Melhor filamento para interiores de automóveis: teste de resistência ao calor ABS vs. ASA

Quão quentes podem ficar os interiores dos carros?

Um estudo da Universidade Estadual do Arizona Medição das temperaturas em seis veículos estacionados sob o sol de verão (temperatura ambiente acima de 37°C). Após uma hora:

Esses números são do Arizona, que é quente, mas não extremo em comparação com os padrões globais. Estudos realizados em Bagdá registraram temperaturas no painel de instrumentos próximas a 100 °C. Dados do Florida Solar Energy Center mostram painéis atingindo 93 °C. O padrão é claro: o ar na cabine permanece abaixo de 70 °C mesmo nas piores condições, mas as superfícies do painel, sob luz solar direta, podem ultrapassar os 80 °C rotineiramente e chegar perto de 100 °C em climas extremos.

Isso significa que a localização de uma peça impressa em 3D no seu carro é extremamente importante. Um suporte de celular preso a uma saída de ar fica exposto à temperatura do ar da cabine (47–60 °C). Um adaptador de porta-copos fica na sombra. Ambos estão dentro da faixa de segurança para a maioria dos filamentos de engenharia. Uma peça apoiada diretamente sobre um painel exposto ao sol enfrenta um ambiente térmico completamente diferente.

ABS vs. ASA: comparação mecânica e térmica

De acordo com QIDIfichas técnicas de, O ABS e o ASA apresentam desempenho mecânico e térmico amplamente semelhante., apresentando apenas diferenças limitadas na maioria das categorias, de acordo com os métodos de teste ISO relatados.

Os dados indicam que o ABS apresenta uma ligeira vantagem em rigidez, resistência à flexão e, principalmente, resistência ao impacto, enquanto o ASA mantém-se próximo em propriedades de tração e flexão. A diferença mais acentuada encontra-se na resistência ao impacto Charpy, onde o ABS supera o ASA por uma margem considerável.

Em termos de comportamento térmico, os dois materiais são efetivamente comparáveis ​​para a maioria das aplicações práticas. Embora existam pequenas diferenças dependendo das cargas de teste específicas, ambos os materiais se enquadram na mesma faixa geral de resistência ao calor.

Para aplicações em interiores automotivos, isso sugere que qualquer um dos materiais pode ser adequado do ponto de vista térmico, desde que a peça seja projetada e impressa corretamente.O critério de seleção mais importante provavelmente será o ambiente de serviço: o ASA é preferível quando a exposição aos raios UV e o desgaste a longo prazo são preocupações, enquanto o ABS é preferível quando a resistência ao impacto e o desempenho mecânico em impressão fechada são priorizados.

Resistência aos raios UV: o verdadeiro diferencial

O ABS contém borracha butadieno como modificador de impacto. O butadieno é altamente suscetível à foto-oxidação induzida por raios UV. Na prática, peças de ABS deixadas no painel de um carro sob a luz solar amarelam visivelmente em poucos meses e tornam-se progressivamente mais quebradiças. estudo de 2022 em Degradação e estabilidade do polímero Foi confirmado que o ABS apresenta alterações severas de cor e fragilização sob condições de intemperismo acelerado.

O ASA substitui o butadieno por borracha acrílica (éster acrílico) como modificador de impacto. A borracha acrílica é inerentemente estável aos raios UV. O ASA foi especificamente desenvolvido na década de 1970 como uma alternativa resistente aos raios UV ao ABS para aplicações externas. A literatura da indústria, da BASF e de outros fabricantes, afirma que ele possui resistência aos raios UV aproximadamente 10 vezes maior que o ABS.

Para peças internas de automóveis, essa diferença é significativa, mas depende do contexto. Um adaptador de porta-copos que nunca fica exposto à luz solar direta se degrada lentamente em ambos os materiais. Um suporte para celular no painel, exposto ao sol direto, amarela e enfraquece em uma estação quando feito de ABS. Já em ASA, a mesma peça mantém sua cor e propriedades mecânicas por anos.

A recomendação: se a peça estiver em algum lugar onde a luz solar incida, use ASA. Se ficar permanentemente na sombra (organizador do porta-luvas, compartimento do porta-malas, compartimento do console), ABS Funciona bem e é um pouco mais fácil de imprimir. Para peças de ABS que precisam de exposição ocasional a raios UV, suavização com vapor de acetona Cria uma superfície brilhante e selada que retarda a degradação por raios UV, embora não a elimine completamente.

E quanto ao PETG?

O PETG tem uma temperatura de transição vítrea de 75–85°C e uma temperatura de deflexão térmica de aproximadamente 65–75°C. Isso o coloca na zona de perigo para uso em interiores de carros. O ar da cabine a 47–60°C é adequado. Mas um suporte de celular de PETG colocado sobre um painel exposto ao sol a 70–80°C irá amolecer e deformar sob o próprio peso.

O PETG tem vantagens reais: é mais fácil de imprimir do que ABS ou ASA (menos deformação, não exige necessariamente uma estrutura fechada, menos emissão de vapores), possui resistência moderada aos raios UV (melhor que o ABS, pior que o ASA) e é amplamente disponível. Se você sabe que uma peça ficará em um ambiente com temperatura controlada, o PETG é uma escolha razoável. Um organizador de porta-luvas, um divisor de porta-malas ou uma peça presa a uma saída de ar (que recebe ar refrigerado) podem ser feitos de PETG.

Para qualquer componente próximo ao painel ou que possa ficar exposto ao sol em um carro estacionado no verão, o PETG é o material errado. É necessário usar ABS ou ASA. Comparação entre ABS e PLA Abrange compensações materiais adicionais que se aplicam além do cenário do interior do carro.

Peças populares para interiores de carros impressas em 3D

suportes para celular

Suportes para celular com clipe para saída de ar, encaixe no porta-copos e fixação no painel. O modelo com clipe para saída de ar é o mais seguro termicamente, pois fica no fluxo de ar. Os suportes com encaixe no porta-copos suportam temperaturas moderadas. Já os suportes para painel são os mais expostos aos raios UV. Imprima os suportes para celular em ASA para máxima durabilidade ou em ABS se o suporte ficar protegido da luz solar direta.

Adaptadores para porta-copos

Anéis de ajuste que permitem que garrafas ou copos menores se encaixem perfeitamente em porta-copos grandes. Eles ficam permanentemente na sombra e sofrem mínimo estresse térmico. ABS, ASA ou até mesmo PETG funcionam bem para essa finalidade. Um único adaptador usa cerca de 30 a 50 g de filamento e custa menos de US$ 2 para imprimir.

Botões de substituição

Controles do sistema de climatização, botões do rádio e manivelas dos vidros. Muitos veículos mais antigos têm botões que racham e quebram com o tempo, e as peças de reposição originais custam de US$ 15 a US$ 30, quando ainda estão disponíveis.Imprima as peças de reposição em ABS para maior resistência ao calor. guia de design de botão de substituição Abrange a medição do eixo, a modelagem do eixo em D e as tolerâncias para um encaixe adequado.

Organizadores e acabamentos para consoles

Divisórias para o console central, porta-cartões/moedas, presilhas para organização de cabos. Esses itens ficam na sombra e raramente são expostos a temperaturas extremas. Qualquer filamento de engenharia serve. Combine a cor com o interior do seu carro se a estética for importante.

Peças para restauração de carros clássicos

Componentes originais descontinuados e impossíveis de encontrar. Molduras do painel, peças de reposição para clipes quebrados, carcaças de espelhos e suportes personalizados. O ABS é o material ideal, pois a maioria dos plásticos originais de interiores automotivos era moldada por injeção em ABS. A peça de reposição impressa reproduz o comportamento do material original.

Configurações de impressão para peças prontas para uso em automóveis

Ambos os materiais requerem uma câmara aquecida para resultados confiáveis. Sem ela, peças grandes deformam e se desprendem, especialmente em cantos e superfícies planas. Plus4 Com sua câmara aquecida a 65°C, processa bem tanto ABS quanto ASA. guia de benefícios do cercado Explica por que a temperatura da câmara é importante para polímeros estirênicos.

Na prática, o ASA deforma-se ligeiramente menos que o ABS, tornando-o um pouco mais tolerante para iniciantes. Ambos os materiais se beneficiam de uma borda (5–10 mm) em peças planas e da impressão em uma base de PEI limpa e tratada com cola bastão. Guia de impressão ABS/ASA/PC Aborda em detalhes a adesão, a prevenção de deformações e a otimização da adesão entre camadas.

Para peças que exigem máxima resistência (braços de suporte para celular, clipes de encaixe), imprima com 4 ou mais paredes e 40-60% de preenchimento. Oriente a peça de forma que a direção da carga principal fique paralela às linhas de camada. Um braço de suporte para celular que flexiona para cima e para baixo deve ser impresso com as camadas empilhadas verticalmente, e não horizontalmente.

Resistência química em ambientes automotivos

O interior dos carros entra em contato com diversos produtos químicos: produtos de limpeza para interiores, lenços umedecidos com álcool isopropílico, protetores de silicone (Armor All) e resíduos de protetor solar das mãos.

Tanto o ABS quanto o ASA resistem sem problemas a protetores à base de silicone, ácidos diluídos e óleos minerais. As diferenças surgem com solventes específicos. O álcool isopropílico pode causar fissuras por tensão ambiental (ESC) no ABS, especialmente em peças sujeitas a carga mecânica. O ASA tolera melhor os álcoois, apresentando maior resistência a ESC em comparação com o ABS.

O protetor solar é um risco muitas vezes ignorado. Os surfactantes presentes nos protetores solares podem causar fissuras por tensão no ABS. Um suporte para celular ou um acessório para volante impresso em papel, que recebe contato frequente com protetor solar das mãos, pode desenvolver fissuras superficiais ao longo do verão. O ASA oferece maior resistência a esse problema. Se você estiver imprimindo uma peça que ficará em contato frequente com as mãos durante o verão, o ASA é a opção mais segura.

Navegue pelo coleção de filamentos de alto desempenho tanto para as variantes padrão quanto para as Aero do ASA, ou o coleção de filamentos comuns Para o dia a dia com abdominais definidos.

Uma nota sobre a desgaseificação

O ABS emite mais compostos orgânicos voláteis (COVs) do que o ASA durante a impressão, principalmente estireno (Grupo 2A da IARC, "provavelmente cancerígeno para humanos"). estudo revisado por pares de 2022 Mediram-se as emissões de estireno do ASA em menos de um quarto da taxa do ABS durante a impressão.

Após a impressão e o resfriamento, as peças acabadas emitem muito menos gases do que durante o processo de impressão. O ABS é amplamente utilizado em interiores automotivos moldados por injeção por todas as principais montadoras, portanto, a liberação de gases de uma peça de ABS curada e resfriada em temperaturas de carro está dentro dos limites aceitos pela indústria. Dito isso, permitir que as peças impressas liberem gases em uma área ventilada por alguns dias antes de instalá-las em um veículo é uma precaução razoável, especialmente para peças impressas em ABS.