L'abs ou le pla sont-ils meilleurs pour l'impression 3d ?
Table of Contents
- Caractéristiques clés de l'ABS et du PLA
- Précision d'impression
- Analyse des coûts et de l'approvisionnement
- Facilité d'utilisation lors de l'impression
- Résistance des pièces imprimées
- Qualités esthétiques souhaitées
- Limites thermiques fonctionnelles
- Facteurs de sécurité : dégazage et élimination
- Applications recommandées : ABS vs PLA
- Contextualiser le matériel selon les besoins
- En savoir plus
La question de l’ABS ou du PLA suscite depuis des années un débat houleux dans les cercles de l’impression 3D, à mesure que la modélisation des dépôts fondus se généralise. Ces deux thermoplastiques courants offrent chacun des avantages en termes de résistance, d'apparence, de propriétés thermiques, d'imprimabilité ou de sécurité. À mesure que l’adoption se développe dans tous les secteurs, comprendre les distinctions clés devient essentiel pour correspondre caractéristiques des filaments avec des objectifs d’application. En évaluant les besoins de précision, les environnements de production, les émissions et les exigences fonctionnelles allant des prototypes aux pièces d'utilisation finale, les concepteurs peuvent tirer parti des mérites complémentaires des deux matériaux ou concentrer leurs efforts là où l'un excelle clairement par rapport à l'autre. Ce guide éclaire les détails derrière une sélection de plastique plus intelligente.
Une comparaison rapide entre l'ABS et le PLA dans l'impression 3D :
| Aspect | abdos | PLA |
|---|---|---|
| Résistance et durabilité | Résistance élevée aux chocs, bonne résistance à la traction, résistance chimique modérée | Résistance aux chocs inférieure, mais peut être améliorée avec des composites |
| Imprimabilité et précision | Bon à des températures de buse plus basses, précision légèrement meilleure | Plus facile à imprimer, plus indulgent, moins sujet à la déformation |
| Facilité d'utilisation | Nécessite un lit et une enceinte chauffants en raison de la déformation, émet des fumées | S'imprime bien sur diverses surfaces, odeur minimale, moins de problèmes de déformation |
| Durabilité | À base de pétrole, moins écologique, non compostable | Biodégradable, fabriqué à partir de ressources renouvelables comme la fécule de maïs |
| Coût | Prix moyen plus élevé que le PLA standard | Généralement moins chers, les types spécialisés sont plus chers |
| Propriétés thermiques | Meilleure résistance à la chaleur jusqu'à environ 105°CC | Plus doux au-dessus de 60 °C, ne convient pas aux applications à haute températures |
| Sécurité | Libère du gaz styrène lorsqu'il est chauffé, nécessite une ventilation | Moins d'émissions nocives, plus sûr pour une utilisation en intérieur |
| Applications | Convient aux pièces fonctionnelles nécessitant durabilité et résistance à la chaleur | Idéal pour les prototypes, les modèles non fonctionnels et les applications à faible contrainte |
| Esthétique | Peut obtenir une finition lisse avec des techniques de lissage à la vapeur | Accepte facilement la peinture et peut avoir fière allure avec un post-traitement minimal |
Caractéristiques clés de l'ABS et du PLA
1. Qu'est-ce que l'ABS en impression 3D?
Acrylonitrile butadiène styrène (ABS) représente le classique Impression FDM matériau utilisé depuis le début de la technologie il y a plus de 30 ans. Ce plastique à base de pétrole offre :
- Résistance et durabilité : L'ABS présente une résistance aux chocs, une résistance à la traction et une flexibilité élevées, ainsi qu'une résistance modérée à la chaleur et aux produits chimiques. Sa résilience convient aux applications fonctionnelles.
- Impression très détaillée :La possibilité d'imprimer à des températures de buse plus basses permet une meilleure précision et des fonctionnalités complexes par rapport à d'autres matériaux.
- Popularité de l’industrie : L'ABS est omniprésent, en particulier dans les applications de conception automobile, d'appareils grand public et de produits, au fil des décennies.
2. Qu'est-ce que le PLA en impression 3D?
Acide polylactique (PLA) offre une alternative de plus en plus populaire. En tant que plastique d'origine biologique dérivé de matières premières organiques comme la fécule de maïs ou la canne à sucre, le PLA offre :
- Facilité d'impression : Le PLA imprime en douceur à toutes les températures de buse tout en émettant une odeur minimale et en évitant les problèmes de déformation extrêmes qui affectent l'ABS. Cela permet des impressions plus simples.
- Sécurité:Le PLA produit beaucoup moins de fumées nocives, éliminant ainsi le besoin d'ABS d'enceintes ventilées dédiées pendant l'impression.
- Durabilité: Le PLA compostable est attrayant du point de vue de la durabilité environnementale, car les déchets se biodégradent facilement au fil des mois au lieu des siècles.
Précision d'impression
L’une des principales frustrations auxquelles sont confrontés les nouveaux passionnés d’impression 3D concerne les tests d’impression initiaux qui ont mal tourné. Les coins déformés, les taches de filament et les dimensions dépassant largement les valeurs attendues représentent des griefs courants. Lorsque de petits détails font ou défont votre candidature, l'exactitude et la précision peuvent orienter les débats importants dès le début du projet.
1. Calibrage correct de l'imprimante
Bien que capable d'une résolution impressionnante étant donné les paramètres optimaux ci-dessous 100 microns (0,1 mm), la précision réelle repose sur une préparation minutieuse de l'imprimante. Du nivellement de la plaque de construction et des ajustements de l'écartement des buses à l'étalonnage de la cohérence du filament et du débit, le matériel de composition constitue le principal point de contrôle de précision avant comparer les limites matérielles.
2. Exigences de résolution
La complexité des pièces joue également un rôle limitant, indépendamment des résistances thermoplastiques. Par exemple, L'ABS peut permettre à des canaux complexes de 40 microns de circuler jusqu'au seuil inférieur de 60 microns du PLA., mais une telle résolution hypothétique dépasse de nombreuses capacités des buses d’imprimante. Définissez les dimensions et tolérances indispensables en utilisant votre matériel disponible comme référence avant d’évaluer les options.
3. Propriétés des matériaux
Les données des fournisseurs suggèrent que l'ABS présente un léger avantage en termes de précision, capable d'imprimer des pièces et des assemblages d'utilisation finale dans une tolérance dimensionnelle de 0,5 mm. Les impressions PLA tendent vers des tolérances de 200 microns sur les systèmes commerciaux en raison de l'augmentation de la viscosité et du retrait lié au refroidissement. Cela favorise l'ABS pour les composants bien ajustés comme les joints à pression. Cela dit, plusieurs techniques de post-traitement peuvent améliorer la précision lorsque les exigences l'exigent.
Analyse des coûts et de l'approvisionnement
Les dépenses liées aux filaments s'additionnent au fil des longs flux de prototypage et de production. Bien qu’il ne s’agisse pas à lui seul d’un problème financier, la compréhension des prix et de l’approvisionnement peut rationaliser la planification à plus grande échelle.
1. Comparaison des coûts des filaments
Les filaments PLA standard se vendent environ 20 $ par bobine de 1 kg provenant de sources industrielles. Les mélanges et composites spécialisés comportant un remplissage ou des additifs plus élevés pour une résistance et une flexibilité améliorées se rapprochent de 30 $ le kg.
Les filaments ABS sont en moyenne légèrement plus élevés, entre 22 et 35 dollars le kg. en fonction de la pureté et des procédés de fabrication. Les plus consommés comme matériaux de production, l’achat en gros fait baisser les prix de l’ABS en dessous des composites PLA haut de gamme en quantité massive.
2. Options d'approvisionnement et disponibilité
Grâce à l'adoption généralisée des initiatives de fabrication additive et de bioplastique, la plupart des fournisseurs en ligne proposent plusieurs variétés de matériaux PLA à la demande avec une expédition mondiale rentable de la part de tous les principaux producteurs de filaments. Alors que moins de magasins physiques stockent localement des PLA spécialisés, l'accès généralisé au commerce électronique permet de conserver rapidement les mélanges choisis à votre porte.
L'accès à l'ABS nécessite une sélection minutieuse des fournisseurs, car moins de fabricants assurent la production en raison de la domination du marché par le PLA. Les délais de livraison pour les mélanges ABS spéciaux prennent souvent de 1 à 3 semaines pour être produits sur commande. Vérifiez auprès des fabricants les filaments ABS disponibles avant de vous procurer le matériau de niche.
Facilité d'utilisation lors de l'impression
Demandez à n’importe quel vétéran de l’impression 3D pour raconter leur expérience utilisateur la plus frustrante - il y a de fortes chances qu'ils décrivent échecs d'impression avec des couches déformées et pelées parmi des éclats d'ABS éparpillés. La sensibilité capricieuse afflige l’ABS, nécessitant des contrôles environnementaux composés. Apprenez les processus qui stimulent le succès de la première impression.
1. Obtenir une bonne adhérence au lit
La flexibilité indulgente du PLA permet une forte adhérence du lit sur des surfaces telles que du ruban adhésif, des feuilles PEI ou de la colle à des températures de buse comprises entre 185 - 220°C°C. L'ABS nécessite des lits d'impression chauffés jusqu'à 110 °C, ce qui risque de gaspiller de l'énergie et d'incendie sans contrôles automatisés..
2. Prévenir les problèmes de déformation
La déformation de l'ABS se produit également fréquemment lorsque chaleur de buse plus élevée (230C+)) rencontre l'air ambiant frais, tandis que les températures d'impression plus basses du PLA résistent à cette distorsion. Les options de prévention du gauchissement pour une meilleure adhérence de l'ABS incluent des enceintes de chambre ou un flux d'air contrôlé autour de la zone d'impression.
Pour lutter contre la déformation des impressions ABS, plusieurs marques d'imprimantes 3D FDM de haute qualité, tel que Technologie QIDI, ont intégré des fonctionnalités avancées comme le "Chauffage actif de la chambre pour une température contrôlée". Ce système régule méticuleusement la température à l'intérieur de la chambre d'impression, maintenant un environnement cohérent qui atténue considérablement les problèmes de déformation.
3. Considérant le facteur de fumée
Pendant ce temps, chauffer le plastique ABS à des températures de liquéfaction libère des fumées beaucoup plus âcres que la légère odeur du PLA lors de l'impression. La nécessité de boîtiers de ventilation dédiés ou de modules complémentaires de filtration, d'équipements de sécurité hors ligne, de dépenses d'exploitation et de problèmes de nettoyage dissuade l'utilisation occasionnelle de l'ABS dans les opérations 3D de bureau sans qu'une telle infrastructure soit en place.
Résistance des pièces imprimées
les objets finis doivent résister aux contraintes raisonnables attendues dans les environnements d'application - mais les matériaux diffèrent-ils par leurs propriétés mécaniques fonctionnelles?
1. Performances d'impact et de traction
Les tests de choc et de tension conformes aux normes de l'industrie déterminent L'ABS offre une résistance aux chocs 2 à 3 fois supérieure à celle des impressions PLA, résistant jusqu'à 15-20kJ/m² avant de se fracturer. Cela évite les éclats en cas de chutes et de collisions modérées. Les composites PLA renforcés comblent les écarts de durabilité dans les gammes proches de l'ABS, mais les moyennes du PLA standard 4-6kJ/m² seuils d'impact par comparaison avant claquement.
2. Qualités thermiques sous charge
Les environnements d'appareils fermés révèlent également que l'ABS conserve une résistance plus élevée que le PLA entre -20 °C et 80 °C.C. À mesure que les températures de fonctionnement fluctuent, l'ABS ne fait que devenir plus rigide tandis que le PLA se ramollit et se déforme progressivement au-dessus de 60 °C. Tenez compte des conditions climatiques d’exploitation dans les projections de performances des matériaux..
Qualités esthétiques souhaitées
La fonction mise à part, une mauvaise finition de surface ou une transparence indésirable peuvent nuire aux applications esthétiques de L'impression 3D dans l'art, l'architecture et le design industriel dans lesquels l'apparence est primordiale. Comment les piliers empilent-ils les constructions embellissantes?
1. Lissage des strates : minimiser les couches visibles
Sous forme brute et intacte, L'ABS offre des couches d'impression visibles légèrement plus lisses directement depuis la buse grâce à des taux de refroidissement plus rapides qui évitent les lignes de couche prononcées qui affectent les surfaces verticales du PLA. Cependant, diverses techniques de lissage à la vapeur permettent aux deux matériaux d'obtenir une esthétique brillante moulée par injection là où cela est nécessaire après la production.
2. Amorçage pour Paint : activation des options créatives
Sur les plastiques bruts, Le PLA accepte mieux la peinture et le post-traitement créatif comme le lissage des vapeurs d'acétone que l'ABS., qui a tendance à rejeter l’adhérence de la peinture en aérosol sans une préparation préalable rigoureuse par ponçage. Aucun dominateur n’émerge ici. L’un ou l’autre matériau répond aux besoins créatifs avec des flux de travail appropriés.
Limites thermiques fonctionnelles
Qu'il s'agisse du prototypage de boîtiers personnalisés en petits lots ou d'assemblages de grandes lignes de production, la compréhension des comportements thermiques détermine les applications appropriées pour les deux thermoplastiques dans des environnements réels chauffés.
1. Définir la résistance thermique
En supposant des conditions atmosphériques ambiantes moyennes comme toile de fond de fonctionnement, le PLA atteint en moyenne une transition vitreuse d'environ 60 °C avant de se déformer. Ce plafond thermique limite les applications telles que les récipients à liquide chaud ou les petites pièces de moteur confrontées à des températures modérées sous le capot..
Entre-temps, L'ABS offre une température de transition vitreuse de 105 C en moyennee, élargissant la faisabilité des systèmes d'eau chaude, des équipements de transformation des aliments et de certains environnements automobiles avant d'atteindre son seuil de résistance à la chaleur.
2. Clarifier les applications idéales
En gardant à l'esprit ces points de verre comme seuils fonctionnels, Le PLA fonctionne de manière fiable dans des climats de fonctionnement inférieurs à 60 °C, comme les gadgets ménagers de tous les jours., instruments de brassage ou rendus conceptuels qui ne sont pas confrontés à des températures extrêmes lors de l'utilisation finale. L'ABS résiste de manière fiable aux environnements de 80 à 100 C+, aux composants du véhicule ainsi qu'aux articles ménagers nécessitant des tampons thermiques en tant que produits ou pièces..
Facteurs de sécurité : dégazage et élimination
Des ateliers de quartier aux installations industrielles, la sécurité reste une question prioritaire dans le cadre d’une adoption plus large de l’impression 3D alors que les émissions et la gestion des déchets sont soumises à une réglementation publique accrue au cours des dernières décennies.
1. Préoccupations concernant les COV et les particules
Le filament ABS chauffé produit des émissions de gaz styrène et de particules ultrafines (UFP) toxiques à certains seuils, liées notamment à une irritation et à une fonction pulmonaire réduite. Les recherches limitées sur les émissions d'ABS rendent la confiance difficile, mais le PLA émet beaucoup moins de COV sur la base des données d'émission disponibles jusqu'à présent. Utilisez toujours des enceintes et respirez soigneusement.
2. Recyclage et biodégradation
Les propriétés du bioplastique permettant Filaments PLA se décomposer naturellement par le compostage industriel offre un avantage distinct en termes de durabilité par rapport à l'accumulation de déchets ABS étant donné la plupart des recycleurs ne peuvent pas traiter les plastiques imprimés en 3D. Le soutien des récupérateurs augmente lentement, mais la cession des droits PLA reste bien plus écologique pour le moment.
Applications recommandées : ABS vs PLA
Alors que les spécifications techniques et les données de test éclairent les capacités, le succès dans le monde réel nécessite de faire correspondre les comportements des matériaux avec des applications appropriées pour maximiser leur potentiel.
1. Choisir le PLA plutôt que l'ABS quand...
Privilégiez le PLA pour des prototypes visuels fluides, des gabarits d'outillage personnalisables, des concepts rapides et des modèles de présentation non confrontés aux exigences thermiques. Toute conception bénéficiant de propriétés plus résistantes mais biodégradables constitue également ici de solides cas d’utilisation fonctionnelle.
2. Opter pour l'ABS plutôt que le PLA pour...
Choisissez l'ABS lors de la conception de composants fonctionnels robustes et de boîtiers personnalisés nécessitant une durabilité, une résistance à la chaleur et une précision plus élevées. La plupart des luminaires et des produits d'utilisateur final confrontés à des contraintes notables et à des contraintes climatiques nécessitent pratiquement les propriétés de l'ABS pour fonctionner de manière fiable à long terme.
3. Envisager une approche hybride
Pour les applications ultra exigeantes, une approche hybride exploite des avantages complémentaires. Les maquettes légères en PLA guident les facteurs de forme affinés dans une exécution ABS robuste. Une signalisation créative en PLA orne des structures de boîtier en ABS robustes optimisées par la suite. Combinez les forces de manière stratégique.
Contextualiser le matériel selon les besoins
Il n'existe aucun matériau universellement « meilleur » entre les filaments ABS et PLA populaires.. La précision des pièces, les exigences de résistance, les conditions de fonctionnement, les émissions, les plans d'élimination et les objectifs d'application éclairent ensemble la sélection idéale des matériaux au cas par cas. Les préoccupations en matière de durabilité donnent de plus en plus la priorité aux bioplastiques renouvelables comme le PLA pour une fabrication à court terme moins dépendante de la fonctionnalité. Pour les ingénieurs, l’ABS conserve une résilience appréciée au fil des décennies de performances industrielles éprouvées. Pourtant, trouver le bon équilibre entre ces thermoplastiques élève les deux en tirant parti de leurs atouts complémentaires contextuellement. Spécifiez vos objectifs, évaluez les compromis et simplifiez les décisions en faisant correspondre les utilisations prévues avec les propriétés idéales que chacun de ces matériaux classiques offre.