Q2
Коробка Qidi
ABS или PLA лучше для 3D -печати?
Вопрос выбора между ABS и PLA уже много лет вызывает жаркие споры в кругах 3D-печати, поскольку моделирование методом послойного наплавления становится все более распространенным. Каждый из этих двух распространённых термопластиков обладает рядом преимуществ: прочность, внешний вид, термические свойства, пригодность для печати и безопасность. По мере расширения их применения в различных отраслях, понимание ключевых различий становится критически важным для соответствия характеристики нити с прикладными целями. Оценивая требования к точности, производственные условия, выбросы и функциональные требования, охватывающие все этапы — от прототипов до готовых деталей, — конструкторы могут использовать взаимодополняющие преимущества обоих материалов или сосредоточить усилия на тех областях, где один из них явно превосходит другой. В этом руководстве рассматриваются особенности более разумного выбора пластика.
Краткое сравнение ABS и PLA в 3D-печати:
| Аспект | АБС | НОАК |
|---|---|---|
| Прочность и долговечность | Высокая ударная вязкость, хорошая прочность на растяжение, умеренная химическая стойкость | Ударопрочность ниже, но ее можно улучшить с помощью композитов. |
| Печатность и точность | Хорошо работает при более низких температурах сопла, немного повышает точность | Легче печатать, более щадящий, менее склонный к деформации |
| Простота использования | Требует подогреваемого ложа и ограждения из-за деформации, выделяет пары | Хорошо печатает на различных поверхностях, имеет минимальный запах, меньше проблем с деформацией |
| Устойчивость | На основе нефти, менее экологичен, не компостируется | Биоразлагаемый, изготовлен из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал |
| Расходы | В среднем цена выше, чем у стандартного PLA | В целом дешевле, специальные виды дороже |
| Тепловые свойства | Лучшая термостойкость до 105°C | Мягче при температуре выше 60°C, не подходит для применения в условиях высоких температур. |
| Безопасность | При нагревании выделяет стирол, требует вентиляции. | Меньше вредных выбросов, безопаснее для использования в помещении |
| Приложения | Подходит для функциональных деталей, требующих долговечности и термостойкости. | Лучше всего подходит для прототипов, нефункциональных моделей и приложений с низким уровнем нагрузки |
| Эстетика | Можно добиться гладкой поверхности с помощью методов паровой обработки. | Легко поддается покраске и может выглядеть великолепно при минимальной постобработке. |
Основные характеристики ABS и PLA
1. Что такое АБС? в 3D-печати?
Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) представляет собой классический FDM-печать Материал, используемый с момента появления технологии более 30 лет назад. Этот пластик на основе нефти обладает следующими свойствами:
- Прочность и долговечность: АБС-пластик обладает высокой ударной вязкостью, прочностью на разрыв и гибкостью, а также умеренной термо- и химической стойкостью. Его упругость подходит для функционального применения.
- Высокодетализированная печать:Возможность печати при более низких температурах сопла обеспечивает более высокую точность и создание более сложных элементов по сравнению с другими материалами.
- Популярность в отрасли: На протяжении десятилетий ABS находит повсеместное применение, особенно в автомобильной промышленности, производстве бытовой техники и проектировании продуктов.
2. Что такое PLA? в 3D-печати?
Полимолочная кислота (ПЛА) представляет собой все более популярную альтернативу.PLA — это биопластик, получаемый из органического сырья, такого как кукурузный крахмал или сахарный тростник, и обладающий следующими свойствами:
- Простота печати: PLA-пластик обеспечивает плавную печать при любой температуре сопла, практически не выделяя запаха и избегая проблем с деформацией, характерных для ABS-пластика. Это упрощает печать.
- Безопасность:PLA выделяет значительно меньше вредных испарений, что исключает необходимость использования специальных вентилируемых корпусов во время печати, характерных для ABS.
- Устойчивость: Компостируемый PLA привлекателен с точки зрения экологической устойчивости, поскольку отходы легко биоразлагаются в течение месяцев, а не столетий.
Точность печати
Одной из главных проблем, с которой сталкиваются начинающие энтузиасты 3D-печати, являются неудачные тестовые отпечатки. Искривленные углы, комки нити и размеры, значительно выходящие за пределы ожидаемых значений, — распространённые жалобы. Когда мелкие детали решают судьбу вашей заявки, точность и аккуратность могут с самого начала проекта спровоцировать споры о её сути.
1. Правильная калибровка принтера
При этом он способен обеспечить впечатляющее разрешение при оптимальных настройках ниже. 100 микрон (0,1 мм)Реальная точность печати зависит от тщательной подготовки принтера. От выравнивания платформы печати и регулировки зазора между соплами до калибровки стабильности филамента и скорости потока, регулировочное оборудование служит главным контрольным пунктом точности перед печатью. сравнение материальных пределов.
2. Требования к разрешению
Сложность детали также играет ограничивающую роль независимо от прочности термопласта. Например, ABS может позволить использовать сложные 40-микронные каналы для потока PLA с более низким порогом в 60 микрон, но такое гипотетическое разрешение изначально превосходит возможности сопел многих принтеров. Определите необходимые размеры и допуски, используя имеющееся оборудование в качестве основы, прежде чем оценивать варианты.
3. Свойства материала
Данные поставщиков показывают, что ABS обладает небольшим преимуществом в точности, позволяя печатать готовые детали и узлы с допуском на размер 0,5 мм. В коммерческих системах для печати из PLA допуск обычно составляет 200 микрон из-за повышенной вязкости и усадки при охлаждении. Поэтому ABS предпочтительнее для изготовления плотно прилегающих компонентов, таких как защёлкивающиеся соединения. Однако ряд методов постобработки может повысить точность при необходимости.
Анализ затрат и источников поставок
Расходы на филамент растут в течение длительного процесса прототипирования и производства. Хотя само по себе это не является финансовым препятствием, понимание ценообразования и источников поставок может оптимизировать планирование в более крупных масштабах.
1. Сравнение стоимости нити
Стандартные нити PLA продаются в промышленных масштабах по цене около 20 долларов за катушку весом 1 кг. Специальные смеси и композиты с более высоким содержанием наполнителя или добавок для повышения прочности и гибкости приближаются к 30 долларам за кг.
Средняя цена на нити АБС немного выше: 22–35 долл. США за кг. В зависимости от чистоты и производственных процессов. Большинство из них используется в качестве производственных материалов, Оптовые закупки позволяют снизить цены на ABS по сравнению с премиальными композитами PLA в массовом количестве.
2. Варианты поставок и доступность
Благодаря широкому распространению в аддитивном производстве и инициативах в области биопластика большинство онлайн-поставщиков предлагают различные варианты PLA-материалов по запросу с экономичной доставкой по всему миру от всех основных производителей филаментов. Хотя в традиционных магазинах местных магазинов специализированные PLA-материалы представлены реже, широкий доступ к электронной коммерции позволяет быстро доставлять выбранные смеси прямо к вам домой.
Доступ к АБС требует тщательного отбора поставщиков, поскольку из-за доминирования ПЛА на рынке меньше производителей обслуживают производственные партии. Сроки изготовления специальных смесей АБС под заказ часто составляют от 1 до 3 недель.Перед приобретением нишевого материала проверьте, есть ли у производителей нити ABS.
Простота использования при печати
Спросите любого ветерана 3D-печати рассказать о самом разочаровывающем опыте использования — скорее всего, они опишут неудачные отпечатки С деформированными и отслоившимися слоями среди разбросанных осколков ABS. ABS-пластик отличается повышенной чувствительностью, требующей тщательного контроля условий окружающей среды. Изучите процессы, повышающие успешность первой печати.
1. Обеспечение правильного сцепления с кроватью
Великолепная гибкость PLA обеспечивает прочную адгезию к поверхностям, таким как лента, листы PEI или клей, при температурах сопла в диапазоне 185° - 220°С. Для АБС-печати требуется подогрев печатных столов до 110 °C, что приводит к потере энергии и опасности возгорания из-за отсутствия автоматизированного управления.
2. Предотвращение проблем с короблением
Деформация АБС также часто происходит, так как более высокая температура сопла (230°C+) Впитывает прохладный окружающий воздух, а более низкие температуры печати PLA предотвращают эту деформацию. Варианты предотвращения коробления для улучшения адгезии ABS включают в себя камеры-замки или контролируемый поток воздуха вокруг области печати.
Для борьбы с деформацией отпечатков из АБС-пластика несколько высококачественных брендов FDM 3D-принтеров, такой как QIDI Tech, имеют интегрированные расширенные функции, такие как "Активный нагрев камеры для контролируемой температуры". Эта система тщательно регулирует температуру внутри печатной камеры, поддерживая постоянную среду, что значительно снижает проблемы, связанные с короблением.
3. Учет фактора дымности
Между тем, нагрев ABS-пластика до температуры разжижения выделяет значительно более едкие испарения, чем слабый запах PLA во время печати. Необходимость в специальных вентиляционных кожухах или фильтрующих устройствах, автономном оборудовании безопасности, эксплуатационные расходы и сложности с очисткой препятствуют нерегулярному использованию ABS в настольных 3D-печатных системах без соответствующей инфраструктуры.
Прочность печатных деталей
Готовые изделия должны выдерживать разумные нагрузки, ожидаемые в условиях эксплуатации, но различаются ли материалы по функциональным механическим свойствам?
1. Ударопрочность и прочность на растяжение
Стандартные для отрасли испытания на удар и растяжение определяют ABS обеспечивает ударопрочность в 2–3 раза выше, чем у PLA-принтеров, выдерживающий до 15-20 кДж/м² до появления трещин. Это предотвращает разрушение при умеренных падениях и столкновениях. Армированные композиты PLA сокращают разрывы в прочности в диапазонах, близких к ABS, но стандартные PLA в среднем 4-6 кДж/м² пороги удара путем сравнения до щелчка.
2. Тепловые качества под нагрузкой
Испытания в закрытых устройствах также показали, что ABS сохраняет более высокую прочность, чем PLA, при температурах от -20 °C до 80 °C. При колебаниях рабочих температур АБС-пластик становится только жёстче, в то время как ПЛА-пластик размягчается и постепенно деформируется при температуре выше 60°C. При прогнозировании эксплуатационных характеристик материала учитывайте климатические условия эксплуатации.
Желаемые эстетические качества
Помимо функциональности, плохая отделка поверхности или нежелательная прозрачность могут негативно сказаться на эстетических свойствах 3D-печать в искусстве, архитектуры и промышленного дизайна, где внешний вид имеет первостепенное значение. Как основные элементы создают прекрасные постройки?
1. Сглаживание слоев: минимизация видимых слоев
В сыром, нетронутом виде, ABS обеспечивает более гладкие видимые слои печати непосредственно из сопла благодаря более высокой скорости охлаждения, которая предотвращает появление выраженных линий на слоях, поражающих вертикальные поверхности PLA.Однако, различные методы паровой обработки позволяют обоим материалам в конечном итоге достичь эстетики литья под давлением, когда это необходимо на этапе постпроизводства.
2. Подготовка к покраске: открываем творческие возможности
На сыром пластике, PLA лучше поддается покраске и творческой постобработке, например, сглаживанию паров ацетона, чем ABS, который, как правило, препятствует адгезии аэрозольной краски без тщательной предварительной шлифовки. Здесь не выявлено доминирующего материала. Любой из материалов удовлетворяет творческим потребностям при правильном подходе к работе.
Функциональные тепловые пределы
Будь то создание прототипов корпусов для мелкосерийного изготовления по индивидуальному заказу или сборка крупных производственных узлов, понимание термических свойств определяет подходящие области применения обоих термопластиков в реальных нагретых средах.
1. Определение термостойкости
При средних атмосферных условиях эксплуатации средняя температура стеклования PLA перед деформацией составляет около 60 °C. Этот тепловой предел ограничивает области применения, например, для сосудов с горячими жидкостями или небольших деталей двигателей, работающих при умеренных температурах под капотом.
Тем временем, ABS имеет среднюю температуру стеклования 105 °C., расширяя возможности применения в системах горячего водоснабжения, оборудовании для обработки пищевых продуктов и некоторых элементах автомобильной промышленности до достижения порога термостойкости.
2. Уточнение идеальных приложений
Учитывая, что эти стеклянные точки являются функциональными границами, PLA надежно работает при температуре ниже 60 °C в условиях эксплуатации, как и обычные бытовые гаджеты, Пивоваренные инструменты или концептуальные визуализации, не подвергающиеся воздействию экстремальных температур при конечном использовании. АБС надежно выдерживает температуру 80–100 °C и выше, как в автомобильных компонентах, так и в предметах домашнего обихода, требующих тепловых буферов в качестве изделий или деталей.
Факторы безопасности: газоотвод и утилизация
От местных мастерских до промышленных предприятий, Безопасность остается приоритетным вопросом при более широком внедрении 3D-печати поскольку выбросы и обращение с отходами подвергаются все большему государственному регулированию в последние десятилетия.
1. Проблемы, связанные с летучими органическими соединениями и частицами
Нагретая нить из АБС-пластика выделяет газообразный стирол и ультрадисперсные частицы (УДЧ), токсичные при определённых пороговых значениях, что, в частности, связано с раздражением и снижением функции лёгких. Ограниченные исследования выбросов АБС-пластика не позволяют быть уверенным в этом, но, судя по имеющимся на данный момент данным о выбросах, ПЛА-пластик выделяет значительно меньше ЛОС. Всегда используйте защитные кожухи и дышите осторожно.
2. Переработка и биоразложение
Биопластичные свойства, позволяющие PLA-нити разлагаться естественным путем посредством промышленного компостирования, что обеспечивает явное преимущество в плане устойчивости по сравнению с накоплением отходов АБС, учитывая большинство переработчиков не могут перерабатывать пластик, изготовленный с помощью 3D-печати. Поддержка Reclaimer постепенно растёт, но утилизация прав на PLA пока остаётся гораздо более экологичной.
Рекомендуемые области применения: ABS и PLA
Хотя технические характеристики и данные испытаний определяют возможности, для реального успеха необходимо соответствие поведения материалов подходящим областям применения, чтобы максимально увеличить их потенциал.
1. Выбираем PLA вместо ABS, когда...
Для создания гладких визуальных прототипов используйте PLA, настраиваемые оснастки, быстрые концепции и презентационные модели, не требующие термических нагрузок. Любая конструкция, обладающая более прочными, но биоразлагаемыми свойствами, также может быть использована в этой области.
2. Выбор ABS вместо PLA для...
Выбирайте АБС при проектировании надежных функциональных компонентов и индивидуальных корпусов требующие более высокой прочности, термостойкости и точности.Большинству приспособлений и конечных потребительских товаров, подвергающихся значительным нагрузкам и климатическим воздействиям, для надежной и долгосрочной работы необходимы свойства АБС.
3. Рассмотрение гибридного подхода
Для сверхтребовательных приложений гибридный подход использует дополнительные преимущества. Легкие макеты из PLA-пластика демонстрируют форм-факторы, усовершенствованные в прочном корпусе из ABS. Креативные вывески из PLA украшают прочные корпуса из ABS, оптимизированные впоследствии.. Стратегически объединяйте сильные стороны.
Контекстуализация материала в соответствии с потребностями
Среди популярных нитей ABS и PLA не существует универсально «лучшего» материала.Точность деталей, требования к прочности, условия эксплуатации, выбросы, планы утилизации и цели применения – всё это определяет выбор идеального материала в каждом конкретном случае. В целях устойчивого развития возобновляемые биопластики, такие как PLA, всё чаще выбираются для мелкосерийного производства, менее ориентированного на функциональность. С точки зрения инженеров, ABS сохраняет ценную устойчивость, подтвержденную десятилетиями промышленного применения. Однако поиск правильного баланса между этими термопластиками повышает эффективность обоих материалов за счёт использования взаимодополняющих преимуществ в зависимости от контекста. Определите свои цели, оцените компромиссы и упростите принятие решений, сопоставив предполагаемое использование с идеальными свойствами, которые каждый из этих классических материалов обладает.
