaliseerdCombineer strategische krachten.
Contextualiseer materiaal naar behoeften
Er bestaat geen universeel "beter" materiaal tussen populaire ABS- en PLA-filamenten. De nauwkeurigheid van onderdelen, de sterktevereisten, bedrijfsomstandigheden, emissies, verwijderingsplannen en toepassingsdoelen bepalen samen de ideale materiaalkeuze op basis van geval tot geval. Duurzaamheidsoverwegingen geven steeds meer prioriteit aan hernieuwbare bioplastics zoals PLA voor kortetermijnfabricage die minder afhankelijk is van functionaliteit. Voor ingenieurs behoudt ABS een gewaardeerde veerkracht gedurende tientallen jaren van bewezen industriële prestaties. Toch verbetert het vinden van de juiste balans tussen deze thermoplasten beide door complementaire sterktes contextueel te benutten. Specificeer uw doelen, beoordeel de afwegingen en vereenvoudig beslissingen door beoogde toepassingen te matchen met ideale eigenschappen die deze klassieke materialen elk bieden.