3Dプリンティング技術急速に発展し、製造、ヘルスケア、教育、消費、その他の分野で広く適用されています。
PLA(ポリ乳酸)とアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)は、最も一般的な熱可塑性材料です。低コスト、便利な加工、幅広い適用性により、印刷材料材料市場を支配してきました。基本的な材料ですが、化学的性質や物性にはいくつかの違いがあります。加工技術等。この違いは、加工製品に合わせてさまざまな材料の特性に応じて、材料の選択に反映されます。の適用性PLAおよびABSフィラメントPLAに従って決定されました それらの異なる化学構造、物理的特性、および処理方法。
PLAとは?
ポリ乳酸は、3Dプリントや製造に利用される熱可塑性ポリマーです。コーンスターチやショ糖などの再生可能な資源から発酵を通じて。PLAの分子構造は柔軟性があり、耐衝撃性と耐熱性があります。3Dプリントの場合、プロトタイプ作成に適しています、教育モデリング、日用品、食品容器。そのリサイクル性と非毒性により、従来の石油プラスチックの代替品として好まれています
ABSフィラメントとは?
ABSフィラメントは、で広く使用されている熱可塑性ポリマーです3Dプリンティング,射出成形、エンジニアリングおよびその他の分野。優れた延性と熱安定性を示し、複雑な応力条件下でも構造的完全性を維持します。3Dプリンティングでは、ABSフィラメントの性能を最適にするためには、特定のプリンティング条件が必要です。強度と耐久性が求められる自動車部品の製造に適しています。ABSフィラメントの経済的な実現可能性と実用性は、さまざまな産業ニーズを満たすための従来の石油プラスチックの理想的な代替品となっています。
PLAとABS 3Dプリンティングの違いは何ですか?
強度(機械的特性)
- PLA(ポリ乳酸):低引張強度(低(約20-30MPa)、高脆性、衝撃破壊しやすい。圧縮強度は中程度(50-60MPa程度)ですが、薄肉構造は変形しやすいです。
- 米国船級協会:高い引張強度(約40-50 MPa)、良好な靭性、大きな衝撃や振動に耐えることができます。圧縮強度はPLA(約70-90 MPa)よりも大幅に優れており、耐荷重構造に適しています。
部品の品質
- PLA(ポリ乳酸):表面はより滑らかで、目立たないレイヤーが特徴で、複雑な後処理は必要ありません。特に低温印刷時には、エッジが簡単にカールし、穴のエッジが割れやすくなります。
- 米国船級協会:表面は基本的に滑らかですが、印刷温度が不十分な場合、「ステップ効果」が発生しやすくなります。冷間収縮や変形のリスクが高いため、ベッドを50〜100°Cに厳密に予熱する必要があります。
硬直
- PLA(ポリ乳酸):適度な硬度で、厚い壁や補強されたサポートが必要な薄い壁(<1mm)を簡単に曲げることができます。
- 米国船級協会:硬度は高く、PSや他のエンジニアリングプラスチックの同等の厚さに近いです。剛性の高いハウジングの製作に最適ドローンマウントなどのサポートフレーム.
耐薬品性
- PLA(ポリ乳酸):弱酸性/耐アルカリ性ですが、塩酸や油などの強酸に敏感で、長期間の暴露で劣化しやすいです。アセトンなどの有機溶剤に耐性がなく、膨張しやすい。
- 米国船級協会:特に弱酸、弱塩基、油に対する耐薬品性が向上しています。アクリロニトリル成分は耐薬品性があり、スチレン鎖は強い酸化剤の攻撃を受けやすいです。
耐久性
- PLA(ポリ乳酸):耐紫外線性が低いため、屋外で長期間使用すると黄変や脆性につながる可能性があります(UV安定剤の添加が必要です)。平均的な湿度と耐熱性、高温多湿条件下で変形しやすい。
- 米国船級協会:PLAよりも耐紫外線性がありますが、日光に長時間さらされると老化します。耐湿性、耐熱性に優れ、高温多湿の状態での一時的な使用に最適です。
耐熱性
- PLA(ポリ乳酸):融点は低く(約180-220°C)、ガラス転移温度は約60°Cで、加熱すると軟化しやすいです。高温にさらされないようにしてください(例:オーブン、車両のエンジンルーム).
- 米国船級協会:高融点(約230-260°C)、ガラス転移温度約90°C、短期耐熱性。中高温環境(家電製品の付属品、パイプライン接続など)に適しています。
PLAとABSの加工技術の違いは何ですか?
印刷仕様:
- PLAは、予熱や低温を必要とせずに、190〜220度(層の高さ0.1〜0.3mm)の温度範囲を推奨しています。中速から高速の印刷を維持して、層間の接着を最小限に抑え、その後、一般的な換気を行います。
- ABSは化学的に腐食して電気メッキされる可能性があり、内圧を緩和するために60〜80°Cで2時間焼きなましする必要があります。
ポストプロセッシング技術:
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PLAはサンドペーパーの研磨、塗装、メッキに対応しており、経年劣化を防ぐためにはUV安定剤が必要です。
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ABSは化学エッチングおよび電気めっきプロセスを経ることができるため、内部応力を緩和するために60〜80°Cで2時間アニーリングする必要があります。
ABSとPLAはどのくらい環境にやさしいですか?
原材料の供給源:
- PLAは再生可能資源主にトウモロコシやサトウキビなどの植物性デンプンに由来します。発酵により、化石燃料への依存を減らし、炭素排出量を削減する乳酸モノマーが生成されます。
- ABSは、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンのモノマーから作られた油由来の材料です。それは完全に再生不可能な資源に依存しており、PLAよりもはるかに多くの炭素を排出します。
廃棄物処理管理:
- 工業的な堆肥化環境(高温多湿、微生物活動)では、PLAは6〜12か月以内に二酸化炭素と水に分解できます。
- ABSは自然環境に長期間留まり、土壌や海洋を汚染する可能性があります。また、焼却はシアン化水素やスチレンオキシドなどの有毒ガスの排出に寄与し、大気汚染の一因となり、埋め立て地は土地資源を消費します。
リサイクル技術:
- PLAの回収はそれほど難しくないため、PETなどのプラスチックから厳密に分離する必要があり、回収後の性能が大幅に低下します(強度が約30%低下します)。
- 米国船級協会リサイクル技術成熟し、70-90%の回収率で溶融再生(造粒)を達成しました。
PLAフィラメントとABSフィラメントのどちらが使用時間が長いですか?
PLAとABSの使用期間は、特定のアプリケーションシナリオと環境条件によって異なります。
特性使用期間PLA:
- 短期および軽度の状態:PLAは、食品包装や室内装飾品などの通常および乾燥した条件で、長年にわたって安定性を維持できます。
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老化:日光や紫外線に長時間さらされると、肌がすぐに黄色くなり、もろくなる可能性があります(屋外での使用は数か月に短縮される場合があります)。温度が摂氏0度未満になると、靭性が大幅に低下し、破壊が発生しやすくなります。
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生 分解 性:土壌は自然に分解するのに1〜5年かかるため(工業的な堆肥化条件下ではより急速に)、したがって、長期間の屋外使用には適していません。
ABSフィラメントの使用期間の特徴:
- 中長期または産業環境:耐熱性(-20°C-80°C)、優れた耐薬品性、屋内または穏やかな産業環境で5年以上使用できます。紫外線吸収剤を添加すると黄変を遅らせることができますが、屋外に長時間さらされると老化につながる可能性があります。
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耐衝撃性:柔軟性と耐摩耗性はPLAよりも優れており、高頻度の使用や動的負荷シナリオ(例:自動車部品、ツールハンドル)。
ABSは、耐熱性と耐衝撃性が高いため、従来の産業および家庭環境でより耐久性があることがよくあります。PLAは、より環境に優しく、より純粋な室内環境とより低い温度の要求を満たします。どちらも安定剤への長期暴露が必要ですが、ABSはPLAよりも優れています。
どの材料を選ぶのが最適な解決策ですか?
次に、異なるレベルの要件の 2 つを組み合わせます。
デマンド優先度 | 推奨材料 | 理由 |
処理コスト |
PLA(ポリ乳酸) |
原材料価格が低く、生産のためのエネルギー消費が少ない。 |
耐衝撃性と耐久性 | 米国船級協会 | 高い靭性と機械的強度を備えています。 |
環境コンプライアンス | PLA(ポリ乳酸) | 生分解性で、グリーンで持続可能な開発要件を満たしています。 |
耐熱性 | 米国船級協会 | 良好な耐熱性(>100°C)。 |
PLAは安価(1キログラムあたり約20ドルから30ドル)、処理温度が低く、FDAの食品暴露基準があり、刺激臭がなく、使い捨て食器、医療用カテーテルなどの製造に適しています。
ABSフィラメントは所有しています優れた耐衝撃性と耐摩耗性。その化学組成により、高い靭性を示し、割れる可能性を最小限に抑えます。精密で複雑なワークピースに適していますが、耐久性もあります。費用 対 効果コンポーネント。
絶対的に最高の材料はなく、ニーズに合わせたソリューションしかありません。以下の手順に従って決定を下すことをお勧めします。
- コンポーネントのオブジェクト(力、温度、環境)を指定します。
- 経費と運用要件の評価
- 小ロットサンプル試験(引張および耐熱性試験)。
- 環境にやさしい開発と持続可能な開発のバランスをとる。
PLAおよびABSフィラメントの適応範囲は?
人民解放軍の適用
1.食品容器包装:
彼らのために生分解性と非毒性、ミールボックス、カップ、トレイなどのさまざまな食品容器にすることができます。これらの容器は、食品を効果的に保護するだけでなく、処理後に自然に分解し、環境汚染を減らします。
2.環境にやさしい食器と使い捨て製品:
ナイフ、フォーク、スプーン、箸、ボウル、皿などこれらの製品は使用後すぐに劣化し、長期的な環境汚染を引き起こしません。
PLAは、その優れた生体適合性と分解性により、さまざまな医療用インプラントに使用されています。これらのインプラントは徐々に劣化して体内に吸収されるため、二次手術の必要性がなくなり、患者の痛みが大幅に軽減されます。
ABSフィラメントの応用
1.工業製造における機械部品および工具:
ABSは、高強度、耐衝撃性、耐薬品性などが特徴で、ギア、ベアリング、ハンドルなどに使用できます。これらのコンポーネントとツールは、機器の適切な動作を確保するために、重い負荷や摩耗に耐えることができます。
2.自動車部品:
ABSは、次のような主要コンポーネントの製造に使用できます車のダッシュボードとバンパー.これらのコンポーネントは、外観が美しいだけでなく、優れた耐衝撃性と耐熱性を備えており、あらゆる種類の過酷な環境で安定した性能を発揮します。
3.家電シェル:
ABSは、家電.耐久性だけでなく、電子製品の外観と性能に対する消費者の要件を満たすために、優れたタッチと視覚効果を備えたさまざまな電子製品にすることができます。
概要
3Dプリンティングでは、PLAとABSは、材料特性、持続可能性、および物理的特性が異なる2つの主要な熱可塑性フィラメント材料です。PLAは、ラピッドプロトタイピング、低コストモデリング、食品容器などの使い捨てアイテムを専門としており、特に小規模製造で経済的利益を提供します。それどころか、ABSは、その優れた機械的特性と成熟したリサイクルプロセスにより、業界で重要な役割を果たし続けています。
最終的な選択は特定の要件に依存するべきです:PLAは、迅速な反復、環境への配慮、費用対効果を目指している場合に際立っています。ABSは、複雑な構造、耐熱性、または産業グレードの信頼性に適しています。
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LSチーム
LSは業界をリードする企業ですカスタム製造ソリューションを専門としています。20年以上にわたり5,000社以上のお客様にサービスを提供してきた経験を持つ当社は、高精度に注力していますCNC加工,板金加工,3Dプリンティング,射出成形,金属プレス加工、およびその他のワンストップ製造サービス。
当社の工場には、100を超える高度な5軸マシニングセンターが装備されており、ISO 9001:2015の認証を取得しています。私たちは、世界150か国以上のお客様に、迅速、効率的、高品質の製造ソリューションを提供しています。少量生産でも大規模なカスタマイズでも、24時間という速さでお客様のニーズを満たすことができます。卜LSテクノロジー効率、品質、プロフェッショナリズムを選択することを意味します。
詳細については、当社のWebサイトをご覧ください。www.lsrpf.com
よくあるご質問(FAQ)
1.3Dプリントに最適なフィラメントはどれですか?
通常のモデルと経済的な材料はPLAによって選択されるべきですが、高強度で複雑な構造を持つABSはより適しています。要するに、単一の最良の選択肢はありません。性能、コスト、環境への配慮は、実用化と調和させる必要があります。
2.PLAとABSの一般的な用途は何ですか?
PLAは、プロトタイプ、モデル、装飾部品に最適です。その環境保護特性により、食品包装袋、ラップフィルム、食器、その他の日用品も製造しています。医療専門家の一般的なアイテムには、使い捨ての手術器具や縫合糸が含まれます。ABSは、高強度化が求められる機械部品、機能試作機、高温・耐摩耗性に優れた自動車部品に使用されています。
3.反りは印刷中に2つの材料にどのように影響しますか?
PLAは収縮率と溶融温度が低く、体積の変化が少なく、冷却時にわずかに反りやすいです。一方、ABSは収縮率と溶融温度が高く、冷却中に収縮率の変動が大きいため、反りや変形が発生しやすくなります。
4.表面仕上げの点でPLAとABSはどのように比較されますか?
PLA材料は、移動性が低く、層間接着が確実で、印刷後の表面が滑らかであるため、高平滑性モデルに最適です。ABS材料は高い流動性を備えていますが、熱応力を受けやすく、気泡、縞、またはわずかなステップ効果を引き起こします。
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