ПЛА вс. АБС филаменти за 3Д штампање: у чему је разлика?

ФДМ, или Фусед Депоситион Моделинг, је техника 3Д штампања која је успешно прешла са комерцијалног на потрошачки простор 3Д штампања. Већина кућних ФДМ 3Д штампача може да растопи и екструдира широк спектар термопластичних полимера у функционалне и козметичке делове. Међутим, велика већина ентузијаста 3Д штампања заклиње се у ПЛА и АБС полимере, који се продају у згодним калемовима са филаментима.

Али шта чини ове филаменте за 3Д штампање популарним и који је од њих прави избор за вас?

Одговор на ово нијансирано питање укључује разумевање физичких својстава ових материјала и како се они односе на 3Д штампане делове. Хајде да демистификујемо ове популарне филаменте да бисмо открили који од њих најбоље одговара вашим потребама 3Д штампања.

Шта је АБС и зашто га је тешко штампати?

АБС, или акрилонитрил бутадиен стирен, један је од најранијих материјала који се користио као филаменти за 3Д штампање. Име потиче од три примарне хемикалије које се користе у производњи термопластичног полимера. Састав ових саставних хемикалија може се мењати како би се произвеле различите АБС мешавине које одговарају различитим инжењерским потребама.

АБС се широко користи у индустрији бризгања за прављење уобичајених потрошачких производа, у распону од капица за кључеве и ЛЕГО коцкица до аутомобилских компоненти и фитинга за цеви. Ниска цена и лака доступност сирових АБС пелета, у комбинацији са познавањем материјала у производној индустрији, обезбедили су његово усвајање у комерцијалној индустрији 3Д штампања.

Комерцијални део је важан јер АБС има тенденцију скупљања како се материјал хлади. Ово чини комерцијалне 3Д штампаче опремљене загрејаним коморама за штампање обавезним за штампање АБС-а. Одржавање повишених температура у комори спречава да се АБС делови охладе усред штампања и деформишу услед скупљања које следи. Иначе је тешко поуздано штампати АБС без затварања 3Д штампача у загрејану комору за изградњу.

Дуго времена, пионир 3Д штампања Стратасис држао је патент за загрејане и затворене коморе за штампање. Због тога су потрошачки 3Д штампачи неспособни да штампају АБС. Љубитељи „уради сам“ 3Д штампања, међутим, могли су слободно да направе штампаче са загрејаним коморама за уградњу, а да не буду у заседи Стратасисове војске адвоката. То је оставило потрошачку индустрију 3Д штампања без одрживих средстава да допре до маса.

Није изненађујуће да је индустрија на крају дошла до новог филамента који би могао добро да се игра са јефтиним, незатвореним штампачима.

ПЛА: 3Д штампање са точковима за тренирање

ПЛА, или полилактична киселина, је „биоразградива“ термопластика произведена прерадом природних материјала као што су шећерна трска и кукурузни скроб. Иако можда не испуњава своје тврдње да је биоразградив, ПЛА ипак то надокнађује својом лакоћом штампања. Док је АБС-у потребан 3Д штампач опремљен грејаним креветом који може да достигне најмање 200 °Ф, ПЛА је савршено за штампање чак и на негрејаним грађевинским површинама.

Већина ПЛА филамената захтева температуру млазнице до 350 °Ф, али АБС-у је потребно најмање 450 °Ф за конзистентан проток филамента и јаку међуслојну адхезију. Ниже температуре штампања само јачају инхерентну природу ПЛА без извитоперења, што олакшава штампање великих ПЛА делова без савијања и деламинације. Ово омогућава штампање материјала без кућишта, захваљујући његовој урођеној отпорности на промају ваздуха и температурне промене. Међутим, штампање великих АБС делова представља ризик од савијања и деламинације чак и у затвореним штампачима осим ако температура коморе не остане изнад 140 °Ф.

Лакоћа употребе ПЛА додатно се протеже на његову способност да се носи са много стрмијим превисима од било ког другог филамента за 3Д штампање. Ово омогућава чак и најјефтинијим 3Д штампачима да штампају изазовне 3Д моделе без ризика од деформације. Ниже температуре млазница такође омогућавају ПЛА да са лакоћом премошћује, што смањује зависност од носача — на тај начин омогућава чак и почетницима да штампају компликоване 3Д моделе са релативном лакоћом.

Изузетно попустљива природа ПЛА филамената чини их незаменљивим као точкови за вежбање за почетнике. Штампање са материјалом значајно смањује фрустрације повезане са 3Д штампањем, што подстиче почетнике да истрају и уче напредне технике 3Д штампања сопственим темпом. У међувремену, ови Хакови за 3Д штампање може помоћи да се ствари још мало убрзају.

ПЛА вс. АБС: Поређење физичких својстава

Не постоји бесплатан ручак. Изрека важи и за свет 3Д штампања. Уз сву своју лакоћу штампања, ПЛА бледи у поређењу са АБС-ом када је у питању практична инжењерска примена. За почетак, знатно је тврђи од АБС-а, али то га чини и много крхким. Испустите део одштампан у ПЛА-у и врло је вероватно да ће се разбити на комаде.

У међувремену, АБС показује већу чврстоћу на савијање и течност, што га чини много чвршћим. Ово му омогућава да боље апсорбује вибрације и ударце, као и силе смицања и затезања, него ПЛА. Занимљиво је да АБС постиже све ово док је лакши од ПЛА за исте делове штампане при сличној запреминској густини. Ово чини АБС филаментом по избору за инжењерске апликације где су снага и издржљивост најважнији.

Док више температуре штампања које захтева АБС отежавају штампање, он такође пружа супериорну температурну отпорност. Делови штампани у ПЛА филаменту се изобличују када су изложени топлоти већој од 120 °Ф, док АБС делови могу да издрже 200 °Ф пре него што изгубе свој структурни интегритет. Ово чини АБС незаменљивим за функционалне делове који се користе у унутрашњости аутомобила и моторном простору. Већина делова 3Д штампача се такође штампа помоћу АБС-а, посебно када се постављају у близини извора топлоте.

Међутим, највећа мана коришћења ПЛА у било коју функционалну сврху је његова необична склоност пузању. То се односи на пластичну деформацију ПЛА под сталним притиском и затезним оптерећењима. Затегните завртањ у ПЛА део, а сила притиска ће проузроковати да се материјал временом смрска. Као резултат тога, мораћете редовно да затегнете завртањ све док део на крају не поквари. Исти феномен такође узрокује да носећи ПЛА делови постепено падају током времена. Ово ограничава материјал на козметичке компоненте и чини га лошим избором за функционалне и инжењерске апликације.

Зашто је АБС и даље битан у 3Д штампању?

Иако традиционални АБС може бити изазов за штампање, многе варијације АБС мешавина које се лако штампају (као што је еСун-ов АБС+) успешно штампају чак и на јефтиним штампачима затвореним у једноставним картонским кутијама. Требате више крутости у вашим деловима? АБС филаменти ојачани карбонским влакнима не само да нуде бољу крутост и затезну чврстоћу, већ такође значајно смањују савијање и побољшавају могућност штампања. У међувремену, АБС филаменти ојачани стакленим влакнима побољшавају крутост и могућност штампања без жртвовања жилавости.

Док ПЛА и АБС могу лако да подносе боју, ово друго је боље за напредну накнадну обраду. АБС се може лакше брусити него ПЛА за почетак, што чини површину лакшом за припрему за грундирање и фарбање. Међутим, склоност АБС-а да се раствори у ацетону додаје потпуно нову димензију техникама накнадне обраде. Спајање АБС делова је лако са заваривањем ацетоном, које једноставно укључује излагање спојних површина ацетону. Техника изглађивања ацетонске паре је прилично једноставна и приступачна метода за потпуно уклањање слојева са АБС делова како би се постигла глатка завршна обрада.

АБС је такође прилично отпоран на апсорпцију влаге, обично је најјефтинија опција филамента, и све то чини док задржава могућност изузетно брзог штампања. У ствари, Ворон асортиман ЦореКСИ штампача (више можете сазнати у нашем Ворон водич за почетнике) су релативно јефтине затворене машине које су посебно дизајниране за штампање АБС-а при изузетно великим брзинама. Да бисмо ово ставили у перспективу, штампач Ворон 0.1 који смо недавно направили може да штампа АБС при брзини од 200 мм/с уз одржавање одличног квалитета штампе.

ПЛА вс. АБС: Коју би требало да изаберете?

Иако ПЛА показује упоредиве нивое отпорности на влагу, исплативости и брзине штампања, још увек није погодан за инжењерске апликације. Међутим, и даље је знатно безбеднији од АБС-а, који има тенденцију да избаци штетне ВОЦ (испарљива органска једињења) током штампања.

Као такав, ПЛА је неопходан за почетнике да брзо науче конопце 3Д штампања без много фрустрација. Такође је изводљива опција за штампаче без затвореног простора и за оне који штампају само козметичке делове. Међутим, након што исечете зубе на ПЛА, вреди истражити средње филаменте као што је ПЕТГ који лако штампају на незатвореним штампачима док нуде бољу чврстоћу и отпорност на топлоту у поређењу са ПЛА.

Како значајно смањити рачун за енергију за 3Д штампање

Реад Нект

О аутору