ABS, PLA, coPET? Всі три пластики – термопласти (матеріали, які при нагріванні стають м'якими, а при охолодженні знову тверднуть, і цей процес можна повторювати багато разів), які використовуються для FDM 3D друку. У ціновому діапазоні в Україні ABS має найнижчу вартість, далі coPET, і PLA.
Питання про те який пластик кращий – риторичне, оскільки в кожного є свої переваги та особливості. А підбір найкращого матеріалу для FDM 3D друку потрібно робити, виходячи з конкретного застосування?
Відмінності між пластиками не відразу кидаються в очі, але ці матеріали відрізняються за хімічною будовою, запахом в процесі 3д друку, параметрами налаштування зд друку, швидкістю охолодження при 3д друці та усадкою. Всі ці чинники і пояснюють перевагу одного пластику над іншим в кожному конкретному випадку.
Перше, що потрібно перевірити при виборі пластику для 3д друку, це який із них можна використовувати саме для вашого 3д принтеру?
ABS має високу температуру 3D друку (240 оС) і може деформуватись при охолодженні під час 3д друку. ABS повинен друкуватись на нагріту поверхню, проте не всі принтери оснащені такою фукнцією. PLA і coPET можуть друкуватись як на холодну так і на нагріту поверхню.
Загальні властивості матеріалу
ABS – пластик, синтезується з нафтопродуктів, має вищу температуру друку, ніж PLA. ABS пластик має підвищену ударну в'язкість і тому він використовується для прототипіювання аксесуарів автомобілів, музичних інструментів, Lego блоків, корпусів телефонів. Надруковані вироби з ABS можуть бути оброблені механічно та піддаватись фарбуванню, а також хімічно ацетоном, що забезпечить отримання глянцевої поверхні виробу. Пластик можна застосовувати для 3д друку ювелірних виробів, таких як обручки і браслети, іграшок, сувенірів.
PLA (Полілактид) виготовляється з органічних щорічно оновлюваних ресурсів (кукурудза, цукрова тростина). Вироби з PLA мають глянцевий зовнішній вигляд, як і з coPET. PLA має більш низькі температури 3д друку (190- 220 оС), але вироби, надруковані з PLA не можуть бути використані для технічних цілей в робочих механізмах, тому що вони крихкі та не удароміцні, також температура експлуатації таких виробів не перевищує 60 оС. При 3д друці з PLA вдається одержувати вироби з високим рівнем деталізації та меншою ймовірністю появи браку під час 3д друку.
coPET як і ABS виготовляється з нафтопродуктів, має таку ж температуру друку, як і ABS. Він міцніший за ABS і PLA, тому може використовуватися для 3д друку технічних деталей - шестерні, втулки, елементи корпусів, тощо. coPET володіє досить високою прозорістю, що дозволяє використовувати його для 3д друку ваз, плафонів, елементів декору. Наявність додаткової гами напівпрозорих флюорисцентних кольорів збільшує список застосування соРЕТ. Ще одна важлива особливість соРЕТ – його висока хімічна стійкість до дії органічних розчинників, нафтопродуктів, дизельного та авіапалива, кислот, лугів, що дозволяє застосувати елементи з цього пластику в різних галузях промисловості.
Особливості друку.
Для друку ABS пластиком платформа повинна мати можливість нагріватись до 105-120°С. Якщо у Вас платформа зі скла, то воно обов'язково повинно бути матовим - це збільшить адгезію між склом і моделлю. Для ще більшого підвищення адгезії, можна використовувати клей на основі ABS (розчин ABS пластику в етилацетаті).
У асортименті пластиків для 3д друку від MonoFilament також є новий розроблений нами матеріал, який дозволяє друкувати при нижчих температурах столу - 70-95 °С, та володіє підвищеною адгезією між шарами. — ABS+. Вироби із такого матеріалу практично не відлипають від столу, що дозволяє друкувати габаритні вироби без деламінації та усаджування.
PLA і соРЕТ можна друкувати на платформу, що не обігрівається. Але у випадку, коли Ви друкуєте великі габаритні вироби, її доцільно включати на нагрів на 60-65 °С на перші 20-30 шарів виробу.
соРЕТ також рекомендується друкувати на малярний синій скотч, так як після друку виріб дуже міцно приклеюється до платформи і його проблематично зняти зі столу.
Місце зберігання
Всі три пластики ABS, PLA, coPET схильні поглинати вологу із повітря, тому в перспективі довгострокового зберігання, вони повинні бути ізольовані від відкритого повітря, щоб запобігти поглинанню вологи. Мотки нитки рекомендується зберігати в сухому, герметичному місці - оригінальні пакети zip-lock які поставляються з товаром або герметичні контейнери з осушувачем - для тривалого зберігання.
Волога, яку сорбує пластик, призводить до деструктивних процесів при нагріванні матеріалу під час 3д друку. При 3д друці вологим пластиком матеріал спінюється на виході з сопла 3д принтера, що негативно впливає на зовнішній вигляд, фізико-механічні та геометричні характеристики надрукованого виробу. А в деяких випадках, це може призвести до забивання сопла 3д принтеру. PLA і coPET інтенсивніше сорбують вологу, ніж ABS.
Для того, щоб повернути придатність пластику до 3д друку після його тривалого зберігання на відкритому повітрі, його досить висушити за температури 60 оС, протягом 3-4 годин в потоці гарячого сухого повітря в спеціальних сушарках.
Запах
Запах ABS пластика безпосередньо залежить від якості вихідного матеріалу. МonoFilament використовує якісну ABS сировину провідних європейських виробників таких як Dow Chemical Company. У процесі виробництва нитки з ABS вона також додатково проходить стадію евакуації залишкових органічних сполук, які і надають специфічний запах під час 3д друку. Від повноти проходження цього процесу залежить інтенсивність запаху при 3д друці виробів.
При нагріванні ABS пластику може з'являтись характерний запах, тому рекомендується друк в добре провітрюваному приміщення і при закритому корпусі 3д принтера. При 3д друці PLA, coPET запах практично відсутній. Запах при роботі з ABS з'являється при 3д друці понад 220-230 оС. в наслідок часткового термічного розкладу матеріалу, особливо, коли пластик містить надлишкову вологу. 3д друк вологи пластиком може приводити до зниження механічних властивостей надрукованих виробів. Запах при 3д друці PLA і coPET, які містять вологу - відсутній, можуть погіршуватись тільки фізико-механічні властивості надрукованих виробів.
Якщо 3д принтер не працює значний час, але при цьому увімкнений нагрів, то необхідно вийняти пластик для 3д друку з екструдеру 3д принтеру, так як через 10-15 хв. пластик, в наслідок термічного розкладу, перетворюється в твердий неплавкий продукт, який має неприємний запах і в подальшому, може забивати сопло екструдера.
Точність 3д друку
ABS і PLA дозволяють створювати точні за розмірами і дуже деталізовані вироби, але є декілька особливостей.
У більшості випадків, найбільшою перешкодою при отриманні точних деталей з ABS є викривлення частини виробу, яка знаходиться в безпосередньому контакті з робочою поверхнею (усуненням цієї проблеми може бути використання ABS + або ABS pro).
В процесі 3д друку виробів з гострими кутами - зубчасті колеса, деталі з дрібними виступами – може відбуватись невелике закруглення кутів.
В процесі 3д друку PLA і coPET охолодження виробу не призводить до його деформації, проте зменшується адгезія між шарами. При 3д друці з ABS пластику охолодження призводить до деформації виробу і деламінаціі між шарами.
Кінцева обробка поверхні готового виробу
При бажанні отримати глянцеву і гладку поверхню надрукованого виробу, краще використовувати ABS пластик, оскільки він добре піддається обробці в таких розчинниках, як етилацетат та ацетон.
Обробляти надрукований на 3д принтері виріб можна 2 способами: наносити розчинник пензликом або ж за допомогою холодної чи гарячої бані. ABS пластик також добре піддається механічній обробці (шліфуванню, свердлінню, і т.п.) і фарбуванню. Для виробів надрукованих з coPET або PLA кінцева обробка можлива, але у розчинниках, які важко знайти у вільному продажу або ж вони є прекурсорами.
Отже, як ABS, так і coPET або PLA мають своє особливості, переваги та недоліки при застосуванні у 3д друці. Вибір того чи іншого пластику для 3д друку визначається насамперед особливостями майбутнього надрукованого виробу, умовами його експлуатації та призначенням. Крім того, варто врахувати тип 3д принтеру, умови зберігання пластику для 3д друку, правильність налаштування технологічних параметрів 3д друку, та ін.
