Технология 3D-печати стремительно развивается и широко применяется в производстве, здравоохранении, образовании, потребительских товарах и других областях.

Полимолочная кислота (PLA) и акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) являются наиболее распространенными термопластичными материалами. Благодаря низкой стоимости, удобству обработки и широкой области применения они доминируют на рынке материалов для печати. ​​Несмотря на то, что это основные материалы, существуют некоторые различия в химических и физических свойствах, технологиях обработки и т. д. Эти различия отражаются на выборе материалов, в зависимости от характеристик различных материалов и соответствия обрабатываемым изделиям. Применимость филаментов PLA и ABS определялась с учетом различий в химической структуре, физических свойствах и методах обработки PLA.

Что такое ПЛА?

Полимолочная кислота (PLA) — это термопластичный полимер, используемый в 3D-печати и производстве. Она производится из возобновляемых источников, таких как кукурузный крахмал или сахароза, путем ферментации. Молекулярная структура PLA отличается гибкостью, ударопрочностью и термостойкостью. Для 3D-печати она подходит для создания прототипов , учебных моделей, предметов повседневного обихода и пищевых контейнеров. Возможность вторичной переработки и нетоксичность делают её предпочтительной альтернативой традиционным нефтепластикам.

Что такое ABS-пластик?

ABS-пластик — это термопластичный полимер, широко используемый в 3D-печати , литье под давлением , машиностроении и других областях. Он обладает исключительной пластичностью и термической стабильностью, сохраняя структурную целостность в сложных условиях напряжений. В 3D-печати для оптимальной работы ABS-пластика необходимы определенные условия печати. ​​Подходит для изготовления автомобильных деталей, требующих прочности и долговечности. Экономическая целесообразность и практичность ABS-пластика делают его идеальной заменой традиционным нефтепластикам для удовлетворения различных промышленных потребностей.

В чём разница между 3D-печатью с использованием PLA и ABS пластика?

Прочность (механические свойства)

• Полимолочная кислота (PLA) : низкая прочность на растяжение (приблизительно 20-30 МПа), высокая хрупкость, легко разрушается при ударе. Прочность на сжатие умеренная (около 50-60 МПа), но тонкостенная структура склонна к деформации.
• ABS : Высокая прочность на растяжение (около 40-50 МПа), хорошая ударная вязкость, способность выдерживать сильные удары и вибрацию. Прочность на сжатие значительно выше, чем у PLA (около 70-90 МПа), и подходит для несущих конструкций.

Качество деталей

• PLA (полимолочная кислота): Поверхность более гладкая, с менее выраженным расслоением, и не требует сложной постобработки. Края легко загибаются, особенно при печати при низких температурах, а края отверстий подвержены растрескиванию.
• ABS: Поверхность в основном гладкая, но «ступенчатый эффект» часто возникает при недостаточной температуре печати. ​​Высок риск усадки и деформации при низких температурах, поэтому платформу необходимо тщательно предварительно прогреть до 50-100 °C.

Жесткость

• Полимолочная кислота (PLA): умеренная твердость, легко гнется, тонкие стенки (<1 мм), что требует более толстых стенок или усиленной опоры.
• ABS: Обладает более высокой твердостью, близкой к твердости полистирола (PS) и других конструкционных пластиков. Идеально подходит для изготовления жестких корпусов или опорных рам, например, креплений для дронов .

Химическая стойкость

• Полимолочная кислота (PLA): обладает умеренной кислото- и щелочестойкостью, но чувствительна к сильным кислотам, таким как соляная кислота, и маслам, легко разрушается при длительном воздействии. Не переносит органических растворителей, таких как ацетон, легко расширяется.
• АБС-пластик: Повышенная химическая стойкость, особенно к слабым кислотам, щелочам и маслам. Акрилонитриловые компоненты химически устойчивы к коррозии, в то время как стирольная цепь уязвима для воздействия сильных окислителей.

Долговечность

• Полимолочная кислота (PLA): низкая устойчивость к УФ-излучению, что может привести к пожелтению и хрупкости после длительного использования на открытом воздухе (требуется добавление УФ-стабилизатора). Средняя влаго- и термостойкость, легко деформируется при высоких температурах и влажности.
• ABS: Он более устойчив к ультрафиолетовому излучению, чем PLA, но также стареет после длительного воздействия солнечных лучей. Обладает превосходной влаго- и термостойкостью, идеально подходит для временного использования в жарких и влажных условиях.

Термостойкость

• Полимолочная кислота (PLA): имеет низкую температуру плавления (около 180-220 градусов Цельсия) и температуру стеклования около 60 градусов Цельсия, легко размягчается при нагревании. Избегайте воздействия высоких температур (например, духовки, моторного отсека автомобиля ).
• ABS: Высокая температура плавления (около 230-260 °C), температура стеклования около 90 °C, кратковременная термостойкость. Подходит для использования в условиях средних и высоких температур (например, в бытовых приборах, трубопроводных соединениях и т. д.).

В чём заключаются различия в технологиях обработки PLA и ABS?

Технические характеристики печати:

• Рекомендуемый диапазон температур для PLA-пластика составляет 190-220 градусов (высота слоя 0,1-0,3 мм), предварительный нагрев или низкие температуры не требуются. Для минимизации адгезии между слоями необходимо поддерживать среднюю или высокую скорость печати, после чего следует обеспечить хорошую вентиляцию.
• ABS-пластик подвержен химической коррозии и гальваническому покрытию, а для снятия внутреннего давления его необходимо подвергать отжигу при температуре 60-80 °C в течение 2 часов.

Техника постобработки :

• PLA-пластик хорошо поддается полировке наждачной бумагой, покраске и гальваническому покрытию, а для предотвращения старения необходимы УФ-стабилизаторы.

• ABS-пластик может подвергаться химическому травлению и гальваническому покрытию, что требует отжига при температуре 60-80 °C в течение 2 часов для снятия внутренних напряжений.

Насколько экологичны ABS и PLA?

Источник сырья:

• Полимолочная кислота (PLA) — это возобновляемый ресурс , получаемый в основном из растительного крахмала, в том числе из кукурузы и сахарного тростника. В процессе ферментации образуются мономеры молочной кислоты, которые снижают зависимость от ископаемого топлива и сокращают выбросы углекислого газа.
• ABS — это материал, получаемый из нефти и изготавливаемый из мономеров акрилонитрила, бутадиена и стирола. Он полностью основан на невозобновляемых ресурсах и выделяет гораздо больше углерода, чем PLA.

Управление утилизацией отходов:

• В условиях промышленного компостирования (высокая температура, влажность, микробная активность) полимолочная кислота (PLA) может разлагаться на углекислый газ и воду в течение 6-12 месяцев.
• Отходы АБС-пластика могут долгое время сохраняться в окружающей среде, потенциально загрязняя почву и океаны. Кроме того, сжигание способствует выбросу токсичных газов, включая цианистый водород и оксид стирола, которые загрязняют воздух, а свалки потребляют земельные ресурсы.

Методы переработки отходов:

• Процесс восстановления PLA не представляет большой сложности, поэтому его необходимо строго отделять от таких пластмасс, как PET, что приводит к значительному снижению эксплуатационных характеристик после восстановления (потеря прочности примерно на 30%).
• Технология переработки АБС-пластика достигла зрелости и позволила осуществить регенерацию расплава (грануляцию) с коэффициентом извлечения 70-90%.

Какой материал дольше служит: PLA или ABS?

Срок службы PLA и ABS зависит от конкретных сценариев применения и условий окружающей среды:

Характеристики, продолжительность использования PLA:

• Кратковременное воздействие и умеренные условия: PLA сохраняет стабильность в течение многих лет в нормальных и сухих условиях, например, при использовании в пищевой упаковке и обивке мебели.

• Старение: Длительное воздействие солнечного света или УФ-лучей может быстро привести к пожелтению и ломкости кожи (при воздействии на открытом воздухе этот период может сократиться до нескольких месяцев). При температуре ниже 0 градусов Цельсия прочность значительно снижается, и возрастает вероятность разрушения.

• Биоразлагаемость: Естественным путем почва разлагается в течение 1-5 лет (быстрее в условиях промышленного компостирования), поэтому не подходит для длительного использования на открытом воздухе.

Характеристики продолжительности использования ABS-пластика:

• Среднесрочная и долгосрочная эксплуатация или использование в промышленных условиях: высокая термостойкость (-20 °C - 80 °C), хорошая химическая коррозионная стойкость, может использоваться в помещениях или в условиях умеренной промышленной среды более 5 лет. Добавление УФ-поглотителей может замедлить пожелтение, но длительное воздействие внешней среды все же может привести к старению.

• Ударопрочность: Гибкость и износостойкость превосходят показатели PLA и подходят для высокочастотного использования или динамических нагрузок (например, автомобильные детали , рукоятки инструментов).

В традиционных промышленных и бытовых условиях ABS часто более долговечен, поскольку обладает большей термостойкостью и ударопрочностью. PLA отвечает требованиям более экологичной и чистой внутренней среды, а также более низким температурам. Оба материала требуют длительного воздействия стабилизаторов, но ABS все же превосходит PLA.

Какой материал является оптимальным решением?

Далее я собираюсь объединить два подхода, основанные на требованиях разных уровней:

Приоритет спроса	Рекомендуемые материалы	Причины
затраты на обработку	ПЛА (полимолочная кислота)	Низкие цены на сырье и низкое энергопотребление при производстве.
Ударопрочность и долговечность	АБС	Он обладает высокой прочностью и механической износостойкостью.
Соответствие экологическим нормам	ПЛА (полимолочная кислота)	Биоразлагаемый и соответствующий требованиям устойчивого развития в области экологии.
Термостойкость	АБС	Высокая термостойкость (>100 °C).

PLA — недорогой материал (примерно от 20 до 30 долларов за килограмм), он обрабатывается при низкой температуре, соответствует стандартам FDA по воздействию на пищевые продукты, не имеет резкого запаха и подходит для производства одноразовой посуды, медицинских катетеров и многого другого.

ABS-пластик обладает превосходной ударопрочностью и износостойкостью. Благодаря своему химическому составу он демонстрирует высокую прочность, сводя к минимуму вероятность растрескивания. Подходит для точной обработки сложных деталей, а также для изготовления долговечных и экономичных компонентов.

Абсолютно наилучшего материала не существует, есть только решения, соответствующие потребностям. Рекомендуется принимать решение в соответствии со следующей процедурой:

• Указывает объект (сила, температура, окружающая среда), к которому относится компонент.
• Оценить расходы и операционные потребности.
• Испытание небольших партий образцов (испытание на растяжение и термостойкость).
• Достижение баланса между экологически чистым и устойчивым развитием.

Каковы возможности адаптации для филаментов PLA и ABS?

Применение Народно-освободительной армии Китая

1. Контейнеры и упаковка для пищевых продуктов:

Благодаря своей биоразлагаемости и нетоксичности , из них можно изготавливать различные пищевые контейнеры, такие как коробки для еды, стаканчики, подносы и т. д. Эти контейнеры не только эффективно защищают продукты, но и разлагаются естественным образом после обработки, снижая загрязнение окружающей среды.

2. Экологически чистая посуда и одноразовые изделия:

Ножи, вилки, ложки, палочки для еды, миски, тарелки и т. д. Эти изделия быстро разлагаются после использования и не вызывают долговременного загрязнения окружающей среды.

3. Медицинские рассасывающиеся имплантаты:

Полимолочная кислота (PLA) используется в различных медицинских имплантатах благодаря своей хорошей биосовместимости и способности к биоразложению. Эти имплантаты могут постепенно разлагаться и рассасываться в организме, что исключает необходимость повторной операции и значительно снижает боль у пациентов.

Применение ABS-пластика

1. Механические компоненты и инструменты в промышленном производстве:

ABS-пластик характеризуется высокой прочностью, ударопрочностью, стойкостью к химической коррозии и т.д., и может использоваться в шестернях, подшипниках, рукоятках и т.д. Эти компоненты и инструменты выдерживают большие нагрузки и износ, обеспечивая надлежащую работу оборудования.

2. Автозапчасти:

ABS-пластик можно использовать для изготовления ключевых компонентов, таких как приборные панели и бамперы автомобилей . Эти компоненты не только красивы внешне, но и обладают хорошей ударопрочностью, термостойкостью и стабильной работой в любых суровых условиях.

3. Корпус бытовой электроники:

ABS-пластик также широко используется в бытовой электронике . Из него можно изготавливать самые разнообразные электронные изделия, которые не только долговечны, но и приятны на ощупь и обладают привлекательным внешним видом, отвечая требованиям потребителей к дизайну и функциональности электронных устройств.

Краткое содержание

В 3D-печати PLA и ABS являются двумя ключевыми термопластичными материалами, различающимися по материальным свойствам, экологичности и физическим характеристикам. PLA специализируется на быстром прототипировании, недорогом моделировании и одноразовых изделиях, таких как пищевые контейнеры, особенно в мелкосерийном производстве, что обеспечивает экономическую выгоду. ABS, напротив, продолжает играть важную роль в промышленности благодаря своим превосходным механическим свойствам и отработанным процессам переработки.

Окончательный выбор должен зависеть от конкретных требований: PLA выделяется, если требуется быстрая итерация, экологичность и экономичность; ABS лучше подходит для сложных конструкций, термостойкости или надежности промышленного класса.

Отказ от ответственности

Информация на этой странице представлена ​​исключительно в ознакомительных целях. Компания LS не предоставляет никаких явных или подразумеваемых гарантий относительно точности, полноты или достоверности представленной информации. Не следует делать выводов о том, какие параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и тип материалов, а также качество изготовления будут поставлены сторонним поставщиком или производителем через сеть Longsheng. Ответственность за определение конкретных требований к деталям лежит на покупателе , запрашивающем ценовое предложение . Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами .

Команда LS

LS — ведущая компания в отрасли, специализирующаяся на решениях для индивидуального производства. Имея более чем 20-летний опыт работы с более чем 5000 клиентами, мы специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ , изготовлении изделий из листового металла , 3D-печати , литье под давлением , штамповке металла и других комплексных производственных услугах.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами и сертифицирован по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупномасштабная индивидуальная разработка, мы можем удовлетворить ваши потребности с доставкой в ​​течение 24 часов. Выбирая LS Technology , вы выбираете эффективность, качество и профессионализм.
Для получения более подробной информации посетите наш веб-сайт: www.lsrpf.com

Часто задаваемые вопросы

1. Какой филамент лучше всего подходит для 3D-печати?

Для изготовления изделий из PLA следует выбирать обычные модели и экономичные материалы, в то время как ABS, благодаря своей высокой прочности и сложной структуре, подходит лучше. Короче говоря, единственного оптимального варианта не существует; необходимо учитывать соотношение производительности, стоимости и экологичности, а также практическое применение.

2. В каких областях чаще всего используются PLA и ABS?

PLA — идеальный выбор для прототипов, моделей и декоративных деталей. Благодаря своим экологическим характеристикам, из него также изготавливают пакеты для пищевой упаковки, пищевую пленку, посуду и другие предметы повседневного обихода. В медицинской сфере часто используются одноразовые хирургические инструменты и шовный материал. ABS используется для механических компонентов, функциональных прототипов, а также высокотемпературных и износостойких автомобильных компонентов, требующих высокой прочности.

3. Как деформация влияет на оба материала во время печати?

PLA обладает низкой усадкой и температурой плавления, незначительным изменением объема и небольшой склонностью к деформации при охлаждении. ABS, напротив, имеет более высокую усадку и температуру плавления и подвергается значительным колебаниям усадки при охлаждении, что делает его склонным к деформации.

4. Чем отличаются PLA и ABS по качеству поверхности?

Материалы PLA обладают низкой подвижностью, надежным межслойным сцеплением и гладкой поверхностью после печати, что идеально подходит для создания моделей с высокой степенью гладкости. Материалы ABS обладают высокой подвижностью, но склонны к термическому напряжению, вызывая образование пузырьков, полос или небольших ступенчатых эффектов.

Ресурс

3D-печать

филамент для 3D-печати

Термопластичный