L'ABS ou le PLA sont-ils meilleurs pour l'impression 3D?
Table of Contents
- Caractéristiques principales 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 recherchées
- Limites thermiques fonctionnelles
- Facteurs de sécurité : dégazage et élimination
- Applications recommandées : ABS vs. PLA
- Contextualiser le matériel en fonction des besoins
- En savoir plus
La question de l'ABS par rapport au PLA suscite depuis des années un débat houleux dans les cercles d'impression 3D, alors que la modélisation par dépôt de fil fondu devient courante. 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 leur adoption s'étend à tous les secteurs, comprendre les distinctions clés devient essentiel pour correspondre Caractéristiques du filament avec des objectifs d'application. En évaluant les besoins de précision, les environnements de production, les émissions et les exigences fonctionnelles, 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 met en lumière les particularités qui sous-tendent une sélection plus intelligente de plastique.
Une comparaison rapide entre l'ABS et le PLA dans l'impression 3D :
| Aspect | ABS | PLA |
|---|---|---|
| Résistance et durabilité | Haute résistance aux chocs, bonne résistance à la traction, résistance chimique modérée | Résistance aux chocs plus faible, 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 tolérant, moins sujet à la déformation |
| Facilité d'utilisation | Nécessite un lit et une enceinte chauffés en raison de la déformation, émet des fumées | 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 l'amidon de maïs |
| Coût | Prix moyens plus élevés que le PLA standard | Généralement moins chers, les types spécialisés sont plus chers |
| Propriétés thermiques | Meilleure résistance à la chaleur jusqu'à environ 105°C | Plus doux au-dessus de 60°C, ne convient pas aux applications à haute température |
| 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 stress |
| Esthétique | Peut obtenir une finition lisse avec des techniques de lissage à la vapeur | Accepte facilement la peinture et peut avoir une belle apparence avec un post-traitement minimal |
Caractéristiques principales 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 élevée aux chocs, à la traction et à la flexibilité, ainsi qu'une résistance modérée à la chaleur et aux produits chimiques. Sa résilience convient parfaitement 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 automobiles, les appareils électroménagers et la conception de produits, depuis 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 biosourcé dérivé de matières premières organiques comme l'amidon 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 de l'ABS de disposer 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 sur plusieurs mois au lieu de plusieurs siècles.
Précision d'impression
L’une des principales frustrations auxquelles sont confrontés les nouveaux passionnés de l’impression 3D concerne les premiers tests d’impression qui tournent mal. Les angles déformés, les amas de filaments et les dimensions qui dépassent largement les valeurs attendues sont des griefs courants. Lorsque des détails précis font ou défont votre application, l'exactitude et la précision peuvent orienter les débats sur les matériaux dès le début du projet.
1. Calibrage correct de l'imprimante
Bien qu'il soit capable d'une résolution impressionnante avec les paramètres optimaux ci-dessous 100 microns (0,1 mm), la précision dans le monde réel repose sur une préparation minutieuse de l'imprimante. Du nivellement de la plaque de construction et des réglages de l'espacement des buses à la cohérence du filament et aux étalonnages du débit, le matériel de numérotation sert de point de contrôle de précision principal avant comparer les limites des matériaux.
2. Exigences en matière de résolution
La complexité des pièces joue également un rôle limitatif indépendamment des résistances thermoplastiques. Par exemple, L'ABS peut permettre à des canaux complexes de 40 microns de traverser le seuil inférieur de 60 microns du PLA, mais une telle résolution hypothétique dépasse de loin les capacités de nombreuses buses d'imprimante. Définissez les dimensions et les tolérances indispensables en utilisant votre matériel disponible comme base 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, permettant d'imprimer des pièces et des assemblages d'utilisation finale avec une tolérance dimensionnelle de 0,5 mm. Les impressions PLA ont tendance à atteindre des tolérances de 200 microns sur les systèmes commerciaux en raison de la viscosité accrue et du rétrécissement lié au refroidissement. Cela favorise l'ABS pour les composants bien ajustés comme les joints à encliquetage. 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 en filaments s'accumulent au fil des longs processus de prototypage et de production. Bien que le coût ne soit pas un facteur décisif à lui seul, la compréhension des prix et de l'approvisionnement peut simplifier la planification à plus grande échelle.
1. Comparaison des coûts des filaments
Les filaments PLA standard se vendent au détail pour environ 20 $ la bobine de 1 kg auprès de sources industrielles. Les mélanges et composites spéciaux contenant des charges plus élevées ou des additifs pour une résistance et une flexibilité améliorées se rapprochent de 30 $ par kg.
Les filaments ABS coûtent en moyenne légèrement plus cher, entre 22 et 35 dollars par kg en fonction de la pureté et des procédés de fabrication. La plupart sont consommés comme matériaux de production, Les achats en gros font baisser les prix de l'ABS en dessous des composites PLA haut de gamme en grande quantité.
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 économique depuis tous les principaux producteurs de filaments. Alors que de moins en moins de magasins physiques stockent localement des PLA spécialisés, l'accès généralisé au commerce électronique permet de garder les mélanges choisis à votre porte rapidement.
L'accès à l'ABS nécessite une sélection rigoureuse des fournisseurs, car de moins en moins de fabricants assurent la production en série étant donné la domination du marché par le PLA.Les délais de production des mélanges ABS spéciaux sont souvent de 1 à 3 semaines. Vérifiez auprès des fabricants les filaments ABS disponibles avant de vous approvisionner en matériaux 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 impressions ratées avec des couches déformées et pelées parmi des éclats d'ABS éparpillés. La sensibilité capricieuse affecte l'ABS, nécessitant des contrôles environnementaux précis. Découvrez les processus qui améliorent le succès de la première impression.
1. Obtenir une bonne adhérence au lit
La flexibilité tolérante 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°CL'ABS nécessite des lits d'impression chauffés jusqu'à 110 °C, ce qui risque de provoquer un gaspillage d'énergie et des risques d'incendie sans contrôles automatisés.
2. Prévention des problèmes de déformation
La déformation de l'ABS se produit également fréquemment chaleur de buse plus élevée (230°C+) rencontre l'air ambiant frais, tandis que les températures d'impression plus basses du PLA résistent à cette déformation. Les options de prévention du gauchissement pour une meilleure adhérence de l'ABS comprennent des enceintes de chambre ou un flux d'air contrôlé autour de la zone d'impression.
Pour lutter contre le gauchissement 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 constant qui atténue considérablement les problèmes de déformation.
3. Considérer le facteur de fumée
En parallèle, chauffer le plastique ABS à des températures de liquéfaction libère des fumées nettement plus piquantes que la faible odeur du PLA pendant l'impression. La nécessité d'enceintes de ventilation dédiées ou de modules de filtration, l'équipement de sécurité hors ligne, les dépenses d'exploitation et les tracas de nettoyage découragent l'utilisation occasionnelle de l'ABS dans les opérations 3D de bureau sans une telle infrastructure 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 en termes de propriétés mécaniques fonctionnelles ?
1. Résistance aux chocs et à la traction
Les tests de choc et de tension standard de l'industrie déterminent L'ABS offre une résistance aux chocs 2 à 3 fois supérieure à celle des impressions PLA, résistant jusqu'à 15-20 kJ/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 PLA standard 4-6 kJ/m² seuils d'impact par comparaison avant la rupture.
2. Qualités thermiques sous charge
Les environnements d'appareils fermés révèlent également que l'ABS conserve une résistance supérieure à celle du PLA entre -20°C et 80°C. À mesure que les températures de fonctionnement fluctuent, l'ABS devient de plus en plus rigide tandis que le PLA se ramollit et se déforme progressivement au-delà de 60 °C. Tenez compte des conditions climatiques de fonctionnement dans les projections de performances des matériaux.
Qualités esthétiques recherchées
Outre la fonction, 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 où l’apparence est primordiale. Comment les piliers se comparent-ils aux constructions embellissantes ?
1. Lissage des couches : minimiser les couches visibles
Sous forme brute et non altérée, L'ABS offre des couches d'impression visibles légèrement plus lisses directement depuis la buse grâce à des taux de refroidissement plus rapides qui empêchent les lignes de couches prononcées de gêner 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. Préparation de la peinture : activer les options créatives
Sur les matières plastiques brutes, Le PLA accepte la peinture et le post-traitement créatif comme le lissage des vapeurs d'acétone mieux que l'ABS, qui a tendance à rejeter l'adhérence de la peinture en aérosol sans une préparation de ponçage rigoureuse au préalable. Aucun dominateur n'émerge ici. L'un ou l'autre matériau satisfait les besoins créatifs avec des flux de travail appropriés.
Limites thermiques fonctionnelles
Qu'il s'agisse de prototyper des boîtiers personnalisés en petites séries ou des 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. Définition de la résistance à la chaleur
En supposant des conditions atmosphériques ambiantes moyennes comme contexte de fonctionnement, le PLA présente en moyenne une transition vitreuse d'environ 60 ̊C avant de se déformer. Ce plafond thermique limite les applications telles que les réservoirs de 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 moyenne, 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. Clarification des applications idéales
Avec ces pointes de verre à l'esprit comme des coupures fonctionnelles, 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 ne faisant pas face à des températures extrêmes lors de l'utilisation finale. L'ABS résiste de manière fiable aux environnements de 80 à 100 ̊C +, des composants automobiles 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 de l'adoption plus large de l'impression 3D alors que les émissions et la gestion des déchets font l'objet d'une réglementation publique accrue au cours des dernières décennies.
1. Préoccupations concernant les COV et les particules
Le filament ABS chauffé produit du gaz styrène et des émissions de particules ultrafines (UFP) toxiques à certains seuils, liées notamment à l'irritation et à la réduction de la fonction pulmonaire. Les recherches limitées sur les émissions d'ABS rendent difficile toute confiance à cet égard, mais le PLA émet beaucoup moins de COV d'après les données d'émissions disponibles à ce jour. Utilisez toujours des enceintes et respirez avec précaution.
2. Recyclage et biodégradation
Les propriétés bioplastiques permettant Filaments PLA se décomposer naturellement grâce au compostage industriel offre un avantage de durabilité distinct par rapport à l'accumulation des déchets ABS étant donné la plupart des recycleurs ne peuvent pas traiter les plastiques imprimés en 3DLe soutien aux récupérateurs augmente lentement, mais l'élimination des droits PLA reste beaucoup plus écologique pour l'instant.
Applications recommandées : ABS vs. PLA
Alors que les spécifications techniques et les données de test informent les capacités, le succès dans le monde réel nécessite de faire correspondre les comportements des matériaux avec des applications appropriées maximisant leur potentiel.
1. Choisir le PLA plutôt que l'ABS lorsque...
Privilégiez le PLA pour des prototypes visuels fluides, gabarits d'outillage personnalisables, concepts rapides et modèles de présentation ne faisant pas face à des exigences thermiques. Toute conception bénéficiant de propriétés plus résistantes mais biodégradables constitue également de solides cas d'utilisation fonctionnelle ici.
2. Opter pour l'ABS plutôt que le PLA pour...
Choisissez ABS pour la conception de composants fonctionnels robustes et de boîtiers personnalisés nécessitant une durabilité, une résistance à la chaleur et une précision supérieures. La plupart des équipements et produits destinés aux utilisateurs finaux, soumis à des contraintes et à des contraintes climatiques importantes, nécessitent pratiquement des propriétés 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. La signalisation créative en PLA orne les structures robustes du boîtier ABS optimisées par la suiteCombinez vos forces de manière stratégique.
Contextualiser le matériel en fonction des besoins
Il n’existe pas de matériau universellement « meilleur » entre les filaments ABS et PLA populairesLa précision des pièces, les exigences de résistance, les conditions de fonctionnement, les émissions, les plans d'élimination et les objectifs d'application déterminent ensemble le choix idéal du matériau au cas par cas. Les préoccupations en matière de durabilité privilégient de plus en plus les 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 permet de les élever tous deux en tirant parti des atouts complémentaires de manière contextualisée. Spécifiez vos objectifs, évaluez les compromis et simplifiez les décisions en faisant correspondre les utilisations prévues aux propriétés idéales que ces matériaux classiques offrent chacun.