Итак вопрос первый и пожалуй самый популярный:

Что лучше PLA или ABS? Какой материал выбрать для 3D печати?

Для ответа на этот вопрос давайте подробнее рассмотрим химические и физические свойства обоих филаментов отдельно.

 

ABS или акрилонитрил-бутадиен-стирол

   Благодаря своей прочности, эластичности, легкости в обработке и устойчивости к высоким температурам этот пластик используется преимущественно инженерами, а также для профессиональной печати. Поскольку ABS производится из нефтепродуктов, некоторым может не понравится запах горячего материала. Кроме того, ABS требует использования подогреваемой печатной платформы, а это значит, что некоторые принтеры просто не способны обеспечить сколько-нибудь надежный результат при работе с ABS.

   ABS не поддается биоразложению, но прочнее PLA. Температура печати ABS ~220–260 °C, материал подвержен усадке и деформации, поэтому для печати требуется подогреваемая платформа.

  • Деформация изделия может происходить по двум причинам: недостаточный нагрев рабочей платформы или неправильная калибровка по оси z.
  • Температура платформы должна быть не ниже 80 °C и зависит от модели принтера.
  • Для любой модели принтера требуется зазор между соплом и платформой ~0,2 мм (примерно на толщину листа бумаги).
  • ABS долговечнее, чем PLA
  • Волокно выпускается диаметром 1,75 мм и 2,85 мм

Преимущества пластика ABS

  • ABS (сокращенное обозначение от акрилонитрил-бутадиен-стирола) — это распространенный термопласт, который производится из нефтепродуктов. Например из ABS-пластика сделаны детали конструктора LEGO.
  • В сравнении с PLA-пластиком ABS больше склонен к выделению ультрадисперсных частиц (УДЧ). Рекомендуется хорошая вентиляция.
  • При экструзии появляется слабый запах жженого пластика.
  • В зависимости от технических характеристик и цвета материала температура экструзии варьируется от 220 до 260 градусов Цельсия.
  • Детали из ABS более гибкие и менее хрупкие, чем детали из PLA.
  • Как правило, изделия из ABS-пластика имеют более глянцевую поверхность, чем изделия из PLA.
  • ABS становится мягким при температуре около 100 °C (температура тепловой деформации), то есть обладает более высокой теплостойкостью, чем PLA.
  • ABS имеет более низкий коэффициент трения в сравнении с PLA и требует немного меньше усилий при экструдировании.
  • ABS может считаться «традиционным» типом волокна, поскольку его начали использовать для трехмерной печати еще до появления пластика PLA.

Рекомендации по печати пластиком ABS

   Рекомендуемый диапазон температур при печати из ABS-пластика составляет от 235 °C до 255 °C. Поскольку каждый настольный 3D-принтер имеет собственные уникальные характеристики, может потребоваться небольшая корректировка температурного режима для достижения наилучших результатов. Чтобы получить оптимальные результаты печати, необходимо учитывать такие параметры, как диаметр сопла вашего 3D-принтера, скорость печати и высота слоя.

   При печати из ABS-волокна рекомендуется использовать подогреваемую платформу. ABS подвержен деформации, что затрудняет печать из данного материала без подогрева стола. Идеальная температура печатной платформы — от 80 °C до 110 °C. Следует учитывать, что при слишком сильном нагреве ABS-пластик начинает деформироваться, поэтому после печати нескольких первых слоев рекомендуется немного снизить температуру печатной платформы.

   Одним из важнейших факторов для получения наилучших результатов печати является хорошая адгезия первого слоя. Существует ряд хитростей, помогающих улучшить прилипание первого слоя вашей модели из ABS к печатной платформе 3D-принтера.

  • Используйте полиимидную ленту (Kapton или ПЭТ). ABS-пластик обычно лучше прилипает к полиимидной пленке, чем к печатной платформе. При подготовке платформы ленту рекомендуется накладывать не внахлест, а с небольшими промежутками. Полосы, заходящие внахлест на соседний слой, могут вызывать сложности при дальнейшем процессе печати. 
  • Покройте печатную платформу 3D лаком или просто лаком для волос. ABS-пластик особенно хорошо прилипает к лакам для волос сверхсильной фиксации.
  • Нанесите на платформу жидкий ABS. Растворите небольшую порцию ABS в 50 мл ацетона. При этом ацетон помутнеет. Чтобы улучшить прилипание к печатной платформе, покройте ее тонким слоем полученной мутной смеси ABS с ацетоном. Однако не следует делать раствор ABS слишком концентрированным, поскольку это вызовет слишком сильное прилипание печатных моделей и крайне затруднит их отделение.
  • ПЭТ-пленка или лента Kapton, как правило, не оставляют следов на печатной платформе.
  • 3D лак и раствор ABS в ацетоне оставляют следы на печатной платформе.

 

PLA или полилактид

   Широкая цветовая гамма, возможность изготовления полупрозрачных деталей и гладкая поверхность привлекают пользователей, печатающих выставочные модели или небольшие изделия для использования в быту. Многим нравится растительное происхождение материала и его сладковатый запах, более приятный, чем у ABS. При надлежащем охлаждении PLA позволяет печатать с более высокой максимальной скоростью, меньшей высотой слоя и более острыми углами. Благодаря этим преимуществам в сочетании с низкой деформацией PLA-пластик чаще выбирают для домашних и школьных принтеров, а также любительской печати.

   Биоразлагаемый пластик, производится из кукурузы. Температура печати ~ 180–230 °C, материал не подвержен деформации, что позволяет печатать большие детали без использования подогреваемой платформы.

  • PLA обладает более высокой текучестью, чем ABS — заряженное в принтер волокно подтекает при разогретом сопле.
  • Для любой модели принтера требуется зазор между соплом и платформой ~0,2 мм (примерно на толщину листа бумаги).
  • Учитывая низкую температуру плавления, не стоит оставлять изделие из PLA-пластика в автомобиле в жаркий летний день: оно может деформироваться!
  • PLA пластик выпускается диаметром 1,75 мм и 2,85 мм

Преимущества пластика PLA

  • PLA (сокращенное обозначение полимолочной кислоты) — это пластик, получаемый из крахмалистого растительного сырья, такого как кукуруза и сахарный тростник.
  • Он поддается биоразложению и не склонен к выделению ультрадисперсных частиц (УДЧ).
  • При экструдировании появляется едва заметный, но довольно приятный сладкий запах.
  • В зависимости от технических характеристик и цвета материала температура экструзии варьируется от 160 °C до 220 °C.
  • Изделия из PLA обладают большей жесткостью в сравнении с изделиями из ABS (ABS-пластик более гибкий).
  • В целом, изделия из PLA имеют слегка глянцевую поверхность.
  • PLA-пластик в меньшей степени подвержен деформации при печати и намного превосходит ABS по адгезии.
  • PLA становится мягким при температуре около 60 °C (температура тепловой деформации).
  • PLA требует немного больше усилий при экструдировании за счет более высокого коэффициента трения в сравнении с ABS.
  • PLA-пластик начал использоваться для трехмерной печати методом послойного наплавления (FDM) позднее и имеет многообещающие перспективы.

Рекомендации по 3D печати пластиком PLA

   Рекомендуемая температура печати PLA-пластика ~ 180-230 °C. И опять же поскольку каждый настольный 3D-принтер имеет собственные уникальные характеристики, может потребоваться небольшая корректировка температурного режима для достижения наилучших результатов. Чтобы получить оптимальные результаты печати, необходимо учитывать такие параметры, как диаметр сопла вашего 3D-принтера, скорость печати и высота слоя.

   PLA-пластик гораздо меньше подвержен деформации в сравнении с ABS. Поэтому его можно использовать как с подогреваемой платформой, так и без нее. Тем не менее, если в вашей модели 3D-принтера предусмотрен подогрев платформы, рекомендуется установить температуру платформы на 40–50 °C.

   Для PLA также очень важна хорошая адгезия первого слоя. И в случае с PLA пластиком тоже есть свои хитрости, помогающие улучшить прилипание первого слоя вашей модели из PLA к печатной платформе 3D-принтера.

  • Синяя маскировочная лента (3D скотч). Модели из PLA-пластика особенно хорошо прилипают к синей маскировочной ленте. При подготовке платформы ленту рекомендуется накладывать не внахлест, а с небольшими промежутками.
  • Полосы, заходящие внахлест на соседний слой, могут вызывать сложности при дальнейшем процессе печати. Мы провели испытания широкого ассортимента маскировочных лент и выяснили, что наилучшие результаты получаются при использовании синей маскировочной ленты 3M или Eurocel.
  • Покройте печатную платформу 3D лаком или просто лаком для волос. Как и ABS, PLA-пластик особенно хорошо прилипает к лакам для волос сверхсильной фиксации.
  • Синяя маскировочная лента (3D скотч), как правило, не оставляет следов на печатной платформе. А 3D лаком следы на платформе оставляет.

 

Какой 3D пластик выбрать для печати: PLA или ABS?

   Как видим, пластик ABS плавится при более высокой температуре, а значит, требует более сильного разогрева принтера. Он также обладает худшей адгезией, поэтому для печати из ABS принтер должен быть оснащен подогреваемой платформой для прилипания материала. PLA, наоборот, быстрее остывает и лучше прилипает, что позволяет повысить скорость печати. Если вы печатаете изделие, предназначенное для работы в горячей среде (например, колесо для лотка посудомоечной машины или корпус вентилятора для принтера), лучше использовать ABS, чтобы свести к минимуму вероятность деформации при высоких температурах.

   Материалы также отличаются в отношении конечной обработки напечатанных изделий. ABS растворим в ацетоне, поэтому для удаления неровностей или дефектов поверхности достаточно протереть изделие ацетоном. На PLA ацетон не оказывает эффекта, но детали из PLA в целом получаются более гладкие. Для растворения PLA можно использовать дихлорметан.

   Некоторые принтеры работают только с одним типом материала. Это следует выяснить до начала экспериментов.

Характеристики волокнаABSPLA
Термические характеристики    
Средний индекс плавления (объемный индекс течения, MVI) (см³/10 мин) 9.7 10.3
Температура размягчения (°C) 110-125 70-80
Температура плавления (°C) 210-240 160-190
Физические характеристики    
Прочность на разрыв (МПа) ~70 ~60
Модуль упругости (МПа) ~2300 ~3500
Ударная прочность по Изоду (кДж/м²) 5-50 2-40
Стойкость к атмосферным воздействиям хорошая средняя
Токсичность может вызывать раздражение нетоксичен
Стойкость к УФ-излучению средняя хорошая
Твердость поверхности средняя высокая
Деформация высокая низкая
Воспламеняемость легко воспламеняется не воспламеняется
Возможность последующей обработки (сверление, шлифовка, фрезеровка, доводка и т. д.) хорошая средняя
Характеристики при печати    
Температура экструзии (°C) 215-260 190-230
Температура печатной платформы (°C) 80-120 50-70 (нагрев не требуется)

 

Какой пластик выбрать для 3D ручки: PLA или ABS?

 

   Кстати раз уже мы заговорили о выборе пластика для 3D печати не обойдём стороной и вопрос выбора пластика для рисования 3D ручкой и попробуем выбрать пластик для 3D ручки основываясь на уже известных нам физических свойствах 3d пластиков.

   Итак, мы уже знаем, что пластик PLA при плавлении либо вообще не пахнет или имеет легкий сладковатый запах слегка схожий с запахом кукурузы. ABS же при плавлении имеет запах нагретой пластмассы, котороый может вызывать дискомфорт. И запах пожалуй один из основных первоначальных критериев выбора пластика для 3D ручки.

   Но мы разберем и остальные отличия. Например жесткость готовых изделий. Пластик PLA жесткий, но более хрупкий по сравнению с ABS. Он может ломаться при усилии к сгибанию. ABS же не только твёрдый и жесткий, но и устойчив к ударам и легкому сгибанию.  Важно это учитывать при выборе пластика? Думаем да.

   Температура печати у ABS и PLA пластиков тоже разная, но по сути никак не влияет на выбор материала, хотя стоит учитывать, что некоторые старые модели 3D ручек могут поддерживать только один тип пластика, как правило это ABS пластик.

   Еще одно важное свойство пластиков, которое стоит учитывать при выборе - адгезия пластика к поверхности. PLA свойственна хорошая "липкость", что позволяет рисовать этим пластиком на большинстве поверхностей включая стекло, керамику, металл или специальные коврики для 3D ручек. У ABS адгезия (липкость к поверхности) хуже, но как правило она достаточная для рисования на бумаге или коврике для 3D ручек.

Это пожалуй основные параметры и особенности, по которым мы можем подобрать пластик для 3D ручки. Давайте резюмируем всё выше сказанное:

Определимся, что мы хотим создавать с помощью 3D ручки. Создавать объемные и многослойные модели в принципе можно и PLA и ABS пластиком.

Но есть некоторые рекомендации:

  • Хотим оздавать модели имеющие острые, менее 90 градусов углы - тогда наш выбор PLA пластик. С ABS будет работать сложнее.
  • Если же необходимо нарисовать свободно стоящие объекты, спирали, вертикали - тут наш выбор за ABS. И также если стоит задача создать модель с гибкими деталями, то стоит присмотреться к ABS. 

Как хранить пластик для 3D печати?

   Поскольку качество материала может изменяться под воздействием света, температуры и влажности, рекомендуется хранить волокно в плотно закрытой таре с влагопоглотителем — например, чашкой риса или лучше с пакетами силикагеля. При таком хранении качество материала остается стабильным в течение как минимум одного года.

На этом мы думаем в вопросе выбора пластика между ABS и PLA можно ставить точку. Хотя... 3D пластики это не только ABS и PLA, есть же еще, например Flex. Но о нём мы поговорим в следующей статье.