Из всех известных видов сырья наиболее распространенной является полимерная пластмасса двух видов: abs и pla пластик. Это термопластики, которые расплавляются при высокой температуре и затвердевают при остывании. Из них можно изготавливать любые изделия.

Физические характеристики АБС и ПЛА

Оба вида пластика могут принимать любые формы , но между ними есть несколько существенных различий.

Пластик ABS:

При печати острых углов немного закругляется, что снижает качество изделия. Эту проблему можно устранить при помощи обычного вентилятора.
АБС-пластик менее эластичен по сравнению с пластиком ПЛА.

Пластик PLA:

Работать легче, он эластичный и имеет меньше повреждений в процессе печати.
При нагревании его консистенция более жидкая и гибкая. Благодаря этому можно создавать мелкие детали или хорошо проработанные фигурки.

Основные характеристики

ABS пластик легко принимает разные формы , он пластичен и гибок.
Работать с изделиями из этого материала просто: они легко шлифуются и подвергаются механическому воздействию.
Это крепкий, термостойкий и гибкий материал.

Пластик ПЛА изготавливается из растительных продуктов и является экологически чистым материалом, совершенно безвредным для человека и окружающей среды.
Применяется для изготовления упаковок в пищевой промышленности . По своим характеристикам пластик PLA является жестким, но работать с ним не сложно.
В готовом изделии трудно поддается шлифовке и обработке.

Заключение

PLA – это богатый выбор цветов, приятный глянцевый вид изделий и возможность производства прозрачных частей. Используется в домашних условиях для печати небольших бытовых предметов или игрушек.

Большинство пользователей ПЛА пластика ценят его за экологичность и безопасность для человека. При грамотном использовании скорость печати ПЛА пластиком может быть довольно высокой. При работе материал дает высокую точность проработки деталей.

Благодаря хорошим физическим показателям пластик PLA получил признание у многих пользователей, имеющих домашний 3D принтер.

ABS – прочный, эластичный, устойчивый к высоким температурам и поддающийся механическому воздействию материал.

При нагревании принимает жидкую консистенцию и выделяет запах горелого пластика. Требует дополнительно нагретой рабочей поверхности для работы, поэтому он не может использоваться каждой моделью трехмерных принтеров.

Требует дополнительного контроля над процессом печати.

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.
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 (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.

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?

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.

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

Растворяется в воде и деформируется во влажной среде. Растворимый в воде пластик - это PVA (поливинилацетат), а не PLA.
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.
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.

Технические характеристики	PLA	ABS
Плотность (гр/см3)	1.25	1.05
Предел прочности на разрыв (МПа, 23 ºC)	28 МПа	30 МПа
Температура размягчения	~ 60 °C	~ 110 °C
Температура плавления	~ 180 °C	~ 220 °C
Температура экструзии	~190-200 °C	~220 °C

ABS	PLA
Необходимо использование подогреваемой платформы (увеличение затрат электроэнергии)	Использование подогреваемой платформы не является строго необходимым
Хорошие результаты без использования вентилятора во время печати	Настойчиво рекомендуется использование вентилятора при печати
Лучшая адгезия при использовании каптоновой ленты	Хорошая адгезия на различные поверхности
Ограниченная прочность пластика	Более высокая четкость при печати, более высокая адгезия слоев
Предрасположен к появлению трещин, отделению слоев и скручиванию углов	Предрасположен к отклеиванию углов и образованию выпуклостей
Более гибкий. Гнется прежде чем сломаться	Более жесткий. Не гнется, сразу ломается
Гнется при использовании адгезивных веществ или растворителей (ацетона)	Гнется при использовании адгезивных веществ
При печати образуется дым с неприятным токсичным запахом.	Приятный полусладкий запах при экструзии.
Изготовлен из ископаемого топлива	Изготовлен из остатков биомассы

PLA-пластик (полилактид, ПЛА) - является биоразлагаемым, биосовместимым, термопластичным алифатическим полиэфиром, структурная единица которого - молочная кислота.

ПЛА-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника.

Сырьем для получения служат также картофельный и кукурузный крахмал, соевый белок, крупа из клубней маниока, целлюлоза.

На сегодняшний день полилактид активно используется в качестве расходного материала для печати на 3D-принтерах.

Безопасность PLA-пластика

Натуральное природное сырье в составе PLA-пластика позволяет без угрозы для здоровья человека применять его для различных целей.

При изготовлении ПЛА-пластика значительно сокращаются выбросы углекислого газа в атмосферу по сравнению с изготовлением «нефтяных» полимеров. На треть уменьшается использование ископаемых ресурсов, применение растворяющих веществ не требуется вообще.

Как правило, PLA-пластик поставляется в виде тонкой нити, которая намотана на катушку.

Технические характеристики PLA-пластика

Температура плавления	173-178°C
Температура размягчения	50°C
Твердость (по Роквеллу)	R70-R90
Относительное удлинение при разрыве	3,8%
Прочность на изгиб	55,3 МПа
Прочность на разрыв	57,8 МПа
Модуль упругости при растяжении	3,3 ГПа
Модуль упругости при изгибе	2,3 ГПа
Температура стеклования	60-65°C
Плотность	1,23-1,25 г/см³
Минимальная толщина стенок	1 мм
Точность печати	± 0,1%
Размер мельчайших деталей	0,3 мм
Усадка при изготовлении изделий	нет
Влагопоглощение	0,5-50%

Преимущества PLA-пластика при 3D-печати

нетоксичен;
широкая цветовая палитра;
при печати нет необходимости в нагретой платформе;
размеры стабильны;
идеален для движущихся частей и механических моделей;
отличное скольжение деталей;
экономия энергозатрат из-за низкой температуры размягчения нити;
нет необходимости применять каптон для смазывания поверхности для наращивания прототипа;
гладкость поверхности напечатанного изделия;
получение более детальных и полностью готовых к применению объектов.

PLA-пластик идеален для 3D-печати объектов с тщательной детализацией Работа PLA-пластиком на 3D-принтере ведется посредством технологии моделирования методом послойного наплавления (FDM-Fused Deposition Modeling) . Нить расплавляется, после чего доставляется по специальной насадке на поверхность для работы и осаживается. В результате построения модели расплавленным пластиком создается полностью готовый к применению объект. Изделия из PLA-пластика подвергают шлифованию и сверлению, красят акрилом. Однако стоит помнить, что предмет из ПЛА нужно обрабатывать с осторожностью из-за его хрупкости. Еще одним минусом PLA-пластика является его недолговечность: материал служит от нескольких месяцев до нескольких лет.

PLA-пластик является идеальным материалом для 3D-печати прототипов и изделий, которые не предполагается эксплуатировать длительное время. Это могут быть декоративные объекты, изделия для презентаций и предметы, требующие тщательной детализации.