ABS против PLA: сравнение основных материалов для 3D-печати

В мире 3D-печати выбор материала напрямую определяет производительность и область применения конечных продуктов. Среди множества доступных вариантов два термопластика выделяются как наиболее популярные: ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) и PLA (полимолочная кислота). Это всестороннее сравнение рассматривает их ключевые характеристики, преимущества, недостатки и оптимальные варианты использования, чтобы помочь производителям выбрать наиболее подходящий материал для своих проектов.

3D-печать требует определенных материалов в качестве строительных блоков. Нити, служащие «ингредиентами» 3D-печати, определяют критические атрибуты моделей, включая цвет, прочность и вес. Эти материалы обычно поставляются в виде намотанной проволоки или волокна для использования в 3D-принтерах.

Рынок предлагает множество разновидностей нитей для 3D-печати, и постоянно появляются новые варианты. Однако не все материалы оказываются одинаково практичными для реальных применений. Этот анализ фокусируется на ABS и PLA, двух наиболее широко используемых термопластиках в 3D-печати.

ABS и PLA сохраняют доминирующие позиции в 3D-печати благодаря простоте использования, широкой доступности и универсальности в различных областях применения. В следующих разделах представлены подробные обзоры каждого материала.

ABS представляет собой один из старейших нитей для 3D-печати, известный своей высокой прочностью и умеренной гибкостью. Этот материал подходит для различных применений, включая инструменты, игрушки, чехлы для телефонов и лопасти вентиляторов. Простота экструзии в сочетании с отличной термостойкостью и долговечностью делает ABS особенно популярным среди инженеров и профессионалов.

• Высокая прочность и долговечность: ABS производит прочные компоненты, идеально подходящие для деталей машин, требующих длительного срока службы.
• Умеренная гибкость: Небольшая гибкость материала облегчает производство компонентов, требующих определенной степени изгибаемости.
• Высокая температура плавления: ABS выдерживает температуры выше 60°C, что делает его пригодным для высокотемпературных применений.

• Проблемы с печатью: Для печати ABS требуется подогреваемая платформа, и он может деформироваться или трескаться во время охлаждения.
• Не подходит для пищевых продуктов: Этот материал не подходит для применения в контакте с пищевыми продуктами.
• Выделение запахов: ABS выделяет заметные запахи пластика во время печати.

PLA, биоразлагаемый материал, полученный из возобновляемых источников крахмала, таких как кукуруза, предлагает экологические преимущества. Благодаря глянцевой поверхности, широкому выбору цветов и различным уровням прозрачности, PLA служит идеальным выбором для любителей и энтузиастов 3D-печати.

• Экологическая устойчивость: Как биоразлагаемый материал из возобновляемых ресурсов, PLA предлагает экологически чистые преимущества.
• Простота печати: PLA эффективно печатает без подогреваемых поверхностей, обеспечивает гладкую поверхность и позволяет увеличить скорость печати.
• Высокая жесткость: Материал превосходен в применении, требующем жесткости и воспроизведения мелких деталей.

• Термочувствительность: PLA становится непригодным для объектов, подвергающихся воздействию температур выше 60°C.
• Ограниченная гибкость: По сравнению с ABS, PLA демонстрирует большую хрупкость и меньшую пригодность для гибких компонентов.
• Изменение цвета: Согнутые участки PLA могут обесцвечиваться, влияя на эстетику.

Понимание ключевых свойств материала имеет важное значение для выбора подходящей нити. В следующей таблице сравниваются критические характеристики ABS и PLA:

ABS демонстрирует более высокую температуру стеклования, сохраняя структурную целостность при повышенных температурах. Эта характеристика делает ABS предпочтительным для высокотемпературных применений. PLA начинает деформироваться при более низких температурах, ограничивая его использование при высоких температурах.

PLA обладает большей прочностью на растяжение, чем ABS, что приводит к более жестким, более твердым компонентам. Однако эта жесткость также делает PLA более хрупким по сравнению с ABS. ABS обеспечивает превосходную пластичность, позволяя деформироваться под нагрузкой без разрушения, что делает его более подходящим для механически нагруженных или гибких компонентов.

ABS требует более высоких температур печати (210-250°C) по сравнению с PLA (160-220°C). ABS также требует более высоких температур платформы (100-110°C), чтобы предотвратить деформацию, в то время как PLA может эффективно печатать на платформах, нагретых до 50-60°C. ABS демонстрирует значительную усадку при охлаждении, что может вызвать деформацию или расслоение слоев при неправильном управлении, в то время как PLA показывает минимальную усадку и тенденцию к деформации.

Кроме того, ABS выделяет заметные запахи во время печати, что часто требует надлежащей вентиляции. PLA производит мягкий, сладкий аромат, похожий на кукурузу, без токсичных выбросов.

PLA предлагает биоразлагаемость и компостируемость как экологически чистые атрибуты. Однако для полной биодеградации PLA требуются определенные условия, и она может не происходить в стандартных компостных кучах или на свалках. ABS, хотя и не биоразлагаемый, может быть переработан, хотя процессы переработки остаются сложными и еще не получили широкого распространения.

Производство PLA потребляет меньше энергии и генерирует меньше выбросов парниковых газов по сравнению с ABS, что делает его более устойчивым выбором в целом.

Выбор между ABS и PLA зависит от конкретных требований проекта. Следующие рекомендации помогут принять обоснованные решения:

• Потребности в высокой прочности и долговечности: Для компонентов, требующих ударопрочности или высокой несущей способности, таких как детали инструментов.
• Высокотемпературные применения: Для объектов, подвергающихся воздействию температур выше 60°C.
• Требования к гибкости: Для компонентов, нуждающихся в определенной степени изгибаемости или эластичности.

• Использование подогреваемой платформы обязательно для предотвращения деформации и растрескивания.
• Необходима надлежащая вентиляция из-за выделения запахов.
• Для больших отпечатков ABS требуется стабильная температура окружающей среды, чтобы предотвратить растрескивание.

• Качественные результаты печати: Для простой печати с отличными результатами даже без подогреваемых платформ.
• Воспроизведение мелких деталей: Для проектов, требующих высокой точности и сложных деталей.
• Экологические приоритеты: Для экологически сознательных проектов, ценящих биоразлагаемость.

• Избегайте высокотемпературных сред, превышающих 60°C.
• Не подходит для часто падающих предметов из-за хрупкости.
• Обратите внимание на возможное обесцвечивание в согнутых областях.

Стоимость материалов варьируется в зависимости от бренда, качества и поставщика. Как правило, PLA имеет немного более высокие цены, чем ABS, из-за его возобновляемого источника по сравнению с нефтяным происхождением ABS. Текущие рыночные цены варьируются от 14 до 60 долларов США за килограмм для ABS и от 19 до 75 долларов США за килограмм для PLA.

Выбор между ABS и PLA требует тщательного рассмотрения свойств каждого материала относительно требований проекта. ABS превосходит по долговечности и гибкости для прочных компонентов, в то время как PLA предлагает экологические преимущества и эстетические качества, идеально подходящие для декоративных предметов и прототипов. Тестирование небольших количеств обоих материалов часто оказывается ценным, прежде чем приступать к крупномасштабным проектам.