Är ABS eller PLA bättre för 3D -utskrift?

Frågan om ABS kontra PLA har väckt het debatt i 3D-printingskretsar i åratal i takt med att modellering med sammansmält deposition blir allt vanligare. Dessa två vanliga termoplaster erbjuder alla fördelar, oavsett om det gäller styrka, utseende, termiska egenskaper, tryckbarhet eller säkerhet. I takt med att användningen ökar inom olika branscher, att förstå viktiga skillnader blir avgörande för att matcha glödtrådens egenskaper med applikationsmål. Genom att utvärdera precisionsbehov, produktionsmiljöer, utsläpp och funktionella krav som sträcker sig från prototyper till slutanvändningsdelar kan konstruktörer utnyttja kompletterande fördelar hos båda materialen eller fokusera insatser där det ena tydligt utmärker sig framför det andra. Den här guiden belyser detaljerna bakom smartare plastval.

En snabb jämförelse mellan ABS och PLA inom 3D-utskrift:

Aspekt	ABS	PLA
Styrka och hållbarhet	Hög slagtålighet, god draghållfasthet, måttlig kemisk resistens	Lägre slagtålighet, men kan förbättras med kompositer
Tryckbarhet och precision	Bra vid lägre munstyckstemperaturer, något bättre noggrannhet	Enklare att skriva ut, mer förlåtande, mindre benägen att skeva
Användarvänlighet	Kräver uppvärmd bädd och inkapsling på grund av skevhet, avger ångor	Skriver bra ut på olika ytor, minimal lukt, färre problem med vridning
Hållbarhet	Petroleumbaserad, mindre miljövänlig, inte komposterbar	Biologiskt nedbrytbar, tillverkad av förnybara resurser som majsstärkelse
Kosta	Genomsnittligt högre pris än standard PLA	Generellt sett billigare, specialtyper är dyrare
Termiska egenskaper	Bättre värmebeständighet upp till cirka 105 °C	Mjukare över 60°C, ej lämplig för högtemperaturapplikationer
Säkerhet	Frigör styrengas vid uppvärmning, kräver ventilation	Färre skadliga utsläpp, säkrare för inomhusbruk
Applikationer	Lämplig för funktionella delar som behöver hållbarhet och värmebeständighet	Bäst för prototyper, icke-funktionella modeller och applikationer med låg stress
Estetik	Kan uppnå en slät yta med ångutjämningstekniker	Tar lätt emot färg och kan se bra ut med minimal efterbehandling

Viktiga egenskaper hos ABS och PLA

1. Vad är ABS inom 3D-utskrift?

Akrylnitrilbutadienstyren (ABS) representerar den klassiska FDM-utskrift material, som använts sedan teknikens start för över 30 år sedan. Denna petroleumbaserade plast erbjuder:

• Styrka och hållbarhet: ABS uppvisar hög slagtålighet, draghållfasthet och flexibilitet, samt måttlig värme- och kemikaliebeständighet. Dess motståndskraft lämpar sig för funktionella tillämpningar.
• Högdetaljig utskrift:Möjligheten att skriva ut vid lägre munstyckstemperaturer möjliggör bättre noggrannhet och invecklade funktioner jämfört med andra material.
• Branschpopularitet: ABS har funnits allestädes närvarande, särskilt inom fordonsindustrin, konsumentprodukter och produktdesign, under årtionden.

2. Vad är PLA inom 3D-utskrift?

Polymjölksyra (PLA) erbjuder ett alltmer populärt alternativ.Som en biobaserad plast som utvinns ur organiska råvaror som majsstärkelse eller sockerrör, erbjuder PLA:

• Enkel utskrift: PLA skriver ut smidigt oavsett munstyckstemperatur, samtidigt som det avger minimal lukt och undviker extrema problem med vridning som plågar ABS. Detta möjliggör enklare utskrifter.
• Säkerhet:PLA producerar betydligt färre skadliga ångor, vilket eliminerar behovet av separata ventilerade höljen för ABS under utskrift.
• Hållbarhet: Komposterbar PLA är tilltalande ur ett miljömässigt hållbarhetsperspektiv eftersom avfall lätt bryts ner biologiskt under månader istället för århundraden.

Utskriftsnoggrannhet

En viktig frustration för nya 3D-utskriftsentusiaster är att de första testutskrifterna går fel. Skeviga hörn, filamentklumpar och dimensioner som avviker kraftigt från förväntade värden är vanliga klagomål. När fina detaljer avgör om din applikation avgör eller misslyckas kan noggrannhet och precision styra debatter om ämnet redan från början.

1. Korrekt skrivarkalibrering

Även om den kan ge imponerande upplösning givet optimala inställningar nedan 100 mikron (0,1 mm)Verklig noggrannhet är beroende av noggrann skrivarförberedelse. Från nivellering av byggplattan och justering av munstycksavstånd till filamentkonsistens och kalibrering av flödeshastighet, fungerar inställningshårdvaran som den främsta noggrannhetskontrollpunkten innan jämförelse av materialgränser.

2. Resolutionskrav

Delkomplexitet spelar också en begränsande roll oberoende av termoplastens hållfasthet. Till exempel, ABS kan tillåta invecklade 40-mikronkanaler att flöda PLA:s lägre tröskel på 60 mikron, men en sådan hypotetisk upplösning överträffar många skrivarmunstyckens kapacitet till att börja med. Definiera nödvändiga dimensioner och toleranser med hjälp av din tillgängliga hårdvara som utgångspunkt innan du utvärderar alternativ.

3. Materialegenskaper

Leverantörsdata tyder på att ABS har en liten fördel vad gäller noggrannhet, då det kan trycka slutanvändningsdelar och sammansättningar inom en dimensionstolerans på 0,5 mm. PLA-utskrifter tenderar att ha toleranser på 200 mikron på kommersiella system på grund av ökad viskositet och kylrelaterad krympning. Detta gynnar ABS för tättslutande komponenter som snäppkopplingar. Med det sagt kan flera efterbehandlingstekniker förbättra noggrannheten när kraven kräver det.

Kostnads- och sourcinganalys

Kostnaderna för filament ökar under långa prototyp- och produktionsflöden. Även om det inte är någon ekonomisk avgörande faktor ensam, kan förståelse för prissättning och sourcing effektivisera planeringen i större skalor.

1. Kostnadsjämförelse för filament

Standard PLA-filament kostar cirka 20 dollar per kg spole från industriella källor. Specialblandningar och kompositer med högre infyllning eller tillsatser för förbättrad styrka och flexibilitet närmar sig 30 dollar per kg.

ABS-filament kostar i genomsnitt något högre, 22–35 dollar per kg beroende på renhet och tillverkningsprocesser. Mest konsumeras som produktionsmaterial, Storköp sänker ABS-priserna till under premium PLA-kompositer i masskvantitet.

2. Inköpsalternativ och tillgänglighet

Tack vare ett brett införande av additiv tillverkning och bioplastinitiativ erbjuder de flesta onlineleverantörer flera PLA-materialvarianter på begäran med kostnadseffektiv global frakt från alla större filamenttillverkare. Medan färre fysiska butiker lokalt lagerför specialiserade PLA, håller den utbredda e-handelsåtkomsten utvalda blandningar snabbt tillgängliga för dig.

Tillgång till ABS kräver noggrant leverantörsval, eftersom färre tillverkare tillgodoser produktionsserier på grund av PLA:s marknadsdominans. Ledtiderna för specialblandningar av ABS tar ofta 1–3 veckor att producera på beställning.Kontrollera tillverkarna för tillgängliga ABS-filament innan du köper in nischmaterialet.

Användarvänlighet vid utskrift

Fråga vilken 3D-utskriftsveteran som helst att återberätta sin mest frustrerande användarupplevelse – chansen är stor att de kommer att beskriva misslyckade utskrifter med skeva och skalade lager bland utspridda ABS-skärvor. Temperamentskänslighet plågar ABS och kräver noggranna miljökontroller. Lär dig processer som ökar framgången vid första utskriften.

1. Att få sängens vidhäftning rätt

PLA:s förlåtande flexibilitet möjliggör stark vidhäftning på ytor som tejp, PEI-ark eller lim vid munstyckstemperaturer mellan 185°–220°CABS behöver upp till 110 °C uppvärmda tryckbäddar, vilket riskerar energislöseri och brandrisker utan automatiserade kontroller.

2. Förebygga problem med skevhet

ABS-deformation uppstår också ofta som högre munstycksvärme (230°C+) möter sval omgivningsluft, medan PLA:s lägre trycktemperaturer motstår denna distorsion. Alternativ för att förhindra skevhet för förbättrad ABS-vidhäftning inkluderar kammarhöljen eller kontrollerat luftflöde runt tryckområdet.

För att motverka skevhet i ABS-utskrifter, flera högkvalitativa FDM 3D-skrivarmärken, såsom QIDI Tech, har integrerade avancerade funktioner som "Kammarens aktiva uppvärmning för kontrollerad temperatur". Detta system reglerar noggrant temperaturen i utskriftskammaren och upprätthåller en jämn miljö som avsevärt minskar problem med skevhet.

3. Beaktande av rökfaktorn

Samtidigt frigörs betydligt mer skarpa ångor vid uppvärmning av ABS-plast till kondensationstemperaturer än PLA:s svaga lukt under utskrift. Krav på särskilda ventilationskapslingar eller filtreringstillägg, offline-säkerhetsutrustning, driftskostnader och städningsbesvär avskräcker tillfällig användning av ABS i 3D-operationer på skrivbordet utan sådan infrastruktur på plats.

Styrka hos tryckta delar

Färdiga objekt måste motstå rimliga påfrestningar som förväntas inom tillämpningsmiljöer - men skiljer sig materialen åt i funktionella mekaniska egenskaper?

1. Slag- och draghållfasthet

Branschstandardiserade stöt- och spänningstester avgör ABS ger 2–3 gånger stöttålighet jämfört med PLA-utskrifter, motstår upp till 15–20 kJ/m² innan sprickbildning. Detta förhindrar splittring vid måttliga fall och kollisioner. Förstärkta PLA-kompositer täcker hållbarhetsskillnader i nära ABS-intervall, men standard PLA-medelvärden 4–6 kJ/m² effekttrösklar genom jämförelse före snapping.

2. Termiska egenskaper under belastning

Slutna enhetsmiljöer visar också att ABS behåller högre styrka än PLA mellan -20 °C och 80 °C. Allt eftersom driftstemperaturerna varierar blir ABS bara styvare medan PLA mjuknar och deformeras gradvis över 60°C+. Ta hänsyn till driftsklimatförhållandena i materialets prestandaprognoser.

Önskade estetiska egenskaper

Bortsett från funktionen kan dålig ytfinish eller oönskad transparens undergräva estetiska tillämpningar av 3D-utskrift inom konst, arkitektur och industridesign där utseendet är av största vikt. Hur står sig huvudpelarna i förskönande byggen?

1. Utjämning av strata: Minimering av synliga lager

I rå, obehandlad form, ABS ger något jämnare synliga trycklager direkt från munstycket tack vare snabbare kylningshastigheter som förhindrar tydliga lagerlinjer som plågar vertikala PLA-ytor.Dock, Olika ångutjämningstekniker gör det möjligt för båda materialen att i slutändan uppnå glansig formsprutad estetik där det behövs efterproduktion.

2. Grundning för färg: Möjliggör kreativa alternativ

På råplast, PLA klarar målning och kreativ efterbehandling, som att jämna ut acetonångor, bättre än ABS, vilket tenderar att avvisa sprayfärgs vidhäftning utan noggrann slipningsförberedelse först. Ingen dominant framträder här. Båda materialen tillfredsställer kreativa behov med korrekta arbetsflöden.

Funktionella termiska gränser

Oavsett om det gäller att prototypframställa småskaliga specialkapslingar eller stora produktionslinjemonteringar, avgör förståelsen av termiska beteenden lämpliga tillämpningar för båda termoplasterna i uppvärmda verkliga miljöer.

1. Definiera värmebeständighet

Med genomsnittliga omgivande atmosfäriska förhållanden som driftsbakgrund har PLA en glasövergångstemperatur på cirka 60 °C innan den deformeras. Detta termiska tak begränsar tillämpningar som behållare med het vätskeform eller små motordelar som utsätts för måttliga temperaturer under motorhuven.

Under tiden, ABS har en glasövergångstemperatur på i genomsnitt 105 °C, vilket utökar genomförbarheten för varmvattensystem, livsmedelsutrustning och vissa fordonsmiljöer innan dess tröskelvärde för värmebeständighet når.

2. Förtydligande av ideala tillämpningar

Med dessa glaspunkter i åtanke som funktionella avskärningar, PLA fungerar tillförlitligt under 60 °C i driftsklimat som vardagliga hushållsapparater, brygginstrument eller konceptuella renderingar som inte utsätts för extrema temperaturer i slutanvändningen. ABS tål tillförlitligt miljöer på 80–100 °C+, från fordonskomponenter till hushållsartiklar som behöver termiska buffertar som produkter eller delar.

Säkerhetsfaktorer: Avgasning och avfallshantering

Från lokala verkstäder till industrianläggningar, säkerhet är fortfarande en prioriterad fråga kring ett bredare införande av 3D-utskrifter i takt med att utsläpp och avfallshantering blir föremål för ökad offentlig reglering under de senaste decennierna.

1. VOC och partikelproblem

Uppvärmt ABS-filament producerar styrengas och ultrafina partiklar (UFP) som är giftiga vid vissa tröskelvärden, vilket är kopplat till irritation och särskilt nedsatt lungfunktion. Begränsad forskning om ABS-utsläpp gör det svårt att vara säker på detta, men PLA släpper ut betydligt färre VOC baserat på tillgängliga utsläppsdata hittills. Använd alltid kapslingar och andas försiktigt.

2. Återvinning och biologisk nedbrytning

De bioplastiska egenskaperna gör det möjligt PLA-filament att naturligt brytas ner genom industriell kompostering erbjuder en tydlig hållbarhetsfördel jämfört med ackumulering av ABS-avfall med tanke på De flesta återvinningsföretag kan inte bearbeta 3D-utskriftsplastStödet för återtagare växer långsamt, men att göra sig av med PLA-rättigheter är fortfarande betydligt grönare för tillfället.

Rekommenderade tillämpningar: ABS vs. PLA

Medan tekniska specifikationer och testdata styr kapaciteten, kräver verklig framgång att matcha materialbeteenden med lämpliga tillämpningar för att maximera deras potential.

1. Att välja PLA framför ABS när...

Föredra PLA för smidiga visuella prototyper, anpassningsbara verktygsjiggar, snabba koncept och presentationsmodeller som inte står inför termiska krav. Alla designer som drar nytta av tåligare men biologiskt nedbrytbara egenskaper ger också starka funktionella användningsområden här.

2. Att välja ABS framför PLA för...

Välj ABS när du konstruerar robusta funktionella komponenter och anpassade kapslingar som kräver högre hållbarhet, värmebeständighet och precision.De flesta fixturer och slutanvändarprodukter som utsätts för betydande belastning och klimatstress kräver praktiskt taget ABS-egenskaper för att fungera tillförlitligt på lång sikt.

3. Att överväga en hybridmetod

För extremt krävande applikationer utnyttjar en hybridmetod kompletterande fördelar. Lätta PLA-modeller vägleder formfaktorer förfinade i robust ABS-utförande. Kreativ PLA-skyltning pryder robusta ABS-höljesstrukturer optimerade i efterhandKombinera styrkor strategiskt.

Anpassa materialet till behoven

Det finns inget universellt "bättre" material mellan populära ABS- och PLA-filamentNoggrannhet i delarna, hållfasthetskrav, driftsförhållanden, utsläpp, avfallsplaner och tillämpningsmål tillsammans bidrar till det ideala materialvalet från fall till fall. Hållbarhetsaspekter prioriterar i allt högre grad förnybara bioplaster som PLA för tillverkning i korta serier som är mindre beroende av funktionalitet. För ingenjörer behåller ABS värdefull motståndskraft under årtionden av beprövad industriell prestanda. Men att hitta rätt balans mellan dessa termoplaster höjer båda genom att utnyttja kompletterande styrkor i kontexten. Specificera dina mål, utvärdera avvägningarna och förenkla beslut genom att matcha avsedda användningsområden med ideala egenskaper som dessa klassiska material erbjuder.

Läs mer

• Guide till 3D-utskriftsmaterial: Innovera din tillverkning
• SLA vs FDM 3D-utskrift: Vilken teknik bör du välja?
• 3D-skrivare: Prissättningsfaktorer och kostnadsöverväganden (2024)