PLA, ABS, PETG: kāda ir atšķirība?

Autors: Ken Giang un Lamin Kivelä
Pārtulkots no:
https://www.hubs.com/knowledge-base/pla-vs-abs-whats-difference/#introduction
https://all3dp.com/2/petg-vs-pla-3d-printing-filaments-compared/

Īsumā

ABS, PLA un PETG ir visizplatītākie 3D drukas materiāli, un to izmaksas parasti ir līdzīgas. ABS ir izcilas mehāniskās īpašības, taču to ir grūtāk izdrukāt, salīdzinot ar PLA. PETG ir izdrukāt salīdzinoši viegli, tam ir augstāka fiziskā izturība (tuva ABS), bet termoizturība līdzīga PLA (diezga zema)
PLA ir ideāli piemērots 3D izdrukām, kur svarīga ir estētika. Zemākās drukāšanas temperatūras dēļ ar to ir vieglāk drukāt, un tāpēc tas ir labāk piemērots lietām ar sīkām detaļām.
ABS ir vislabāk piemērots lietojumiem, kur nepieciešama izturība, plastiskums, apstrādājamība un termiskā stabilitāte. ABS ir lielāka deformācijas iespēja drukājot.
PETG ir piemērots gadījumos, kad neder PLA, tam ir augstāka izturība , to var izmantot ūdensizturīgiem priekšmetiem, krāsas ir precīzākas pēc toņu paletes, ir iespējami caurspīdīgi materiāli, bet mīnuss ir pēcapstrāde – PETG ir grūto krāsot, salīmēt, ja tiek izmantoti atbalsti (support), tas ir grūtāk atdalāms.

Ievads

PLA, ABS un PETG ir 3 visbiežāk sastopamie FDM (Fused Deposition Modeling) drukas materiāli. Visi ir termoplastmasas, kas nozīmē, ka, sildot, tie nonāk mīkstā un veidojamā stāvoklī, un pēc tam atdzesēti atgriežas cietā stāvoklī. Izmantojot FDM procesu, abus izkausē un pēc tam izspiež caur sprauslu, lai izveidotu slāņus, kas veido galarezultātu.

Šajā rakstā tiks aplūkotas šo trīs bieži izmantoto materiālu galvenās atšķirības.

Zemāk esošajā tabulā salīdzinātas galvenās PLA un ABS īpašības :

Parametri*	ABS	PLA	PETG
Stiepes izturība **	27 MPa	37 MPa	53 Mpa
Pagarinājums	3,5 – 50%	6%	5%
Elastīgais modulis	2,1 – 7,6 GPa	4 GPa	2.15 GPa
Blīvums	1,0 – 1,4 g / cm ³	1,3 g / cm ³	1.27 g / cm ³
Kušanas punkts	N / A (amorfs)	173 ℃	N / A
Bioloģiski sadalāms	Nē	Jā, atbilstošos apstākļos	Nē, bet ir pārstrādājams
Stikla pāneses temperatūra	105 ℃	60 ℃	83 ℃
Spoles cena * (1kg, 1.75mm, melna)**	USD 21,99	USD 22,99	USD 22,99
Parastie produkti	LEGO, elektropreču korpusi	Krūzītes, plastmasas maisiņi, galda piederumi	Trauki, objekti kam svarīga noturība pret UV

* Dati no MakeItFrom** Dati no Optimatter testa parauga ar 100% aizpildījumu, 0,2 mm slāņa augstumu, kas iespiests lineārā zīmējumā*** Dati no no Amazon ABS & PLA & PETG

Kas ir ABS, PLA un PETG ?

ABS (akrilnitrila butadiēna stirols) ir izplatīts termoplasts, kas labi pazīstams nozarē. To izmanto, piemēram, LEGO, elektropreču korpusiem un automobiļu buferu detaļām u.c..

PLA (Polilaktītds – pienskābes) ir bioloģiski noārdāms (pareizos apstākļos) termoplasts, kas iegūts no atjaunojamiem resursiem, piemēram, kukurūzas cietes vai cukurniedrēm. Tas ir viens no populārākajiem bioplastmasas materiāliem, ko izmanto daudzos gadījumos, sākot no plastmasas glāzēm līdz medicīnas implantiem.

PETG (Polietilēntereftalāts) – viesbiežāk sadzīvē sastopams kā materiāls, no kura ražotas plastmasas (PET) pudeles. Kad materiāls ir izdrukāts, tas ir ūdennoturīgs, tomēr, kamēr tas ir spolē, tas viegli uzņem mitrumu, tāpēc vairāk uzmanības jāpievērš uzglabāšanai un pirms drukāšanas šim materiālam ir lielāka iespējamība, ka var būt nepieciešama papildu žāvēšana.

Detaļu precizitāte

Parasti FDM drukāto komponentu nobīdes un precizitāte lielā mērā ir atkarīga no printera kalibrēšanas un modeļa sarežģītības. Tomēr visus šos materiālus var izmantot, lai izveidotu samērā precīzu izmēru detaļas, drukājot ar precizitāti vismaz 0,8 mm līdz 1,2 mm. Savienojošām vai pārejošām detaļām ieteicamā pielaide ir 0,5 mm, un minimālais sienas biezums 1-2 mm nodrošinās pietiekamu sienas elementu izturību.

Zemākās drukāšanas temperatūras dēļ PLA un PETG, pienācīgi atdzesējot, tai ir mazāka izliekšanās un deformācijas iespēja (padarot drukāšanu ar to vieglāku), un tā var drukāt asākus stūrus un izvirzījumus salīdzinājumā ar ABS.

Izturība

Ar līdzīgu stiepes izturību gan ABS, gan PLA ir piemēroti daudziem prototipu veidiem. ABS bieži tiek dota priekšroka, pateicoties tā uzlabotajai plastiskumam salīdzinājumā ar PLA. Ar lielāku lieces izturību un labāku stiepi pirms salūšanas 3D drukātu ABS var izmantot gala lietojuma lietojumiem, turpretī PLA joprojām ir populāra ātrai prototipu veidošanai, ja forma ir būtiskāka par funkciju.
PETG ir vislielākā stiepes izturība, lieces izturība ir mazāka kā ABS, bet lielāka kā PLA. Arī PETG bieži tiek izmantots gala lietojuma produktos, ja nav nepieciešama augsta termoizturība.

Virsmas apdare un pēcapstrāde

Drukāšanas veids ar FDM nozīmē, ka gan ABS, gan PLA, gan PETG drukas slāņi būs redzami pēc drukāšanas. ABS parasti tiek drukāts matētā krāsā, savukārt PLA ir daļēji caurspīdīgs, bieži iegūstot spīdīgāku apdari.PETG ir vislielākais gaismas caurlaidības koeficients caurspīdīgajiem materiāliem, savukārt necaurspīīgajiem tas nebūs tik matēts kā PLA. Dažām PETG un PLA modifikācijām ir arī spīdīgas versijas (Glossy, Silk)

Acetonu pēcapstrādē bieži izmanto, lai izlīdzinātu ABS, kā arī piešķirot daļai spīdīgu apdari. ABS var viegli slīpēt un pēc drukāšanas to bieži apstrādā (piemēram, urbj). Arī PLA var slīpēt un apstrādāt, tomēr nepieciešama lielāka piesardzība. PETG var slīpēt, bet tam ir slikta krāsas noturība un to ir grūtāk salīmēt kā ABS vai PLA

Ja daļas estētika ir būtiska, ieteicams drukāt, izmantojot SLA (stereolitogrāfija) vai Material Jetting (materāla strūklošana) tehnoloģijas.

ABS materiāla virsma — 100 mikronu ABS izdruka ar acetona apstrādi (pa kreisi), 100 mikronu ABS izdruka (vidū) un 200 mikronu ABS izdruka (pa labi).

Karstumizturība

Lietošanai augstā temperatūrā ABS (stikla pārneses temperatūra 105° C) ir piemērotāka nekā PLA (stikla pārneses temperatūra 60° C). PLA var strauji zaudēt strukturu un var sākt noslīdēt un deformēties, it īpaši, ja tiek noslogota, tuvojoties 60° C.. PETG struktūru sāk zaudēt pie ~ 80° C, kas ir vairāk kā PLA, bet mazāk kā ABS.
*stikla pārneses temperatūra – temperatūra, pie kuras sākas materiāla struktūras deformācija

Bioloģiskā sadalīšanās

PLA ir stabils vispārējos atmosfēras apstākļos un bioloģiski sadalās 50 dienu laikā rūpnieciskajos komposteros un 48 mēnešos ūdenī. ABS nav bioloģiski noārdāms, tomēr to var pārstrādāt. PLA regulāri lieto ar pārtiku saistītu priekšmetu ražošanai, tomēr ir ieteicams materiāla ražotāja apstiprinājums, ka to darīt ir droši.
PETG bioloģiski nesadalās, taču tās ir pārstrādājams materiāls.