Инженер-конструктор
0,0
рейтинг
14 мая 2013 в 11:48

ABS vs PLA. Что выбрать для 3D печати? из песочницы



Введение


Начнём с того, что я уже давно интересуюсь темой 3D печати. И если с устройством принтеров, программной составляющей я уже разобрался, то резонным остаётся вопрос: " Что же лучше? ABS или PLA?"
Думаю, что многим будет интересна данная тема, так как выбор материала при печати — это некий аналог выбора материала при проектировании того или иного устройства. Я попытаюсь в манере инженера разложить по полочкам все достоинства и недостатки каждого материала.
Приступим.

Теория


ABS

Акрилонитрилбутадиенстирол, или просто АБС. «ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера[1] акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров)».
Для большей наглядности продемонстрируем:

Свойства:
1. Непрозрачный (Окрашивается в различные цвета).
2. Повышенная ударопрочность и эластичность
3. Нетоксичность
4. Долговечность
5. Стойкость к щелочам и моющим средствам
6. Влагостойкость
7. Маслостойкость
8. Кислотостойкость
9. Теплостойкость 103 °C (до 113 °C у модифицированных марок)
10. Широкий диапазон эксплуатационных температур (от −40 °C до +90 °C)
Рекомендуется использовать для изготовления: крупных деталей автомобилей (приборных щитков, элементов ручного управления, радиаторной решётки), корпусов крупной бытовой техники, радио- и телеаппаратуры, деталей электроосветительных и электронных приборов, пылесосов, кофеварок, пультов управления, телефонов, факсовых аппаратов, компьютеров, мониторов, принтеров, калькуляторов, другой бытовой и оргтехники, спортинвентаря, деталей оружия, мебели, изделий сантехники, деталей медицинского оборудования,
Достоинства:
1. Относительная дешевизна
2. Растворимость в ацетоне (можно сгладить «ступеньки» печати).
3. Легко окрашивается
4. Возможны «доводочные» операции(шлифование, окраска)
5. Возможна работа в большом диапазоне температур
6. Выдерживает значительные ударные нагрузки
Недостатки
1. Невозможно изготовить цветным.
Необходимые температуры:
Рабочая температура — 210-270 градусов.
Рабочий стол — примерно 110 градусов.

PLA

Полилакти́д (ПЛА) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический[2] полиэфир, мономером которого является молочная кислота.

где, зигзагообразной линией показан участок с CH3
Применяется для: производства экологически чистой биоразлагаемой упаковки, одноразовой посуды, средств личной гигиены, для производства хирургических нитей и штифтов, а также в системах доставки лекарств.
Достоинства:
1. Имеют низкий коэффициент трения (что делает его практически незаменимым в производстве подшипников скольжения).
2. Нетоксичен
3. Низкая температура стеклования[3]
4. Отсутствует необходимость в достаточно гладкой поверхности для рабочего стола
5. Не требуется нагрев стола
6. Экологически чистое производство из возобновляемых источников
Недостатки:
1. Дороже АБС
2. Свойство разлагаемости
3. Не поддаётся ацетону (невозможность сглаживания контуров)
Необходимые температуры:
Рабочая температура — порядка 185 градусов.

Вывод

Из вышесказанного видно, что материалы во многом похожи. Выбор того или иного зависит только от назначения изготавливаемого изделия. Однозначно определить фаворита не получилось. Оба имеют весомые аргументы, но, из-за специфики своей работы, я отдаю предпочтение ABS пластикам. Хотя не стоит забывать о биоразлагаемости PLA пластика.

Примечания

1. Cополимеры — разновидность полимеров, цепочки молекул которых состоят из двух или более различных структурных звеньев.
2. Алифатические соединения — соединения, не содержащие «колец» схожих на бензольное.
3. Витрифика́ция (стеклование) — переход из жидкого состояния в стеклообразное состояние при понижении температуры.
Никита Хворик @NikitaKhvoryk
карма
6,0
рейтинг 0,0
Инженер-конструктор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (32)

  • 0
    Когда ж уже дело до алюминия дойдет или других легкоплавких металлов?!
    • +1
      для вас алюминий является легкоплавким?? Температура плавления: 660,3°C по моему это не легкоплавкий. Да и есть другая проблема — вязкость. Если пластик вязкий и его можно выдавливать и формировать детали то с металлами гораздо сложнее…
      • 0
        Ну из олова с свинцом особо не попечатаешь более-меннее прочные и легкие конструкции.
        Можно цинк, но он дороже по стоимости, хотя его температура плавления действительно ниже — ~400 по цельсию.
        А алюминий более менее легкий и прочный.
      • 0
        У алюминия вязкость такая, что его можно через сопло давить даже холодным. Односторонние радиаторы для кулеров делают холодной экструзией, алюминиевую балку просто продавливают сквозь стальную гребенку.
        • +2
          Думаю тут возникнет проблема в том, чтобы новый горячий слой прилипал к уже нанесенному холодному, а иначе получится длинная «пружина».
          • +1
            А вот тут начнутся проблемы. Алюминий — металл, у него плохо выражен «переходный» период, он быстро станет жидким. Придется напылять его через тугоплавкие форсунки. Кроме того, именно алюминий легко окисляется, придется защищать рабочую поверхность. Если этого не делать, пленка оксида алюминия сгубит любую деталь — получится «пирожок» из слоев алюминия и оксидов, который можно ножем расслоить.
            • 0
              Возможно инженерам стоит задуматься о печати в вакууме в таком случае? Но это только в том случае, если они решат первую проблему.
              • +1
                Обычно льют в ванне с вытеснением воздуха инертным газом, например — CO2
              • +1
                Можно печатать в атмосфере инертных газов. Варят Al под аргоном, например.
      • 0
        Кроме температуры плавления у него ещё эксремально высокая теплота плавления. Больше, чем у льда.
        Мало будет нагреть чушку до 660 градусов, нужно будет ещё и очень долго греть её дальше прежде, чем она «растает».
    • 0
      Те, кому нужны металлические детали используют фрезерные и др. станки с ЧПУ.
    • 0
      Печать с материалами содержащими алюминий уже есть: tk-3d.ru/equipment/EOS_Alumide.php. Правда там печатают по технологии лазерного спекания, в домашних условиях такой принтер вряд ли соберешь.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    General Electrics уже начинает внедрять печать из кобальта и хрома. прочитайте про форсунки для самолётов от этой фирмы.
  • 0
    Про ABS:

    Недостатки
    1. Невозможно изготовить цветным.


    Т.е. все детали из ABS (неокрашенные) должны быть строго одного цвета? И какого же?
    Я к тому, что ABS вполне себе позволяет любые цвета организовать, насколько я знаю. И принтеры есть с цветными расходниками. Вот, например: www.nikarus.com/catalog/dimension/4.php
    • 0
      вот пример чистого АБС пластика:
      Скрытый текст

      Как видно, он имеет слегка желтоватый оттенок.
      Я частично не прав. Поясняю.
      Соединив «исходники» (акрилонитрил, стирол, 1,3 бутадиен) мы получаем образец показанный на рисунке. Но соединив эти три исходника с красителем мы можем получить любой цвет. И это уже модификация. Я имел ввиду чистый образец. Поэтому утверждение имеет свойство двойственности.
      • 0
        Разве «изготовить цветным» изначально не подразумевает добавление какого-либо красителя?

        Собственно, по Вашей системе оценок получается, что у ABS нет недостатков. :-)
        • 0
          Надо срочно включить в систему оценок возможность использования для кипятка, тогда ABS проиграет PLA.
          • 0
            Это описано в пункте про применение PLA пластика.
            • 0
              Простите, но что-то не увидел, подскажите где?
              производства экологически чистой биоразлагаемой упаковки, одноразовой посуды, средств личной гигиены, для производства хирургических нитей и штифтов, а также в системах доставки лекарств

              не подразумевает под собой использования как ёмкости/конструкции для кипятка. Вот указание температуры плавления — явно на это намекает, но не говорит. В плюсах тоже не заметил.
              • 0
                Просто у меня одноразовая посуда ассоциируется с пластиковым стаканчиком в который налит чай. Буду стараться больше не допускать таких ошибок.
                • 0
                  У меня такая ассоциация давно разрушена тем фактом, что часть одноразовой (и не только) посуды имеет пометку «только для холодных напитков», «только для холодных блюд». Поэтому желательно всё-таки явно прописывать. Ну и для ABS-пластика это определённо минус, что из него сделать кружку для чая не получится.
                  • +1
                    Главный минус ABS пластика все-таки в том, что там выделяется циановодород в жестких условиях. Из акрилонитрила. Поэтому он не пищевой.
        • 0
          1. В пример можно поставить получение сульфата меди(II). Мы смешиваем медь и серную кислоту и в итоге получаем соединение голубого цвета. Думаю так понятнее будет. И тут нет добавления красителя. Вот о чём я.
          2. Согласен, что не которые его виды имеют способность разлагаться под действием солнечного света + некоторые модификации затратны в производстве. Но мы не используем такой тип для печати.
          • 0
            Большинство полимеров белые, желтоватые или прозрачные. Экзотическая полиароматика грязного цвета. Потом в них добавляют наполнитель. Обычно это белый непрозрачный порошок, например, оксид кремния или тальк. Он делает пластик дешевле, прочнее и тверже. Потом краситель. Он придает цвет. Его нужно мало. Потом антиоксиданты, пластификаторы, если надо, другие присадки. Это в общих чертах.
  • 0
    полилактид растворяется в хлорированных углеводородах, если что, хлороформ, дихлорэтан и т.д.
  • 0
    А почему в 3D печати не используют PET — материал из которого делают пластиковые бутылки?
    • 0
      Видимо несовместимость/проблемы технологии печати и свойств материала… Было бы интересно, если кто-нибудь подробно объяснил (причины я примерно представляю, но не более).
    • 0
      Насколько я понимаю, используют, просто он не очень распространен. По ссылке предлагают какую-то машину, которая экструдирует волокно для 3d принтеров из подручных материалов: http://filabot.com/how_to.php
      • 0
        И полиэтилентерефталат там есть, наряду с полиэтиленом низкой и высокой плотностей.
      • 0
        Немного не соглашусь. Он не используется в печати, а вот в производстве пластиковых карточек в Европе — очень распространённый материал. Его преимущество в том, что при обработке не выделяет токсины в отличие от ПВХ (его используют в Азии, Америке, России). Так что было бы корректней написать, что он не очень распространён в странах бывшего СНГ. Показатели: высокая механическая прочность и ударостойкость, химическая стойкость, отличная пластичность в холодном и, особенно, в нагретом состоянии, хороший диапазон рабочих температур (-40 — +75). Но необходима защита от УФ для длительной эксплуатации на улице.
        Думаю, что в печати не используется т.к. процесс печати дольше, чем штамповки из листа. (Сугубо моё мнение)
      • 0
        Да. Я видел этот агрегат. Меня он и заитересовал — печатать на принтере не покупая пластик, а используя бутылки. Но не видел ни одного домашнего принтера, где указано что он использует PET.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.