ABS sau PLA este mai bun pentru imprimarea 3D?

Chestiunea dintre ABS și PLA a stârnit dezbateri aprinse în cercurile de imprimare 3D de ani de zile, pe măsură ce modelarea prin depunere topită devine mainstream. Aceste două termoplastice comune oferă avantaje, fie că este vorba de rezistență, aspect, proprietăți termice, imprimabilitate sau siguranță. Pe măsură ce adoptarea se extinde în toate industriile, Înțelegerea distincțiilor cheie devine esențială pentru potrivire caracteristicile filamentului cu obiective de aplicare. Prin evaluarea nevoilor de precizie, a mediilor de producție, a emisiilor și a cerințelor funcționale, de la prototipuri la piesele de uz final, proiectanții pot valorifica meritele complementare ale ambelor materiale sau pot concentra eforturile acolo unde unul excelează în mod clar față de celălalt. Acest ghid evidențiază particularitățile din spatele unei selecții mai inteligente a plasticului.

O comparație rapidă între ABS și PLA în imprimarea 3D:

Aspect	ABS	PLA
Rezistență și durabilitate	Rezistență ridicată la impact, rezistență bună la tracțiune, rezistență chimică moderată	Rezistență mai mică la impact, dar poate fi îmbunătățită cu materiale compozite
Imprimabilitate și precizie	Bun la temperaturi mai scăzute ale duzei, precizie puțin mai bună	Mai ușor de imprimat, mai tolerant, mai puțin predispus la deformare
Ușurință în utilizare	Necesită pat încălzit și carcasă din cauza deformării, emite vapori	Imprimă bine pe diverse suprafețe, miros minim, mai puține probleme de deformare
Sustenabilitate	Pe bază de petrol, mai puțin ecologic, nu este compostabil	Biodegradabil, fabricat din resurse regenerabile precum amidonul de porumb
Cost	Preț mediu mai mare decât PLA standard	În general, mai ieftine, tipurile speciale sunt mai scumpe
Proprietăți termice	Rezistență mai bună la căldură până la aproximativ 105°C	Mai moale peste 60°C, nu este potrivit pentru aplicații la temperaturi ridicate
Siguranţă	Eliberează stiren gazos la încălzire, necesită ventilație	Mai puține emisii nocive, mai sigur pentru utilizare în interior
Aplicații	Potrivit pentru piese funcționale care necesită durabilitate și rezistență la căldură	Ideal pentru prototipuri, modele nefuncționale și aplicații cu stres redus
Estetică	Se poate obține un finisaj neted cu tehnici de netezire cu vapori	Acceptă ușor vopseaua și poate arăta grozav cu o post-procesare minimă

Caracteristicile cheie ale ABS și PLA

1. Ce este ABS-ul în imprimarea 3D?

Acrilonitril butadien stiren (ABS) reprezintă clasicul Imprimare FDM material, utilizat încă de la apariția tehnologiei, acum peste 30 de ani. Acest plastic pe bază de petrol oferă:

• Rezistență și durabilitate: ABS-ul prezintă o rezistență ridicată la impact, rezistență la tracțiune și flexibilitate, alături de o rezistență moderată la căldură și substanțe chimice. Reziliența sa este potrivită pentru aplicații funcționale.
• Imprimare cu detalii înalte:Capacitatea de a imprima la temperaturi mai scăzute ale duzei permite o precizie mai bună și caracteristici complexe în comparație cu alte materiale.
• Popularitate în industrie: ABS găsește omniprezență în special în aplicațiile din industria auto, electrocasnicele de larg consum și designul de produse de-a lungul deceniilor.

2. Ce este PLA în imprimarea 3D?

Acid polilactic (PLA) oferă o alternativă din ce în ce mai populară.Fiind un plastic biologic derivat din materii prime organice precum amidonul de porumb sau trestia de zahăr, PLA oferă:

• Ușurință de imprimare: PLA se imprimă lin la diferite temperaturi ale duzelor, emanând un miros minim și evitând problemele extreme de deformare care afectează ABS-ul. Acest lucru permite imprimări mai simple.
• Siguranţă:PLA produce semnificativ mai puține vapori nocivi, eliminând necesitatea unor carcase ventilate dedicate pentru ABS în timpul imprimării.
• Sustenabilitate: PLA compostabil este atractiv din punctul de vedere al sustenabilității mediului, deoarece deșeurile se biodegradează ușor în decurs de luni, în loc de secole.

Precizie de imprimare

O frustrare majoră cu care se confruntă noii pasionați de imprimare 3D este reprezentată de testele inițiale de imprimare nereușite. Colțurile deformate, petele de filament și dimensiunile care se situează cu mult în afara valorilor așteptate reprezintă nemulțumiri frecvente. Atunci când detaliile fine contează sau desființează aplicația, acuratețea și precizia pot ghida dezbaterile materiale încă de la începutul proiectului.

1. Calibrarea corectă a imprimantei

Deși capabil de o rezoluție impresionantă cu setările optime de mai jos 100 microni (0,1 mm), precizia în lumea reală se bazează pe pregătirea atentă a imprimantei. De la nivelarea plăcii de fabricație și reglarea spațiului dintre duze până la consistența filamentului și calibrarea debitului, hardware-ul de selecție servește drept principal punct de verificare a preciziei înainte de imprimare. compararea limitelor materiale.

2. Cerințe de rezoluție

Complexitatea pieselor joacă, de asemenea, un rol limitativ, independent de rezistențele termoplastice. De exemplu, ABS-ul ar putea permite canalelor complexe de 40 de microni să curgă peste pragul inferior de 60 de microni al PLA., dar o astfel de rezoluție ipotetică depășește de la bun început multe capacități ale duzelor imprimantei. Definiți dimensiunile și toleranțele obligatorii folosind hardware-ul disponibil ca punct de referință înainte de a evalua opțiunile.

3. Proprietățile materialelor

Datele furnizorilor sugerează că ABS-ul are un ușor avantaj în ceea ce privește precizia, fiind capabil să imprime piese și ansambluri de uz final cu o toleranță dimensională de 0,5 mm. Imprimările PLA tind spre toleranțe de 200 de microni pe sistemele comerciale din cauza vâscozității crescute și a contracției legate de răcire. Acest lucru favorizează ABS-ul pentru componente cu fixare strânsă, cum ar fi îmbinările cu clipsare. Acestea fiind spuse, mai multe tehnici de post-procesare pot îmbunătăți precizia atunci când cerințele o impun.

Analiza costurilor și a aprovizionării

Cheltuielile cu filamentele se adună pe parcursul fluxurilor lungi de lucru pentru prototipare și producție. Deși nu este un factor decisiv din punct de vedere financiar, înțelegerea prețurilor și a aprovizionării poate simplifica planificarea la scară mai mare.

1. Compararea costurilor filamentelor

Filamentele PLA standard se vând cu amănuntul la aproximativ 20 de dolari pe bobină de 1 kg din surse industriale. Amestecurile și compozitele speciale cu umplutură sau aditivi mai mari pentru rezistență și flexibilitate îmbunătățite se apropie de 30 de dolari pe kg.

Filamentele ABS au o medie puțin mai mare, de 22-35 USD pe kg în funcție de puritate și procesele de fabricație. Cele mai consumate ca materiale de producție, Achiziționarea în vrac scade prețurile ABS sub prețurile compozitelor PLA premium în cantități mari.

2. Opțiuni de aprovizionare și disponibilitate

Datorită adoptării pe scară largă în fabricația aditivă și a inițiativelor privind bioplasticele, majoritatea furnizorilor online oferă la cerere multiple varietăți de materiale PLA, cu livrare globală eficientă din punct de vedere al costurilor, de la toți producătorii majori de filamente. Deși mai puține magazine fizice au în stoc local PLA-uri speciale, accesul extins la comerțul electronic vă permite să aveți rapid amestecurile alese la ușa dumneavoastră.

Accesul la ABS necesită o selecție atentă a furnizorilor, deoarece mai puțini producători deservesc serii de producție, având în vedere dominația PLA pe piață. Timpii de livrare pentru amestecurile speciale de ABS durează adesea între 1 și 3 săptămâni pentru a fi produși la comandă.Verificați producătorii pentru a vedea dacă există filamente ABS disponibile înainte de a căuta materialul de nișă.

Ușurință în utilizare la imprimare

Întreabă orice veteran al imprimării 3D să povestească cea mai frustrantă experiență a lor de utilizare - sunt șanse mari să descrie imprimări eșuate cu straturi deformate și decojite printre cioburi de ABS împrăștiate. Sensibilitatea la temperament afectează ABS-ul, necesitând controale de mediu ajustate. Învățați procese care sporesc succesul primei imprimări.

1. Obținerea corectă a aderenței la pat

Flexibilitatea tolerantă a PLA permite o aderență puternică a stratului pe suprafețe precum bandă adezivă, foi PEI sau lipici la temperaturile duzelor între... 185° - 220°CABS necesită platforme de imprimare încălzite la temperaturi de până la 110°C, riscând risipă de energie și incendii în lipsa unor controale automate.

2. Prevenirea problemelor de deformare

Deformarea ABS apare frecvent și ca căldură mai mare a duzei (230°C+) întâlnește aerul ambiental rece, în timp ce temperaturile mai scăzute de imprimare ale PLA rezistă acestei distorsiuni. Opțiunile de prevenire a deformării pentru o aderență îmbunătățită a ABS includ închiderea camerei sau fluxul de aer controlat în jurul zonei de imprimare.

Pentru a combate deformarea printurilor ABS, mai multe mărci de imprimante 3D FDM de înaltă calitate, ca Tehnologie QIDI, au integrat funcții avansate precum „Încălzire activă a camerei pentru temperatură controlatăAcest sistem reglează meticulos temperatura din camera de imprimare, menținând un mediu constant care atenuează semnificativ problemele de deformare.

3. Luarea în considerare a factorului de fum

Între timp, încălzirea plasticului ABS la temperaturi de lichefiere eliberează mult mai mulți vapori înțepători decât mirosul slab al PLA în timpul imprimării. Necesitatea unor carcase de ventilație dedicate sau a unor suplimente de filtrare, a echipamentelor de siguranță offline, a cheltuielilor de operare și a dificultăților de curățare descurajează utilizarea ocazională a ABS în operațiunile 3D pe desktop fără o astfel de infrastructură.

Rezistența pieselor imprimate

Obiectele finite trebuie să reziste la solicitări rezonabile așteptate în mediile de aplicare - dar diferă materialele în ceea ce privește proprietățile mecanice funcționale?

1. Performanță la impact și tracțiune

Testele de șoc și tensiune conform standardelor industriale determină ABS-ul oferă o rezistență la impact de 2-3 ori mai mare decât printurile PLA, rezistând până la 15-20 kJ/m² înainte de fracturare. Acest lucru previne spargerea în urma căderilor și coliziunilor moderate. Compozitele PLA ranforsate elimină decalajele de durabilitate în intervalele apropiate de cele ale ABS, dar mediile standard ale PLA 4-6 kJ/m² pragurile de impact prin comparație înainte de aplatizare.

2. Calități termice sub sarcină

Mediile închise cu dispozitive arată, de asemenea, că ABS-ul își păstrează o rezistență mai mare decât PLA între -20°C și 80°C. Pe măsură ce temperaturile de funcționare fluctuează, ABS-ul devine doar mai rigid, în timp ce PLA se înmoaie și se deformează treptat la peste 60°C. Luați în considerare condițiile climatice de funcționare în proiecțiile de performanță a materialelor.

Calități estetice dorite

Dincolo de funcționalitate, finisajul slab al suprafeței sau transparența nedorită pot submina aplicațiile estetice ale Imprimarea 3D în artă, arhitectură și design industrial, unde aspectul este primordial. Cum se compară elementele principale cu construcțiile de înfrumusețare?

1. Netezirea straturilor: Minimizarea straturilor vizibile

În formă brută, nealterată, ABS-ul oferă straturi de imprimare ușor mai fine și vizibile direct din duză datorită ratelor de răcire mai rapide, care previn apariția liniilor pronunțate de stratificare pe suprafețele verticale ale PLA.Totuși, Diverse tehnici de netezire cu vapori permit ambelor materiale să obțină în cele din urmă o estetică lucioasă, turnată prin injecție, acolo unde este necesar post-producție.

2. Amorsarea pentru vopsea: Activarea opțiunilor creative

Pe materiale plastice brute, PLA acceptă vopsirea și post-procesarea creativă, cum ar fi netezirea vaporilor de acetonă, mai bine decât ABS-ul, care tinde să respingă aderența vopselei pulverizate fără o pregătire riguroasă de șlefuire. Niciun dominant nu apare aici. Ambele materiale satisfac nevoile creative cu fluxuri de lucru adecvate.

Limite termice funcționale

Indiferent dacă se realizează prototipuri de carcase personalizate în loturi mici sau ansambluri pentru linii de producție mari, înțelegerea comportamentelor termice determină aplicațiile potrivite pentru ambele materiale termoplastice în medii reale încălzite.

1. Definirea rezistenței la căldură

Presupunând condiții atmosferice ambientale medii ca fundal de funcționare, PLA are o temperatură medie de tranziție vitroasă de aproximativ 60 °C înainte de deformare. Acest plafon termic limitează aplicațiile precum recipientele cu lichide fierbinți sau piesele mici de motor care se confruntă cu temperaturi moderate sub capotă.

Între timp, ABS oferă o temperatură de tranziție vitroasă de 105 °C în medie, extinzând fezabilitatea pentru sistemele de apă caldă, echipamentele de procesare a alimentelor și anumite carcase auto înainte de a atinge pragul de rezistență la căldură.

2. Clarificarea aplicațiilor ideale

Având în vedere acele puncte de sticlă ca limitări funcționale, PLA funcționează fiabil în condiții de funcționare sub 60 °C, precum gadgeturile de uz casnic de zi cu zi. instrumente de fabricare a berii sau randări conceptuale care nu se confruntă cu temperaturi extreme în utilizarea finală. ABS-ul rezistă în mod fiabil la medii de 80-100 °C+, de la componentele vehiculelor până la articolele de uz casnic care necesită tampoane termice ca produse sau piese.

Factori de siguranță: Degazare și eliminare

De la ateliere de cartier la instalații industriale, Siguranța rămâne o problemă prioritară în ceea ce privește adoptarea pe scară largă a imprimării 3D deoarece emisiile și manipularea deșeurilor intră sub incidența unei reglementări publice sporite în ultimele decenii.

1. Preocupări legate de COV și particule

Filamentul ABS încălzit produce gaz stiren și emisii de particule ultrafine (UFP) toxice la anumite praguri, legate în special de iritații și funcție pulmonară redusă. Cercetările limitate privind emisiile de ABS îngreunează încrederea în acest caz, dar PLA emite semnificativ mai puțini compuși organici volatili (COV) pe baza datelor privind emisiile disponibile până în prezent. Folosiți întotdeauna carcase și respirați cu atenție.

2. Reciclarea și biodegradarea

Proprietățile bioplastice permit Filamente PLA care se descompun în mod natural prin compostare industrială oferă un avantaj distinct de sustenabilitate față de acumularea de deșeuri ABS, având în vedere majoritatea reciclatorilor nu pot procesa materiale plastice imprimate 3DSprijinul pentru Reclaimer crește lent, dar cedarea drepturilor PLA rămâne mult mai ecologică deocamdată.

Aplicații recomandate: ABS vs. PLA

În timp ce specificațiile tehnice și datele de testare definesc capabilitățile, succesul în lumea reală necesită potrivirea comportamentelor materialelor cu aplicații adecvate care să le maximizeze potențialul.

1. Alegerea PLA în locul ABS-ului atunci când...

Preferați PLA pentru prototipuri vizuale fluide, dispozitive de prelucrare personalizabile, concepte rapide și modele de prezentare care nu se confruntă cu cerințe termice. Orice design care beneficiază de proprietăți mai rezistente, dar biodegradabile, reprezintă, de asemenea, cazuri de utilizare funcțională puternice în acest caz.

2. Optarea pentru ABS în locul PLA pentru...

Alegeți ABS atunci când proiectați componente funcționale robuste și carcase personalizate necesitând durabilitate, rezistență la căldură și precizie mai mari.Majoritatea corpurilor de iluminat și a produselor pentru utilizatorii finali care se confruntă cu solicitări și solicitări climatice semnificative necesită practic proprietăți ABS pentru a funcționa în mod fiabil pe termen lung.

3. Luarea în considerare a unei abordări hibride

Pentru aplicații ultra-solicitante, o abordare hibridă valorifică avantaje complementare. Machetele ușoare din PLA ghidează factorii de formă rafinați în execuție robustă din ABS. Semnalistici creative din PLA împodobesc structurile robuste ale carcasei din ABS optimizate ulterior.Combină-ți punctele forte în mod strategic.

Contextualizează materialul în funcție de nevoi

Nu există un material universal „mai bun” între filamentele populare ABS și PLAPrecizia piesei, cerințele de rezistență, condițiile de funcționare, emisiile, planurile de eliminare și obiectivele aplicației influențează împreună selecția ideală a materialelor, de la caz la caz. Preocupările legate de sustenabilitate prioritizează din ce în ce mai mult bioplasticele regenerabile, cum ar fi PLA, pentru fabricarea în serie scurtă, mai puțin dependente de funcționalitate. Pentru ingineri, ABS-ul își păstrează reziliența valoroasă de-a lungul deceniilor de performanță industrială dovedită. Cu toate acestea, găsirea echilibrului potrivit între aceste termoplastice le îmbunătățește pe ambele prin valorificarea contextuală a punctelor forte complementare. Specificați-vă obiectivele, evaluați compromisurile și simplificați deciziile prin potrivirea utilizărilor preconizate cu proprietățile ideale pe care le oferă fiecare dintre aceste materiale clasice.

Citeşte mai mult

• Ghid de materiale pentru imprimare 3D: Inovați-vă procesul de fabricație
• Imprimare 3D SLA vs FDM: Ce tehnologie ar trebui să alegeți?
• Imprimantă 3D: Factori de preț și considerații privind costurile (2024)