PLA vs. ABS filamenti za 3D ispis: u čemu je razlika?

FDM, ili Fused Deposition Modeling, tehnika je 3D ispisa koja je uspješno prešla iz komercijalnog u potrošački prostor za 3D ispis. Većina kućnih FDM 3D pisača može rastopiti i ekstrudirati široku paletu termoplastičnih polimera u funkcionalne i kozmetičke dijelove. Međutim, velika većina entuzijasta 3D ispisa zaklinje se u PLA i ABS polimere, koji se prodaju u prikladnim namotama s filamentima.

Ali što čini ove filamente za 3D ispis popularnim i koji je od njih pravi izbor za vas?

Odgovor na ovo nijansirano pitanje uključuje razumijevanje fizičkih svojstava ovih materijala i kako se oni odnose na 3D ispisane dijelove. Hajdemo demistificirati ove popularne filamente kako bismo otkrili koji od njih najbolje odgovara vašim potrebama 3D ispisa.

Što je ABS i zašto ga je teško ispisati?

ABS, ili akrilonitril butadien stiren, jedan je od najranijih materijala koji se koristio kao filamenti za 3D ispis. Ime dolazi od tri primarne kemikalije koje se koriste u proizvodnji termoplastičnog polimera. Sastav ovih sastavnih kemikalija može se mijenjati kako bi se proizvele različite ABS mješavine koje odgovaraju različitim inženjerskim potrebama.

ABS se naširoko koristi u industriji injekcijskog prešanja za izradu uobičajenih potrošačkih proizvoda, u rasponu od kapica za ključeve i LEGO kockica do automobilskih komponenti i spojnica za cijevi. Niska cijena i laka dostupnost sirovih ABS peleta, u kombinaciji s poznavanjem materijala u proizvodnoj industriji, osigurali su njegovo usvajanje u komercijalnoj industriji 3D ispisa.

Komercijalni dio je važan jer ABS ima tendenciju skupljanja kako se materijal hladi. To čini komercijalne 3D pisače opremljene grijanim komorama za ispis obveznim za ispis ABS-a. Održavanje povišenih temperatura u komori sprječava da se ABS dijelovi ohlade usred ispisa i deformiraju zbog skupljanja koji slijedi. Inače je teško pouzdano ispisati ABS bez zatvaranja 3D pisača u grijanu građevinsku komoru.

Dugo vremena, pionir 3D ispisa Stratasys držao je patent za grijane i zatvorene komore za ispis. To je ostavilo potrošačke 3D pisače nesposobne za ispis ABS-a. Ljubitelji DIY 3D ispisa, međutim, mogli su slobodno izraditi pisače s grijanim komorama za gradnju bez da ih zasjeda Stratasysova vojska odvjetnika. To je ostavilo potrošačku industriju 3D ispisa bez održivih sredstava da dosegne mase.

Nije iznenađujuće da je industrija na kraju došla do novog filamenta koji bi mogao dobro funkcionirati s jeftinim, nezatvorenim pisačima.

PLA: 3D ispis s kotačićima za vježbanje

PLA, ili polilaktična kiselina, je “biorazgradivi” termoplast proizveden preradom prirodnih materijala kao što su šećerna trska i kukuruzni škrob. Iako možda ne ispunjava svoje tvrdnje da je biorazgradiv, PLA ipak to nadoknađuje svojom jednostavnošću ispisa. Dok ABS-u treba 3D pisač opremljen grijanim krevetom koji može doseći najmanje 200 °F, PLA je savršeno ispis čak i na negrijanim građevinskim površinama.

Većina PLA filamenata zahtijeva temperaturu mlaznice do 350 °F, ali ABS-u je potrebno najmanje 450 °F za dosljedan protok filamenta i snažno prianjanje među slojevima. Niže temperature ispisa samo jačaju svojstvenu prirodu PLA-a bez izvitoperenja, što olakšava ispis velikih PLA dijelova bez savijanja i delaminacije. To omogućuje ispis materijala bez kućišta, zahvaljujući svojoj urođenoj otpornosti na propuh i temperaturne promjene. Međutim, ispis velikih ABS dijelova nosi rizik od savijanja i delaminacije čak i u zatvorenim pisačima osim ako temperatura komore ne ostane iznad 140 °F.

Jednostavnost upotrebe PLA dodatno se proteže na njegovu sposobnost da se nosi sa mnogo strmijim prevjesima od bilo kojeg drugog filamenta za 3D ispis. To čak i najjeftinijim 3D pisačima omogućuje ispis zahtjevnih 3D modela bez rizika od deformacije. Niže temperature mlaznica također omogućuju PLA-u premošćivanje s lakoćom, što smanjuje ovisnost o nosačima - čime se čak i potpunim početnicima omogućuje da s relativnom lakoćom ispisuju komplicirane 3D modele.

Izuzetno opraštajuća priroda PLA filamenata čini ih nezamjenjivim kao kotači za vježbanje za početnike. Ispis s materijalom značajno smanjuje frustraciju povezanu s 3D ispisom, što potiče početnike da ustraju i uče napredne tehnike 3D ispisa vlastitim tempom. U međuvremenu, ovi Trikovi za 3D ispis može pomoći da se stvari još malo ubrzaju.

PLA vs. ABS: Usporedba fizičkih svojstava

Ne postoji besplatan ručak. Izreka vrijedi i za svijet 3D ispisa. Uz svu svoju jednostavnost ispisa, PLA blijedi u usporedbi s ABS-om kada je u pitanju praktična inženjerska primjena. Za početak, znatno je tvrđi od ABS-a, ali to ga čini i puno krhkijim. Ispustite dio otisnut u PLA-u i vrlo je vjerojatno da će se razbiti u komadiće.

U međuvremenu, ABS pokazuje veću čvrstoću na savijanje i popuštanje, što ga čini puno čvršćim. To mu omogućuje da bolje apsorbira vibracije i udare, kao i sile smicanja i zatezanja, nego PLA. Zanimljivo je da ABS postiže sve to dok je lakši od PLA za iste dijelove tiskane pri sličnoj volumetrijskoj gustoći. To čini ABS filament izborom za inženjerske primjene gdje su snaga i izdržljivost najvažniji.

Iako više temperature ispisa koje zahtijeva ABS otežavaju ispis, on također pruža vrhunsku temperaturnu otpornost. Dijelovi otisnuti u PLA filamentu se izobličuju kada su izloženi toplini većoj od 120 °F, dok ABS dijelovi mogu izdržati 200 °F prije nego što izgube svoj strukturni integritet. To čini ABS nezamjenjivim za funkcionalne dijelove koji se koriste u unutrašnjosti automobila i odjeljcima motora. Većina dijelova 3D pisača također se ispisuje pomoću ABS-a, osobito kada se postavljaju u blizini izvora topline.

Međutim, najveća mana korištenja PLA u bilo koju funkcionalnu svrhu je njegova nevjerojatna sklonost puzanju. To se odnosi na plastičnu deformaciju PLA pod stalnim tlačnim i vlačnim opterećenjima. Zategnite vijak u PLA dio i tlačna sila će uzrokovati zgnječenje materijala tijekom vremena. Kao rezultat toga, morat ćete redovito zatezati vijak sve dok dio na kraju ne pokvari. Isti fenomen također uzrokuje postupno spuštanje nosivih PLA dijelova tijekom vremena. To ograničava materijal na kozmetičke komponente i čini ga lošim izborom za funkcionalne i inženjerske primjene.

Zašto je ABS još uvijek bitan u 3D ispisu?

Iako tradicionalni ABS može biti izazovan za ispis, mnoge varijacije ABS mješavina koje se lako ispisuju (kao što je eSunov ABS+) uspješno tiskaju čak i na jeftinim pisačima zatvorenim u jednostavnim kartonskim kutijama. Trebate više krutosti u svojim dijelovima? ABS filamenti ojačani ugljičnim vlaknima ne samo da nude bolju krutost i vlačnu čvrstoću, već također značajno smanjuju savijanje i poboljšavaju mogućnost ispisa. U međuvremenu, ABS filamenti ojačani staklenim vlaknima poboljšavaju krutost i mogućnost ispisa bez žrtvovanja žilavosti.

Dok PLA i ABS lako podnose boju, potonji je bolji za naprednu naknadnu obradu. ABS se može lakše brusiti nego PLA za početak, što olakšava pripremu površine za temeljno premazivanje i bojanje. Međutim, sklonost ABS-a da se otopi u acetonu dodaje potpuno novu dimenziju tehnikama naknadne obrade. Spajanje ABS dijelova je jednostavno zavarivanje acetonom, koje jednostavno uključuje izlaganje spojnih površina acetonu. Tehnika zaglađivanja acetonskom parom prilično je jednostavna i pristupačna metoda za potpuno uklanjanje slojeva s ABS dijelova kako bi se postigla glatka završnica.

ABS je također prilično otporan na upijanje vlage, obično je najjeftinija opcija filamenta, a sve to čini, zadržavajući mogućnost iznimno brzog ispisa. Zapravo, Voron asortiman CoreXY pisača (više možete saznati u našoj Voron vodič za početnike) su relativno jeftini zatvoreni strojevi koji su posebno dizajnirani za ispis ABS-a pri iznimno velikim brzinama. Da to stavimo u perspektivu, pisač Voron 0.1 koji smo nedavno izradili može ispisivati ​​ABS pri brzini od 200 mm/s, zadržavajući izvrsnu kvalitetu ispisa.

PLA vs. ABS: Koji biste trebali odabrati?

Iako PLA pokazuje usporedive razine otpornosti na vlagu, isplativosti i brzine ispisa, još uvijek nije prikladan za inženjerske primjene. Međutim, još uvijek je znatno sigurniji od ABS-a, koji ima tendenciju ispuštanja štetnih HOS-ova (hlapljivih organskih spojeva) tijekom ispisa.

Kao takav, PLA je nezamjenjiv za početnike da brzo nauče konopce 3D ispisa bez puno frustracija. To je također izvediva opcija za nezatvorene pisače i za one koji tiskaju samo kozmetičke dijelove. Međutim, nakon što ste izrezali zube na PLA, vrijedi istražiti srednje filamente kao što je PETG koji lako ispisuju na nezatvorenim pisačima, a istovremeno nude bolju čvrstoću i otpornost na toplinu u usporedbi s PLA.

Kako značajno smanjiti račun za energiju za 3D ispis

Pročitajte dalje

O autoru