Tecnologia de impressão 3Ddesenvolveu-se rapidamente e é amplamente aplicado na manufatura, saúde, educação, consumo e outros campos.

PLA (ácido polilático) e acrilonitrila butadieno estireno (ABS) são os materiais termoplásticos mais comuns. Tem dominado o mercado de materiais de impressão devido ao seu baixo custo, processamento conveniente e ampla aplicabilidade. Embora sejam materiais básicos, existem algumas diferenças nas propriedades químicas, propriedades físicas,Tecnologia de processamentoetc. Essa diferença se refletirá na seleção de materiais, de acordo com as características dos diferentes materiais para combinar com os produtos processados. A aplicabilidade daFilamento PLA e ABSfoi determinado de acordo com o PLA suas diferentes estruturas químicas, propriedades físicas e métodos de processamento.

O que é PLA?

O ácido polilático é um polímero termoplástico utilizado na impressão e fabricação 3D.de fontes renováveis, como amido de milho ou sacarose por fermentação.A estrutura molecular do PLA é flexível, resistência ao impacto e tolerância à temperatura.Para impressão 3D, éadequado para a criação de protótipos, modelação educativa, artigos do quotidiano e recipientes para alimentos.Sua reciclabilidade e não toxicidade o tornam a alternativa preferida aos petroplásticos tradicionais

O que é filamento ABS?

O filamento ABS é um polímero termoplástico amplamente utilizado emImpressão 3D,moldagem por injeção, engenharia e outros campos. Apresenta ductilidade e estabilidade térmica excepcionais, mantendo a integridade estrutural sob condições complexas de tensão. Na impressão 3D, são necessárias condições de impressão específicas para um ótimo desempenho do filamento ABS. Adequado para a fabricação de autopeças que exigem resistência e durabilidade. A viabilidade econômica e a praticidade do filamento ABS o tornam um substituto ideal para os petroplásticos tradicionais para atender a várias necessidades industriais.

Qual é a diferença entre a impressão 3D PLA e ABS?

Força (propriedades mecânicas)

• PLA (ácido polilático):Baixa resistência à tração (baixa (aproximadamente 20-30 MPa), alta fragilidade, fácil de impactar a fratura. Resistência à compressão moderada (cerca de 50-60 MPa), mas a estrutura de paredes finas é propensa a deformações.
• ABS:Alta resistência à tração (cerca de 40-50 MPa), boa tenacidade, pode suportar grandes choques e vibrações. A resistência à compressão é significativamente melhor do que o PLA (cerca de 70-90 MPa) e adequada para estruturas de suporte de carga.

Qualidade das peças

• PLA (ácido polilático):A superfície é mais lisa, com camadas menos proeminentes e não requer pós-processamento complexo. As bordas se enrolam sem esforço, principalmente durante a impressão em baixa temperatura, com bordas de furos suscetíveis a rachaduras.
• ABS:A superfície é essencialmente lisa, mas o "efeito de degrau" tende a ocorrer quando a temperatura de impressão é insuficiente. O risco de encolhimento e deformação a frio é alto, portanto, o leito precisa ser pré-aquecido rigorosamente a 50-100 °C.

Rigidez

• PLA (ácido polilático):Dureza moderada, fácil flexão de paredes finas (<1mm) que requerem paredes mais espessas ou suporte reforçado.
• ABS:A dureza é maior, próxima à espessura equivalente do PS e de outros plásticos de engenharia. Ideal para fabricar invólucros rígidos ouestruturas de suporte, como suportes de drones.

Resistência química

• PLA (ácido polilático):Resistência a ácidos / álcalis leves, mas sensível a ácidos fortes, como ácido clorídrico e óleos, fácil de degradar em exposição a longo prazo. Intolerante a solventes orgânicos como a acetona, fácil de expandir.
• ABS:Maior resistência química, especialmente a ácidos, bases e óleos fracos. Os ingredientes da acrilonitrila são quimicamente resistentes à corrosão, enquanto a cadeia de estireno é vulnerável ao forte ataque oxidante.

Durabilidade

• PLA (ácido polilático):Baixa resistência aos raios UV, que pode levar ao amarelecimento e fragilidade após uso prolongado ao ar livre (é necessária a adição de estabilizador UV). Umidade média e resistência ao calor, fácil de deformar sob condições de alta temperatura e umidade.
• ABS:É mais resistente aos raios UV do que o PLA, mas também envelhece após exposição prolongada à luz solar. Excelente resistência à umidade e ao calor, ideal para uso temporário em condições quentes e úmidas.

Resistência ao calor

• PLA (ácido polilático):O ponto de fusão é baixo (cerca de 180-220 graus Celsius) e a temperatura de transição vítrea é de cerca de 60 graus Celsius, que amolece facilmente quando aquecida. Evite a exposição a altas temperaturas (por exemplo, forno,Compartimentos do motor do veículo).
• ABS:Alto ponto de fusão (cerca de 230-260 °C), temperatura de transição vítrea de cerca de 90 °C, resistência ao calor a curto prazo. Adequado para ambientes de temperatura média-alta (como acessórios de eletrodomésticos, conexões de tubulações, etc.).

 

Quais são as diferenças na tecnologia de processamento entre PLA e ABS?

Especificações de impressão:

• O PLA recomenda uma faixa de temperatura de 190-220 graus (camadas de 0,1-0,3 mm de altura), sem necessidade de pré-aquecimento ou baixas temperaturas.Mantenha a impressão de média a alta velocidade para minimizar a adesão entre camadas, seguida de ventilação geral.
• O ABS pode ser quimicamente corroído e galvanizado e precisa ser recozido a 60-80 °C por 2 horas para aliviar a pressão interna.

Técnica de pós-processamento:

• O PLA suporta polimento, pintura e chapeamento de lixa, e estabilizadores UV são necessários para prevenir o envelhecimento.

• O ABS pode passar por processos de corrosão química e galvanoplastia, necessitando de recozimento a 60-80 °C por 2 horas para aliviar o estresse interno.

Quão ecologicamente corretos são o ABS e o PLA?

Fonte de matérias-primas:

• PLA é umrecurso renovávelderivado principalmente de amido vegetal, incluindo milho e cana-de-açúcar.A fermentação produz monômeros de ácido lático que reduzem a dependência de combustíveis fósseis e reduzem as emissões de carbono.
• O ABS é um material derivado do petróleo feito de monômeros de acrilonitrila, butadieno e estireno.Ele depende inteiramente de recursos não renováveis e emite muito mais carbono do que o PLA.

Gestão da Eliminação de Resíduos:

• Em ambientes de compostagem industrial (alta temperatura, umidade, atividade microbiana), o PLA pode ser decomposto em dióxido de carbono e água dentro de 6 a 12 meses.
• O ABS pode permanecer no ambiente natural por muito tempo, potencialmente contaminando o solo e os oceanos.Além disso, a incineração contribui para a emissão de gases tóxicos, incluindo cianeto de hidrogênio e óxido de estireno, que contribuem para a poluição do ar, enquanto os aterros sanitários consomem recursos terrestres.

Técnicas de reciclagem:

• A recuperação do PLA não é muito difícil e, portanto, deve ser estritamente separada de plásticos como o PET, resultando em uma diminuição significativa no desempenho após a recuperação (cerca de 30% de perda de resistência).
• ABSTecnologia de reciclagemamadureceu e alcançou a regeneração do fundido (granulação) com uma taxa de recuperação de 70-90%.

Qual tem um tempo de uso mais longo, filamento PLA ou ABS?

A duração de uso do PLA e do ABS depende de cenários de aplicação específicos e condições ambientais:

Características duração do uso PLA:

• Condições de curto prazo e leves:O PLA pode manter a estabilidade por anos em condições normais e secas, como embalagens de alimentos e estofados.

• Envelhecimento:A exposição prolongada à luz solar ou aos raios UV pode rapidamente fazer com que a pele fique amarela e quebradiça (a aplicação ao ar livre pode encurtar para alguns meses). Quando a temperatura está abaixo de 0 graus Celsius, a tenacidade diminui significativamente e é mais provável que ocorra fratura.

• Biodegradabilidade:O solo leva de 1 a 5 anos para se degradar naturalmente (mais rapidamente em condições de compostagem industrial) e, portanto, não é adequado para uso externo a longo prazo.

Características da duração do uso do filamento ABS:

• Médio a longo prazo ou ambiente industrial:Resistente a altas temperaturas (-20 ° C -80 ° C), boa resistência à corrosão química, pode ser usado em ambientes internos ou em ambientes industriais amenos por mais de 5 anos. A adição de absorvedores de UV pode retardar o amarelecimento, mas a exposição prolongada ao ar livre ainda pode levar ao envelhecimento.

• Resistência ao impacto:A flexibilidade e a resistência à abrasão são superiores ao PLA e são adequadas para uso de alta frequência ou cenários de carga dinâmica (por exemplo,peças de carro, alças de ferramentas).

O ABS costuma ser mais durável em ambientes industriais e domésticos tradicionais porque é mais resistente à temperatura e ao impacto.O PLA atende às demandas de ambientes internos mais ecológicos e puros e temperaturas mais baixas.Ambos requerem exposição prolongada a estabilizadores, mas o ABS ainda é melhor que o PLA.

Qual material é a solução ideal para escolher?

Em seguida, vou combinar os dois de diferentes níveis de requisitos:

Prioridade de demanda	Materiais recomendados	Razões
Custos de processamento	PLA (ácido polilático)	Baixos preços das matérias-primas e baixo consumo de energia para a produção.
Resistência ao impacto e durabilidade	ABS	Possui alta tenacidade e resistência mecânica.
Conformidade ambiental	PLA (ácido polilático)	biodegradável e atender aos requisitos de desenvolvimento sustentável verde.
Resistência ao calor	ABS	Boa resistência à temperatura (>100 ° C).

O PLA é barato (cerca de US $ 20 a US $ 30 por quilo), baixa temperatura de processamento, padrões de exposição alimentar da FDA, sem odores pungentes e é adequado para a fabricação de talheres descartáveis, cateteres médicos e muito mais.

O filamento do ABS possuiExcelente resistência ao choque e ao desgaste.Devido à sua composição química, apresenta um alto grau de tenacidade, minimizando a possibilidade de rachaduras.Adequado para peças de trabalho de precisão e intrincadas, mas também torna durável,Custo-beneficioComponentes.

Não existe o melhor material absoluto, apenas soluções que adaptam as necessidades.Recomenda-se que seja tomada uma decisão de acordo com o seguinte procedimento:

• Especifica o objeto (força, temperatura, ambiente) do componente.
• Avalie despesas e requisitos operacionais
• Teste de amostra de pequeno lote (teste de resistência à tração e temperatura).
• Alcançar um equilíbrio entre o desenvolvimento ecológico e o desenvolvimento sustentável.

Qual é o escopo de adaptação para filamentos de PLA e ABS?

Aplicação do PLA do Povo

1. Recipientes e embalagens para alimentos:

Devido à suabiodegradabilidade e não toxicidade, eles podem ser transformados em uma variedade de recipientes para alimentos, como caixas de refeição, xícaras, bandejas, etc. Esses recipientes não apenas protegem efetivamente os alimentos, mas também se degradam naturalmente após o tratamento, reduzindo a poluição ambiental.

2. Talheres ecológicos e produtos descartáveis:

facas, garfos, colheres, pauzinhos, tigelas, pratos, etc. Esses produtos se degradam rapidamente após o uso e não causam poluição ambiental a longo prazo.

3.Implantes absorvíveis médicos:

O PLA é usado em uma variedade de implantes médicos devido à sua boa biocompatibilidade e degradabilidade. Esses implantes podem se degradar gradualmente e ser absorvidos pelo corpo, eliminando a necessidade de cirurgia secundária e reduzindo bastante a dor do paciente.

Aplicação do filamento ABS

1. Componentes mecânicos e ferramentas na fabricação industrial:

O ABS é caracterizado por alta resistência, resistência ao impacto, resistência à corrosão química, etc., e pode ser usado em engrenagens, rolamentos, alças, etc. Esses componentes e ferramentas podem suportar cargas pesadas e desgaste para garantir a operação adequada do equipamento.

2. Auto peças:

O ABS pode ser usado para fazer componentes-chave, comoPainéis e pára-choques de carros. Esses componentes não são apenas bonitos na aparência, mas também têm boa resistência ao impacto e resistência ao calor e desempenho estável em todos os tipos de ambientes agressivos.

3. Invólucro de eletrônicos de consumo:

O ABS também é amplamente utilizado emEletrônicos de consumo. Pode ser feito em uma variedade de produtos eletrônicos, não apenas duráveis, mas também tem um bom toque e efeitos visuais, para atender aos requisitos do consumidor para a aparência e desempenho de produtos eletrônicos.

Resumo

Na impressão 3D, PLA e ABS são dois materiais de filamentos termoplásticos chave com diferenças nas propriedades do material, sustentabilidade e propriedades físicas. A PLA é especializada em prototipagem rápida, modelagem de baixo custo e itens de uso único, como recipientes para alimentos, especialmente na fabricação em pequena escala para fornecer benefícios econômicos. Pelo contrário, o ABS continua a desempenhar um papel vital na indústria devido às suas propriedades mecânicas superiores e processos de reciclagem maduros.

A escolha final deve depender de requisitos específicos: o PLA se destaca se visa uma iteração rápida, ecologicamente correta e econômica; O ABS é melhor para estruturas complexas, resistência à temperatura ou confiabilidade de nível industrial.

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Perguntas frequentes

1. Qual filamento é melhor para impressão 3D?

Modelos comuns e materiais econômicos devem ser selecionados pelo PLA, enquanto o ABS, com sua estrutura complexa e de alta resistência, é mais adequado.Em suma, não existe uma única opção melhor; O desempenho, o custo e o respeito pelo ambiente devem ser conciliados com aplicações práticas.

2. Quais são as aplicações comuns para PLA e ABS?

O PLA é a escolha ideal para protótipos, modelos e peças decorativas.Devido às suas características de proteção ambiental, também produz sacos para embalagens de alimentos, filme plástico, talheres e outras necessidades diárias.Itens comuns na profissão médica incluem instrumentos cirúrgicos descartáveis e suturas.O ABS é usado para componentes mecânicos, protótipos funcionais e componentes automotivos resistentes a altas temperaturas e ao desgaste necessários para alta resistência.

3. Como a deformação afeta os dois materiais durante a impressão?

O PLA tem baixa temperatura de encolhimento e fusão, pouca mudança no volume e ligeira tendência de deformação durante o resfriamento.O ABS, por outro lado, tem uma temperatura de encolhimento e fusão mais alta e sofrerá variações significativas de encolhimento durante o resfriamento, tornando-o propenso a empenamento ou deformação.

4. Como o PLA e o ABS se comparam em termos de acabamento superficial?

Os materiais PLA exibem baixa mobilidade, colagem segura entre camadas e uma superfície lisa pós-impressão, ideal para modelos de alta suavidade.Os materiais ABS têm alta mobilidade, mas são propensos a estresse térmico, causando bolhas, listras ou pequenos efeitos de degrau.

Recurso

Impressão 3D

filamento para impressão 3D

Termoplástico