ABS и PLA пластик: отличия, что лучше?

Сравнение двух популярных пластиков для 3D-печати: ABS и PLA. Какими свойствами они обладают, в чем похожи и по каким параметрам отличаются? Важные нюансы и сферы применения. Какой материал из двух следует выбрать?

• ABS и PLA пластик — отличия
  • Чем отличается и какой пластик лучше
  • Области применения ABS и PLA
  • Сравнение недостатков ABS и PLA
  • Точность
  • Запах
  • Хранение
• PLA или ABS – что лучше?

ABS и PLA пластик — отличия

PLA (полилакид) — биоразлагаемый пластик, который также называется биополимером. Он обладает термопластичностью и биосовместимостью. Низкомолекулярным веществом, образующим его полимеры, выступает молочная кислота.

PLA производят из различных возобновляемых материалов. Это могут быть, к примеру, сахарный тростник или кукурузный крахмал. Помимо использования в области трехмерной печати, этот филамент задействуют для производства упаковок, стаканчиков и прочей различной тары. По своим свойствам он более экологичен, нежели материал ABS.

ABS (акрилонитрил бутадиен стирол) — термопластическая смола, которая обладает ударопрочностью и может быть повторно переработана. Это достаточно жесткий филамент. Его задействуют для производства электрического оборудования, бытовых приборов и даже конструкторов Лего.

Чем отличается и какой пластик лучше

Главные параметры материалов:

Что означают указанные в таблице показатели:

• ПТР означает легкость потока расплавленного материала. Характеристика измеряется в количестве пластика, которое может пройти сквозь капилляр заданной длины и диаметра за 10 минут.
• Температура стеклования — рубеж, после которого твердый и хрупкий материал переходит в расплавленное состояние при более сильном нагреве. Это существенный параметр, потому что если печатать предмет, который будет соприкасаться с горячей жидкостью или напитками (к примеру, стакан для кофе), с использованием PLA, то получится плохой результат. ABS для этого, к сожалению, тоже не сильно подойдет.
• Температура застывания обозначает рубеж сопротивляемости нагреванию. При показателе значения выше обозначенной модель начнет деформироваться. Если принтер имеет столик с подогревом, то уровень его температуры должен быть меньше этой отметки, иначе предмет искривится прямо во время построения слоев.
• Температура плавления (точка плавления) — показатель, при котором филамент начнет сплавиться.
• Температура 3D-печати — как правило, это значение должно быть выше, чем отметка плавления, потому что печатный материал должен быть уже расплавленным при подаче через экструдер, а не только начинать плавиться.

PLA — более хрупкий пластик и имеет большую твердостью поверхности. Также он сильнее поддается деформации при изгибе. Его нельзя обрабатывать ацетоном для улучшения гладкости поверхности.

Если при печати работать с рекомендуемыми производителем температурами, то предметы из ABS будут намного тверже и покажут большее сопротивление нагрузкам и различному внешнему воздействию, чем PLA.

Получается, что ABS лучше подходит для производства механических деталей и узлов, а также для предметов с большим сопротивлением агрессивным окружающим условиям. К тому же детали из ABS имеют лучшую гибкость и больше гнутся, чем ломаются из-за внешнего воздействия. ABS податливее, и его проще обрабатывать после завершения печати. Произведенные предметы поддаются шлифовке и покрытию краской. В дополнение их можно обрабатывать ацетоном для получения блестящей гладкой поверхности.

Области применения

Сферы использования ABS:

• крупные детали автомобилей (к примеру, радиаторные решетки, приборные щитки и элементы ручного управления);
• выключатели и переключатели;
• игрушки;
• канцелярские товары;
• детские конструкторы;
• корпусы бытовой техники и электроники, радио- и телеаппаратуры;
• элементы электроосветительных приборов;
• чемоданы и контейнеры;
• спортинвентарь;
• элементы оружия;
• предметы сантехники;
• корпусы промышленных аккумуляторов;
• настольные принадлежности;
• различные пластиковые карты;
• части медицинского оборудования и принадлежностей.

Сферы использования PLA:

• широкое использование в медицине, к примеру, для изготовления хирургических нитей и штифтов;
• биоразлагаемая экологически чистая упаковка;
• упаковочные изделия, которые выступают экологически чистой альтернативой традиционным бионеразлагаемым вариантам, изготовленным на базе нефти;
• средства личной гигиены;
• одноразовая посуда;
• детские игрушки и принадлежности;
• биоразлагаемые пакеты в некоторых супермаркетах;
• подшипники скольжения.

Сравнение недостатков

Недостатки ABS:

• низкие электроизоляционные свойства;
• слабая устойчивость к ультрафиолетовым лучам;
• растворяется в ацетоне, эфире, бензоле, анилине, анизоле, этилхлориде и этиленхлориде;
• слабо противостоит воздействиям атмосферы.

Недостатки PLA:

• При показателе влажности 80 % и повышенной температуре в пределах 55–70 °С разлагается в компосте за один месяц. Однако при низких показателях температуры и маленькой влажности воздуха, которые чаще встречаются в повседневной обстановке, хранение PLA не вызывает проблем.
• Предметы из этого филамента рекомендуется использовать в помещении, оберегая от попадания прямого солнечного света.

Точность

Во время использования ABS единственным значимым затруднением выступает сворачивание материала при соприкосновении с поверхностью рабочего стола. Этот вопрос решается просто, если прогревать саму рабочую поверхность. Для этого она должна быть плоской, чистой и гладкой. Также пользователи применяют дополнительные ходы, к примеру, наносят на рабочую зону смесь из ацетона и ABS или обрабатывают ее лаком для волос. Еще отличный результат показывают специальное покрытие fixpad и пленка для столика.

Нагревание столика нужно для того, чтобы обеспечить фазовое состояние контакта пластика и поверхности — он должен находиться в состоянии упругой деформируемости. Для ABS этот показатель варьируется в пределах 105–230 °C. Если температура ниже, он начнет кристаллизоваться и позже отслоится, а если выше, то трансформируется в состояние вязкой текучести и в результате тоже отслоится.

Стандартно столик прогревают до 70 °C. Такое действие дает поддержание всего изделия при показателе упругой деформируемости почти без градиента по слоям. Если модель больше 5 см, то качественно организовать это состояние можно будет только в закрытой камере.

На фоне ABS слои PLA сворачиваются намного меньше. Поэтому возникает вариант работы без подогрева столика. Можно использовать популярный синий скотч 3М. Он больше не выпускается, зато ему на смену появилось покрытие fixpad. Тотальный отказ от подогреваемой подложки может дать небольшое сворачивание больших слоев, хоть и каждый раз.

Во время воздействия больших температур PLA подвергается более серьезным фазовым трансформациям и становится текучим сильнее. Если материал активно охлаждать, то при работе можно произвести более заостренные элементы и углы, при этом не будет риска произвести хрупкий предмет. Усиленная текучесть гарантирует качественную цепкость между слоями, в итоге результат печати выходит более прочным.

Запах

Во время работы с ABS часто можно почувствовать резкий запах горячего пластика. Одни пользователи на это жалуется, другие не находят его крайне неприятным, либо же просто не замечают. Чтобы снизить запах в небольшом помещении, нужно иметь хорошую проветриваемость. Также стоит убедиться, что материал имеет достаточную чистоту, освобожден от примесей и доходит до требуемой температуры в надлежащем экструдере.

PLA, как уже говорилось выше, — это биопластик. Он изготавливается с помощью синтеза на основе растительного сырья, в котором есть крахмал или сахар. Это может быть, к примеру, кукуруза, сахарный тростник или зерновые культуры. Во время его нагревания появляется запах немного сладкого масла. Аромат, несомненно, не самый натуральный, но для многих он более приятен, чем запаха горячего пластика.

Хранение

Оба материала гигроскопичны, то есть притягивают и впитывают влагу из окружающего пространства. Это отрицательный момент, так как когда материал получает большое увлажнение, то качество печати начинает заметно страдать и вид конечного изделия ощутимо портится.

При работе с такими филаментами рекомендуется хранить их в закрытых контейнерах, поместив в прохладное и сухое место. Дополнительно производители этих печатных материалов нередко рекомендуют использовать пластик в течение короткого периода. Многие пользователи перед работой подсушивают материалы. Кто-то делает это с помощью подручных приспособлений, а другие используют специальные сушки для филаментов.

ABS достаточно просто просушить теплым сухим воздухом, к примеру, в электрической духовке. Лучшая температура для этой процедуры — 70 °C.

Взаимодействие с ABS и PLA покажет высокие результаты, если при их хранении избегать попадания влаги из воздуха и перед использованием ограждать филаменты от атмосферного воздействия.

Материал не разрушится, если неделю пролежит на полке торгового павильона, но длительное нахождение в увлажненной среде может негативно сказаться как на процессе печати, так и на конечном результате работы принтера.

Влажный ABS во время печати может начать брызгаться и пузыриться, что сразу же отразится на внешнем виде изделия, детальности и прочности получаемой модели. Также образуется риск засорения сопла потерявшим качество печатным материалом, а, возможно, и его полный выход из строя.

PLA взаимодействует с влагой немного иначе. Кроме пузырей и вывода сопла из строя, этот пластик может обесцветить и ухудшить качество печатаемых моделей, потому что при больших температурах начинается его деполимеризация. Материал легко высушить в обычной духовке при показателе 50–60 °C, но следует помнить, что после этого у филамента может измениться уровень кристаллизации, вследствие чего поменяются температура и прочие параметры экструдирования. Для большого количества моделей 3D-принтеров это окажется большим затруднением.

PLA или ABS – что лучше?

Чтобы понять, какой из двух вариантов лучше, сначала стоит определиться, для каких целей пользователю нужен тот или иной филамент.

PLA по внешнему виду больше напоминает стекло. В основном этот материал применяется в художественных целях, потому что с его помощью можно легко напечатать тонкие слои деталей, добиться точных и острых углов. Его пластичность помогает быстро достигнуть точности при производстве мелких деталей крепежа. Вдобавок для многих играет важную роль отсутствие резкого неприятного запаха горячего пластика во время работы.

ABS пригодится в тех случаях, когда есть необходимость сделать износостойкую прочную деталь, неприхотливую к условиям окружающей среды. Этот филамент более прочен, не так быстро разлагается, его легко обрабатывать и шлифовать. Но он обладает неприятным запахом во время печати, поэтому пользоваться ABS нужно в хорошо проветриваемом помещении.

Материал ABS в основном применяется в промышленных целях, PLA отлично подходит для трехмерной печати в домашних условиях.

Если отдавать предпочтение экологичности и красоте материала, то следует выбрать PLA. Если же главными факторами выступают прочность и долговечность, то лучше предпочесть ABS.

Важно помнить, что оба филамента необходимо держать в герметичной среде и не допускать их попадания во влажную среду на длительный срок.