Виды пластика для 3д моделирования ручкой. Что лучше abs или pla? разрушаем мифы

Какой пластик лучше для 3d ручки

Какой пластик лучше для 3d ручки

Для печати трехмерных элементов на 3D принтерах и рисовании ручками выпускается 4 основных вида пластика - PLA, ABS, SBS, PCL. Это - пластмасса, которая становится мягкой при нагревании и застывает при охлаждении. Выпуская ручки, производитель указывает в инструкции, какой вид пластика используется в определенной модели. Это нужно учитывать при выборе подходящего расходного материала.

Состав, характеристики, сравнение видов пластика

Сополимер SBS подойдет для устройств, работающих с нитями 1,75 мм в диаметре. Он обладает упругостью, высокой теплостойкостью, низкой жесткостью. Хорошо прилипает к стеклу, не впитывает влагу. Прозрачные пластмассовые нити можно окрашивать.

PCL обладает низкой температурой плавления (65-90 градусов). Подходит к Myriwell 4 (беспроводные с дисплеем), Myriwell RP200B, Myriwell RP200A.

Самые распространенные - ABS и PLA. Отличительные свойства:

Начинающим лучше пользоваться пластиком ABS, который поможет набить руку. Это бюджетный, нетребовательный, безопасный для здоровья расходник. Он хорошо склеивается, шлифуется, подойдет для поделок, работы, мелкого ремонта пластмассовых предметов.

Как отличить пластик для 3d ручки

При покупке материала для объемного рисования нужно убедиться в том, что у продавца есть на него сертификаты безопасности и качества.

При отсутствии маркировки отличить сополимеры сложно. Но можно провести практическое исследование. Например, ABS легко гнется и ломается с характерным треском. При внесении в огонь, плавится, горит желтым пламенем с синими краями, сильно коптит и пахнет неприятным синтетическим запахом. Растворяется в ацетоне.

PLA при горении тоже плавится, но выделяет сладковатый запах. Если бросить кусочек в кипящую воду, он станет мягким, в отличие от ABS. В ацетоне может только немного размягчиться.

В данной части статьи описаны наиболее часто используемые пластики для горячих 3Д ручек с их достоинствами и недостатками. Также приведены основные характеристики материалов пластиков и область/сфера их применения.

ABS-пластик

Конструкции, созданные из ABS пластиков , отличает достаточно высокая надежность, поскольку ABS пластики отличает высокая прочность и неплохая гибкость, однако при нагреве они выделяют летучие органические вещества (ЛОВ), которые несколько токсичнее испарений PLA-пластиков, хотя при нагреве последнего свыше 200 градусов Цельсия и он способен стать источником токсичных испарений. ABS пластик плохо липнет к поверхностям. С одной стороны, это является плюсом, поскольку он легко отлипает от практически любых поверхностей, так что вам не придется бояться, что повредите созданное изделие в процессе отрывания от стола, бумажной, картонной или пластиковой подставки без использования дополнительных инструментов в виде скальпеля, ножа или миниатюрного ломика. С другой стороны, невысокая адгезия к поверхностям АБС пластика может создать неудобства, поскольку еще не готовое изделие может начать елозить по столу, так что придется его придерживать или закреплять, особенно если вы используете сразу две 3D ручки, по-македонски, так сказать.

К достоинствам АБС-пластика можно отнести:

— относительно низкую стоимость;

— стабильность размеров до и после застывания;

— довольно высокие показатели эластичности и стойкости к ударам;

— нетоксичность в нормальных условиях;

— долговечность;

— влагостойкость;

— широкий диапазон эксплуатационных температур, теплостойкость – до 100-113 градусов Цельсия в зависимости от марки ABS-пластика;

— устойчивость к растворам кислот (кислотостойкость) и неорганических солей;

— устойчивость к щелочам, моющим средствам;

— устойчивость к жирам, смазочным материалам/маслам (маслостойкость), бензину и углеводородам и их большей части их производных;

— гладкая блестящая или матовая поверхность;

— растворим в ацетоне, что позволяет сгладить наложения нитей пластика друг на друга.

К основным недостаткам АБС пластика можно отнести:

— токсичность (образование паров ядовитого акрилонитрила) при нагреве;

— реакции с органическими соединениями (например, при взаимодействии со спиртом и спиртосодержащими жидкостями выделяется стирол) и медицинским биоматериалом;

— слабую устойчивость к прямым солнечным лучам и ультрафиолету (УФ излучению);

— растворимость в бензоле, ацетоне, анилине, этилхлориде, этиленхлориде и некоторых других химических соединениях;

— слабую устойчивость к атмосферным воздействиям;

— слабые электроизоляционные свойства;

— бывает, что закручивается в процессе работы;

— требует нагретой поверхности, с которой будет соприкасаться разогретая нить.

Если вас испугали недостатки ABS пластиков, то за АБС пластик хочется сказать, что на его основе изготавливаются CD и DVD диски; корпуса различных инструментов (включая электроинструменты), бытовых приборов, миксеров, пылесосов, микроволновок, холодильников, телевизоров и даже аккумуляторов (включая автомобильные и для детских игрушек), пластиковые детали интерьера и внешней отделки автомобилей, такие как облицовка дверей, корпуса зеркал, бампера, облицовка дверей, детали и панели салона, колпаки колес, решетки радиаторов.

PLA-пластик

PLA-пластик (ПЛАстик, PLAстик, ПЛА-стик, PLA-стик) изготавливают на основе натуральных ежегодно возобновляемых ресурсов/компонентов: кукурузного или картофельного крахмала, соевого белка, целлюлозы и других растительных компонентов путем поликонденсации молочной кислоты и полимеризации лактида, так что является экологичным материалом, как по свойствам, так и по циклу производства. При нагревании Полиактид (PLA, ПЛА) не имеет резкого запаха, как, например, АБС пластик.

К плюсам ПЛА пластика можно отнести:

— нетоксичность (если не нагревать свыше 200 градусов);

— широкая цветовая палитра, включая прозрачный пластик;

— стабильность размеров, как и у АБС пластика;

— низкая температура стеклования (50-55 градусов) и размягчения нити, что снижает энергозатраты;

— гладкость поверхности готового продукта;

— легко металлизируется;

— не скручивается, как АБС-пластик;

— низкий коэффициент трения, что позволяет изготавливать из него подшипники;

— не требует нагрева рабочей поверхности стола (места соприкосновения пластика с опорными поверхностями).

Из недостатков PLA –пластика можно отметить следующие:

— более высокая цена по сравнению с ABS пластиками;

— слабая устойчивость к атмосферным воздействиям, как и у АБС пластиков;

— низкий срок службы изделий – не более 2-х лет из-за природного происхождения сырья и биоразлагаемости материала. При температуре свыше 55 градусов Цельсия и во влажной среде процесс ускоряется;

— плохо склеивается;

— не взаимодействует с ацетоном, что затрудняет процесс сглаживания созданной поверхности.

Fle x пластик

Флекс-пластик представляет собой гибкий материал, по своим свойствам схожий с твердым силиконом. Температура плавления схожа с АБС пластиками, высокие показатели эластичности (гибкости и пластичности), ударопрочен, стоек к маслам, бензину и растворителям, обладает высокой износостойкостью, не поддается механической обработке. Может быть склеен с использованием синтетических каучуков или паяльного фена.

Температура сопла: 220 — 250°С

Горячие 3D ручки обладают функцией автоматического отключения после определенного времени бездействия, например, 5 или 7 минут.

Почти все модели горячих ручек снабжены миниатюрными вентиляторами, обдувающими выходящий из сопла филамент для его более быстрого застывания. Помимо этого, большинство горячих 3D перьев обладают регуляторами температуры, способными настроить температуру нагревательного элемента, плавящего поступающий на него пластик.

Ручки продаются как по отдельности, так и в составе наборов-стартеров или профи, содержащих различные пластиковые прутки, отличающиеся цветом, типом-пластика, могут содержать люминисцентные/флуоресцентные/светящиеся в темноте стики и т.д.

Некоторые модели 3D ручек оснащены LCD дисплеем, который позволяет контролировать температуру нагревания и скорость подачи пластикового прута, по сути, контролируя скорость трехмерного рисования.

Для некоторых 3D ручек уже выпускаются “приспособы”, например, педаль для 3Doodler, которая способна регулировать подачу пластика.

В третьей части данной статьи-обзоре мы поговорим о холодных 3Д ручках: .

[email protected]

Post Views: 8 904

PLA-ПЛАСТИК (ПОЛИЛАКТИД)

Это полностью биоразлагаемый, безопасный, экологически чистый продукт, полученный из кукурузы или сахарной свеклы. При его производстве не используется ископаемое топливо. Во время работы, при нагревании, PLA издает полусладкий запах. Благодаря этим характеристикам PLA-пластик является наиболее подходящим материалом для использования в закрытых помещениях, в школах и офисах. PLA-пластик является наилучшим материалом для начала работы с 3D-принтером. Более низкая степень деформации этого пластика способствует правильной печати модели, а также обеспечивает высокое разрешение печати, позволяющее создавать модели большей геометрический сложности чем при использовании ABS. Во время печати PLA-пластиком рекомендуется использовать вентилятор для более быстрого затвердевания изделий и достижения более высокого качества печати. Основной недостаток PLA-пластика – это отклеивание углов (деламинация). Не впитывает влагу.

ABS-ПЛАСТИК (АКРИЛОНИТРИЛБУТАДИЕНСТИРОЛ)

Это прочный и крепкий полимер, полученный из ископаемого топлива, используемый для производства кубиков конструктора Лего и пластиковых чехлов для телефона. При печати больших объектов будьте осторожны, так как возможно деформирование, вызванное тепловым искажением во время остывания частей. Из-за высокой температуры плавления ABS-пластика рекомендуется использование платформы с подогревом для печати, что также позволяет обеспечить правильную адгезию слоев и помогает избежать таких проблем как warping (скручивание углов). Для улучшения адгезии также возможно использование каптоновой ленты. Применение ABS-пластика рекомендуется для изготовления деталей, подвергающихся воздействию высоких температур. Для обработки готовых изделий из ABS-пластика и смягчения поверхности используется ацетон (в виде пара в закрытой ёмкости или с помощью специальной щетки), также можно покрыть поверхность модели акриловой краской. Типичные недостатки ABS-пластика - это образование трещин, скручивание углов и отделение слоев.

Общие характеристики

Оба пластика можно сверлить, шлифовать, полировать и красить акриловой краской. В продажу поставляются в виде катушек весом 1 кг, с диаметром нити 1,75 или 3 мм.

Мифы о PLA-пластике

1. Растворяется в воде и деформируется во влажной среде. Растворимый в воде пластик - это PVA (поливинилацетат), а не PLA.
2. Являясь биоразлагаемым, разлагается за несколько месяцев. Изделие разлагается только в том случае, если его подвергнуть воздействию атмосферных агентов в течение длительного времени. Кроме того, использование материалов с подобными характеристиками является одним из способов заботы об окружающей среде.
3. ABS-пластик намного прочнее PLA . При изготовлении пластмассовых предметов методом литья под давлением, детали из ABS-пластика являются более прочными. Технология трехмерной печати основана на методе послойного наплавления. Таким образом, если адгезия слоев PLA-пластика выше чем у ABS, предметы, изготовленные с его использованием, будут намного прочнее.

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.

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.
• 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.

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 ( 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 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 , как правило, не оставляют следов на печатной платформе.
• и раствор ABS в ацетоне оставляют следы на печатной платформе.

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.

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 .

• Синяя маскировочная лента (). 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 или просто лаком для волос. Как и ABS, PLA-пластик особенно хорошо прилипает к лакам для волос сверхсильной фиксации.
• Синяя маскировочная лента (), как правило, не оставляет следов на печатной платформе. А следы на платформе оставляет.

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

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.

• 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 и , есть же еще, например . Но о нём мы поговорим в следующей статье.