ABS против PLA: решающее противостояние нитей для 3D-печати

История начала войны: Катастрофа с расплавленным держателем телефона

Стоял жаркий июльский день, и я был горд. Я только что спроектировал и распечатал на 3D-принтере свой собственный пользовательский телефон Крепление для моей машины. Дизайн был продуманным, качество печати безупречным, а гладкая чёрная нить выглядела профессионально. Я вставил в него телефон, полюбовался своей работой и отправился по делам. Припарковался, оставил машину на солнце на час и вернулся.

То, что я обнаружил, было картиной пластиковой бойни.

Мой прекрасный, жёсткий держатель для телефона не выдержал парникового эффекта в машине. Он провис, провис и деформировался, превратившись в кривую скульптуру в стиле Дали. Телефон лежал на ковриках, а само крепление было безвозвратно деформировано и бесполезно, как заварной чайник.

Что пошло не так? Я выбрал неподходящий инструмент для работы. напечатал крепление в PLA.

У PLA, бесспорного чемпиона по лёгкости и удобству печати, есть ахиллесова пята: очень низкая температура стеклования. Он размягчается при температуре всего лишь 60°C (140°F), которая легко достигается в припаркованной машине в солнечный день. Если бы я напечатал такое же изображение в… ABS, чтобы материала созданный для жары и стресса реальных применений, он был бы совершенно невозмутим.

Этот дорогостоящий и разочаровывающий урок научил меня самому важному правилу 3D-печати: Выбор материала имеет решающее значение. Вопрос не в том, «Лучше ли ABS, чем PLA?». Настоящий вопрос в том, «Какой Соответствуют ли свойства материала назначению моей детали? Это руководство — это глубокое погружение в этот вопрос, призванное уберечь вас от катастрофы с расплавленным держателем для телефона.

Глубокое погружение в PLA (полимолочную кислоту): народный чемпион

If нити для 3D-печати Если бы это были персонажи, PLA был бы дружелюбным, надёжным и всеобщим любимцем. Это материал по умолчанию, который поставляется с большинством принтеров, и не без оснований: он делает 3D-печать доступной каждому.

Что такое PLA и как он производится?

PLA (полимолочная кислота) — это биопластик, получаемый из возобновляемых ресурсов, таких как ферментированный кукурузный крахмал, сахарный тростник или жом сахарной свеклы. Именно растительное происхождение материала обуславливает его слегка сладковатый, напоминающий запах блинов, запах при печати и репутацию «экологичного» филамента. Сырье обрабатывается и экструдируется в туго намотанные катушки филамента, которые мы знаем и любим.

Опыт печати: почему PLA — король

Печать PLA — это мечта. В этом и заключается его основное преимущество.

• Низкая температура печати: PLA печатает при относительно низкой температуре — 190–220 °C. Это означает, что практически любой 3D-принтер, даже самые простые модели, справится с этой задачей.
• Подогреваемая кровать не требуется (но рекомендуется): Хотя подогретый до 50–60 °C стол улучшает адгезию, печать PLA часто можно успешно производить и на холодном столе с помощью клея-карандаша или синего малярного скотча.
• Минимальная деформация: У PLA очень низкий коэффициент теплового расширения. Это означает, что он практически не сжимается при охлаждении, что приводит к минимальной деформации и поднятию углов. Это главная причина его надёжности.
• Корпус не требуется: Поскольку он не сильно деформируется, его можно без проблем печатать на принтере под открытым небом.
• Благоприятные пары: Он выделяет очень мало летучих органических соединений (ЛОС), а его запах обычно считается неприятным.

Вариант «PLA+»: достойное обновление?

Часто можно увидеть катушки с маркировкой «PLA+» или «Tough PLA». Это не другой пластик, а запатентованная смесь PLA со специальными добавками. Эти добавки призваны преодолеть главный недостаток стандартного PLA: его хрупкость. Нити PLA+, как правило, прочнее, менее хрупкие и обладают немного лучшей ударопрочностью, чем их стандартные аналоги, часто при минимальном увеличении цены. Для функциональных деталей PLA+ практически всегда лучше стандартного PLA.

Плюсы PLA:

• Очень легко печатать: Неоспоримый чемпион по удобству печати и надежности.
• Низкая деформация и высокий процент успеха: Отпечатки гораздо реже выходят из строя из-за проблем с адгезией.
• Широкий выбор цветов и смесей: Доступно в огромном спектре цветов и композитов (древесный наполнитель, металлический наполнитель, светящийся в темноте).
• Хорошая детализация и качество поверхности: Возможность создания четких и детализированных отпечатков.
• Высокая жесткость и прочность на растяжение: PLA очень жесткий и прочный при растяжении.
• На растительной основе и биоразлагаемый (с подвохом): Получено из возобновляемых ресурсов.

Минусы PLA:

• Плохая термостойкость: Это его критический недостаток. Он размягчается и деформируется при низких температурах, что делает его непригодным для использования в условиях высокой температуры.
• Хрупкий: Стандартный PLA обладает низкой ударопрочностью. При падении или ударе он скорее разобьётся, чем погнётся.
• Трудно поддается постобработке: Он плохо поддается шлифовке (плавится от трения) и устойчив к воздействию химических шлифовальных средств.
• Биоразлагаемость вводит в заблуждение: Он не разлагается на свалке. Для его разложения требуется специальное промышленное компостное предприятие.

Лучшие области применения PLA:

• Прототипирование: Быстро, просто и надежно для проверки формы и посадки.
• Декоративные объекты: Статуэтки, модели, вазы и реквизит для косплея, которые не будут подвергаться нагрузкам.
• Функциональные части с низким уровнем напряжения: Простые кронштейны, органайзеры и приспособления для использования в условиях контролируемой температуры.

Подробное знакомство с АБС (акрилонитрилбутадиенстирол): промышленная рабочая лошадка

Если PLA — дружелюбный главный герой, то ABS — крепкий, бывалый ветеран. Этот материал использовался в производство Десятилетиями приборная панель вашего автомобиля, кубики конструктора LEGO и корпус клавиатуры, скорее всего, сделаны из АБС. Это промышленный термопластик, который обеспечивает такую ​​же прочность и устойчивость. мир 3D-печати, но это требует уважения и правильного оборудования.

Что такое АБС и как он производится?

АБС — это термопластик на основе нефти. Его название представляет собой аббревиатуру трёх мономеров, составляющих его химическую структуру:

• Акрилонитрил: Обеспечивает химическую стойкость и термическую стабильность.
• Бутадиен: Синтетический каучук, обеспечивающий прочность и ударопрочность.
• Стирол: Обеспечивает жесткость и глянцевую поверхность.

Именно эта смесь придает ABS его фирменную прочность, делая его оригинальным выбором. материал для инженеров и профессионалы.

Опыт печати: задача ABS

Печать ABS-пластиком значительно сложнее, чем печать PLA-пластиком. Для неё требуется более производительный принтер и более контролируемые условия.

• Высокая температура печати: Для АБС требуется гораздо более горячее сопло, обычно в диапазоне 230–260 °C.
• Подогреваемая кровать обязательна: Подогрев стола невозможен. Он должен быть настроен на высокую температуру, обычно 90–110 °C, чтобы поддерживать основу отпечатка тёплой и надёжно приклеенной.
• Сильное коробление: Это главная проблема печати ABS. У него высокий коэффициент теплового расширения, поэтому он сильно усаживается при охлаждении. Из-за усадки углы отпечатка отрываются от платформы, что приводит к катастрофической деформации и сбой печати.
• Корпус необходим: Чтобы бороться с деформацией, необходимо печать ABS в закрытом принтереКорпус удерживает тепло, повышая температуру окружающей среды вокруг объекта печати. ​​Это сохраняет тепло всей детали, уменьшает разницу температур и значительно снижает усадку и деформацию.
• Вредные пары: При нагревании АБС выделяет пары, содержащие летучие органические соединения (ЛОС) и стирол, которые имеют резкий, неприятный запах «горячего пластика» и потенциально опасны для вдыхания. Печать должна производиться в хорошо проветриваемом помещении.

Плюсы АБС:

• Отличная термостойкость: Выдерживает температуру до 100°C (212°F) без деформации.
• Высокая прочность и ударопрочность: АБС - это пластичный материал, Это гнётся и деформируется, прежде чем сломается, что делает его значительно более подходящим для деталей, которые будут подвергаться падениям, ударам или нагрузкам.
• Превосходная постобработка: Это его секретное оружие. АБС-пластик растворяется в ацетоне. Это позволяет проводить «сглаживание парами ацетона» — процесс, при котором внешний слой отпечатка расплавляется, полностью стирая границы между слоями и создавая гладкую, глянцевую поверхность, словно отлитую под давлением.
• Прочный и долговечный: Он хорошо выдерживает износ с течением времени.

Минусы АБС:

• Трудно печатать: Требуются высокие температуры, подогреваемая кровать и ограждение.
• Склонны к деформации и растрескиванию: Высокий процент неудач у новичков, если окружающая среда не контролируется.
• Сильные, потенциально вредные пары: Требуется отличная вентиляция.
• На нефтяной основе: Получается из невозобновляемых ресурсов.
• Требуется больше энергии: Высокие температуры сопла и основания потребляют больше электроэнергии.

Лучшие области применения ABS:

• Функциональные части конечного использования: Кронштейны, крепления, шестерни и механические компоненты.
• Автозапчасти: Компоненты интерьера, крепления приборной панели и детали, используемые в двигателе залив (вдали от сильной жары).
• Защитные корпуса: Корпуса для электроники, выделяющей тепло.
• Детали, требующие гладкой отделки: Все, что подлежит обработке ацетоном в эстетических или функциональных целях (например, для лучшей аэродинамики или водонепроницаемости).

Полное сравнение: PLA и ABS

Давайте выведем на ринг этих двух титанов и сравним их по наиболее важным показателям.

Прочность и долговечность (прочность против жесткости)

Это самое неверно понимаемое сравнение. Люди спрашивают: «Что сильнее?», но «сила» — это не просто свойство.

• Прочность на растяжение (жесткость): Это способность противостоять разрыву. Удивительно, но PLA часто имеет более высокую прочность на разрыв, чем ABS. Это очень жесткий и жесткий материал. Представьте себе стеклянную палочку: ее очень трудно согнуть.
• Ударная вязкость (прочность): Это способность поглощать внезапную энергию, например, падение или удар. Здесь, ABS — безоговорочный победитель. Входящий в его состав каучук (бутадиен) позволяет ему изгибаться и деформироваться, поглощая удары, не разрушаясь. PLA, будучи хрупким, часто легко ломается при таком же ударе.

Победитель: АБС для любого часть, которая должна выжить в реальной мир падений, ударов и стрессов.

Температурное сопротивление

Здесь нет никакого соревнования.

• ПЛА: Температура стеклования составляет около 60°C (140°F). Он деформируется в нагретом автомобиле, под прямыми солнечными лучами или вблизи источников тепла.
• ABS: Температура стеклования составляет около 105°C (221°F). Он стабилен и функционален в любых условиях, кроме самых экстремальных.

Победитель: АБС, в результате оползня.

Простота печати

Это обратная сторона битвы за термостойкость.

• ПЛА: Печатает при низких температурах, не требует подогрева стола (хотя он помогает) и не деформируется. Это как раз тот случай, когда «нажал кнопку печати и ушёл».
• ABS: Требуется точно настроенный станок, высокие температуры, идеально ровная и клейкая платформа, а также защитное ограждение для предотвращения коробления. Процесс обучения довольно сложный.

Победитель: НОАК, и это даже не близко.

Пары, запах и безопасность

• ПЛА: Обладает слегка сладковатым, в целом безобидным запахом. Хотя любая 3D-печать приводит к образованию ультрамелких частиц (УДЧ), ПЛА считается абсолютно безопасным для печати в помещении с нормальной вентиляцией.
• ABS: Издает сильный химический запах плавление пластика. Пары содержат стирол — известное летучее органическое вещество, которое лучше не вдыхать в течение длительного времени. Настоятельно рекомендуется активная вентиляция (например, вытяжной вентилятор), а наличие ограждения является практически необходимостью.

Победитель: НОАК.

Постобработка

• ПЛА: Можно шлифовать (осторожно, с водой, чтобы не расплавить), грунтовать и красить. Его сложно и безопасно выровнять химическими средствами.
• ABS: Его также можно шлифовать и красить. Его главная особенность — сглаживание парами ацетона, который обеспечивает чистота поверхности этого невозможно достичь с помощью PLA.

Победитель: АБС за его уникальные и мощные возможности отделки.

Устойчивость и воздействие на окружающую среду

Это сложнее, чем кажется.

• ПЛА: Изготавливается из возобновляемых растительных источников. Однако маркировка «биоразлагаемый» вводит в заблуждение. Для его разложения требуется промышленное компостирование с высокой температурой и влажностью; он может сохраняться веками на свалке или в океане.
• ABS: Изготовлен из нефти, невозобновляемого ресурса. Не биоразлагаем. Тем не менее, легко поддаётся вторичной переработке (код переработки № 9), хотя муниципальные программы переработки 3D-печатных объектов встречаются редко.

Победитель: НОАК, с большой звёздочкой. Он лучше с точки зрения поставок, но его утилизация после окончания срока службы не так проста, как предполагает его «зелёная» репутация.

Третий претендент: какое место занимают PETG и ASA?

Мир нитей не прост ПЛА против АБС Дуэль. Двое других Материалы имеют решающее значение для этого обсуждения, поскольку они были разработаны в частности, для устранения недостатков первоначальных двух.

PETG: современный гибрид

PETG (модифицированный полиэтилентерефталатгликолем) — это нить, которая пытается объединить лучшее из обоих миров.

• Объекты: Он почти так же прост в печати, как PLA, но обладает гораздо большей термостойкостью (~80°C) и долговечностью. Он гораздо меньше подвержен деформации, чем ABS. Он также считается безопасным для пищевых продуктов (см. характеристики производителя) и обладает превосходной химической стойкостью.
• Поймать: Его главный недостаток в том, что он может быть очень «тягучим» и склонным к образованию пятен, если настройки принтера настроены неправильно.
• Вердикт: Для многих пользователей PETG заменил ABS в качестве основного материала для изготовления пластиковых нитей. для функциональных деталей, предлагая превосходное сочетание прочности, термостойкости и пригодности для печати.

ASA: ABS для наружного применения

ASA (акрилонитрилстиролакрилат) — прямой химический родственник АБС. Представьте его как ABS 2.0.

• Объекты: Он обладает практически всеми замечательными свойствами ABS: высокой прочностью, ударопрочностью и термостойкостью. Он печатается очень похожим образом, требуя корпуса и высоких температур. Его суперспособность — это буква «А» в названии: акрилат, что даёт ему… мощная устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
• Вердикт: Если вы печатаете деталь для использования на открытом воздухе, которая будет подвергаться воздействию солнечного света, ASA однозначно превосходит ABS. ABS со временем станет хрупким и выцветет на солнце, тогда как ASA сохранит свою прочность и цвет.

Заключение: правильный инструмент для правильной работы

Итак, ABS-пластик лучше, чем PLA? Как мы видели на примере расплавленного держателя телефона, спрашивать, что лучше, — неправильный вопрос.

PLA лучше прототипирование и декорирование материала. Это бесспорный чемпион по скорости, надежности и простоте использования. Он позволяет воплотить идею в физический объект с минимальными усилиями, что делает его идеальным языком для творческого самовыражения и быстрой разработки дизайна.

ABS лучше инженерный и функциональный материал. Это закалённый в боях ветеран, который жертвует удобством ради производительности. Он обеспечивает вашим отпечаткам реальную прочность, надёжность и термостойкость, позволяя создавать детали, способные выдержать жару в раскалённой машине, в мастерской или в составе… рабочая машина.

Ваш путь оператора 3D-принтера — это создание набора материалов. Вы начинаете с PLA, чтобы освоить мастерство. Затем переходите к PETG для создания более прочных и надёжных функциональных деталей. А когда вам нужно создать что-то, способное выдерживать большие нагрузки и высокие температуры, вы справляетесь с трудностями ABS. Лучший филамент — это тот, который позволяет вашему творению идеально соответствовать своему назначению.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. ABS-пластик лучше, чем PLA?
ABS не всегда лучше, но это более прочный материал. Он значительно прочнее и термостойче, чем PLA. Однако PLA гораздо проще в печати. ​​Выбирайте PLA для простых и декоративных деталей; ABS — для функциональных деталей, требующих прочности и термостойкости.

2. Есть ли АБС? пластик подходит для 3D-печати?
Да, ABS — отличный материал для 3D-печати функциональных и прочных деталей. Однако он не рекомендуется новичкам из-за сложности печати. ​​Для печати требуется принтер с корпусом и высокотемпературным нагреваемым столом, а также хорошо проветриваемое помещение из-за выделения паров.

3. ABS медленнее, чем PLA?
Физическая скорость печати (мм/с) часто схожа. Однако при использовании ABS процесс печати может быть медленнее. Необходимо дождаться предварительного нагрева платформы и корпуса, а печать часто выполняется немного медленнее, чтобы обеспечить хорошую адгезию слоёв и снизить напряжение. Кроме того, более высокая частота отказов ABS может привести к увеличению времени, затрачиваемого на повторную печать.

4. В чем недостаток нити ABS?
Главные недостатки АБС: из-за сильной деформации им сложно печатать, для надежной печати требуется корпус, он выделяет сильные и потенциально вредные пары (стирол), а также он производится из невозобновляемой нефти.

5. Какой пластик более экологичен: ABS или PLA?
Всё сложно. ПЛА производится из возобновляемых растительных ресурсов, что является важным преимуществом. Однако он биоразлагается только на специальных промышленных предприятиях по компостированию, а не на свалках. АБС-пластик производится из нефти, но его легче перерабатывать (хотя услуги по переработке редки). В целом, ПЛА считается более экологичным выбором с точки зрения источников сырья.

6. ABS прочнее PETG?
ABS и PETG имеют схожую прочность на разрыв, но ABS, как правило, немного лучше ударопрочн и значительно лучше термоустойчив. Однако PETG гораздо прочнее и термостойче, чем PLA. и его гораздо легче печатать, чем ABS, что делает его популярным компромиссом между этими двумя материалами.

Ссылки и дополнительная литература

1. MatterHackers: Сравнение нитей Руководство – отличный ресурс для сравнения объектов недвижимости десятков типов нитей. matterhackers.com/filament-comparison-guide
2. PrusaPrinters: Material Guides – Подробные статьи от ведущего производителя принтеров о том, как печатать различными материалами. help.prusa3d.com/en/materials
3. Все3DP: «PLA и ABS: в чем разница?» — подробное онлайн-руководство, которое регулярно обновляется. all3dp.com/1/pla-vs-abs-filament-3d-printing
4. Исполнительный директор по охране труда и технике безопасности (HSE): Исследование выбросов наночастиц и ЛОС из 3D принтеры предоставляют научные данные по аспектам безопасности печати с разными нитями. hse.gov.uk (Поиск по запросу «выбросы от 3D-печати»).

Условия использования

Информация на этой странице предназначена только для информационных целей. RM Компания не предоставляет никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности или полноты данной информации. Для любых услуг третьих лиц, приобретённых через RM сеть, покупатель несет ответственность за указание и подтверждение параметров производительности, допусков, материалыи качество работы в процессе составления сметы. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами.o Свяжитесь с нами.

RM: Ваш партнер в области точного производства

RM является лидером отрасли в изготовление на заказ решения. Обладая более чем 20-летним богатым опытом, мы стали надежным партнером для более чем 5,000 клиентов по всему миру. Мы специализируемся на широком спектре производственных услуг, включая высокоточную обработку на станках с ЧПУ, изготовление изделий из листового металла, 3D печать, литье под давлением и штамповка металла — чтобы предоставить вам действительно комплексное обслуживание.

Наше предприятие мирового класса оснащено более чем 100 современными Обработка по оси 5 Центры и компании работают в строгом соответствии с системой менеджмента качества ISO 9001:2015. Мы стремимся предоставлять клиентам в более чем 150 странах решения, сочетающие скорость, эффективность и исключительное качество. Быстрое прототипирование до крупномасштабного производства мы гарантируем доставку в течение 24 часов, помогая вам получить конкурентное преимущество на рынке.Выбор РМ означает выбор эффективного, надежного и профессионального производственного партнера.

Ознакомьтесь с нашими возможностями уже сегодня, посетив наш веб-сайт: www.rapmaf.com