PLA kontra ABS

3D-experten fokuserar på ABS kontra PLA, nya spännande exotiska material och andra spännande innovativa saker!

Nästa våg av 3D-utskriftsutveckling handlar inte nödvändigtvis bara om nya skrivare och ny teknik – nej, vi ska titta närmare på filament, det förbrukningsmaterial som extruderas i en 3D-skrivare. Vi kommer att titta närmare på de olika filament som finns tillgängliga och ge några små tips och tricks som vi har funnit användbara i samband med 3D-utskrift över tid.

Vi hoppas att du kommer att använda vår lilla guide och ta steget in i andra material och hitta nya och spännande material för ditt nästa kreativa projekt.

Vi ser nya 3D-skrivare komma ut på marknaden varje dag och tekniken blir mer sofistikerad och specialiserad med tiden, vilket innebär att (FFF), även kända som FDM-skrivare, nu uppnår helt nya resultat – vad gäller utskriftskvalitet och användarvänlighet. Dessutom ser vi att skrivare blir mer exakta och hastigheterna ökar – samtidigt som objekt som skrivs ut kan vara mindre och mycket mer detaljerade än vad som tidigare varit möjligt med en hobby-/semiprofessionell 3D-skrivare.

Som det nu verkar ligga begränsningarna inom 3D-utskrift inte i utvecklingen av nya skrivare och deras teknik, utan snarare i den kemiska begränsningen som finns i det 3D-utskriftsmaterial som måste gå igenom maskinerna. Begränsningen är att filamentet måste smältas till ett flytande material, extruderas genom ett munstycke i en mycket exakt dosering och sedan kylas ner igen.

De flesta 3D-skrivare har idag ett mer eller mindre avancerat kylsystem bestående av en eller flera små aktiva fläktar som hjälper det extruderade materialet att kylas ner på bästa möjliga sätt – det finns dock begränsningar för hur mycket man kan blåsa på ett föremål innan det deformeras eller "förvrängs", vilket vi kommer att diskutera senare.

Så hur går vi vidare?

När du väl har accepterat att 3D-utskrift inte är en snabb teknik och att allt tar tid, kan du öppna dina ögon för möjligheterna i de många olika filamenten/materialen som finns på marknaden. Det är inom detta område som det verkligen sker en stor utveckling och där det finns verkliga möjligheter att arbeta med din kreativitet.

Den här artikeln kommer att diskutera 3D-utskrift och de många material som kan användas inom 3D-utskrift. Vi kommer också att förklara lite om tekniken – det kan vara användbar kunskap för både nya och erfarna användare av 3D-utskrift – vi hoppas att du kan använda den =)

För att skriva ut med "exotiskt" filament kommer det ofta att finnas speciella krav för de flesta maskiner man skriver ut på, den programvara man använder och inte minst den erfarenhet man har som användare – det är dock sällan man ser att det inte är möjligt att skriva ut med andra material än vad som vanligtvis rekommenderas – kanske kan ens egen maskin till och med skriva ut med exotiskt material utan att man är medveten om det?

De två kändisarna

ABS

ABS är en förkortning för akrylnitrilbutadienstyren. Om du är en av dem som följde kemi lite i skolan, så märker du förmodligen att de två sista orden låter väldigt kemiska. Det sista ordet låter mycket likt polystyren som används i många former av förpackningar - och de flesta av oss har hållit en låga för någon förpackning som barn/ungdom och sett att den smälter och har en väldigt speciell dålig lukt. Den smälta delen är det som gör ABS till en termoplastisk polymer som är användbar i FFF 3D-printing.

ABS har använts i industriell 3D-utskrift i många år och har alltid varit en mycket populär plast vid utveckling av filament för 3D-utskrift: det smälter relativt jämnt vid cirka 230 grader Celsius, vilket lätt uppnås med 3D-skrivare i hobbykategorin. Det är ett relativt starkt material, något flexibelt och har en relativt hög smälttemperatur (glasövergångstemperatur) på cirka 100°C. Denna temperatur anges därför för när ABS-objektet går från att vara fast (stelnat) till ett stadium där det deformeras och förlorar form (mjukt).

Det här innebär att ABS är särskilt bra för 3D-printade delar som behöver ha en viss hållbarhet, styrka och flexibilitet – till exempel en funktionell prototyp som skulle kunna användas i en maskin eller ett föremål som annars utsätts för höga temperaturer som solljus eller heta vätskor.

Löslighet och finish

ABS är lösligt i aceton. Aceton är lättillgängligt och är en relativt säker kemikalie – som de flesta kvinnor förmodligen känner till som nagellacksborttagningsmedel (observera att inte alla nagellacksborttagningsmedel innehåller 100 % aceton). Aceton kan användas för att behandla/finish ytan på din 3D-utskrivna ABS-del – här är en förklaring av en typisk installation/behandling av en ABS-del.

Vid 3D-utskrift kommer man vanligtvis att kunna se de lager som maskinen har gjort för att bygga upp föremålet (lager på lager). Dessa lager kan enkelt behandlas lätt med till exempel sandpapper, varefter man kan smörja/behandla föremålet med aceton, så att lagren på föremålet smälter samman – detta ger en slät yta då de många lagren på utsidan av föremålet smälter samman och därmed tar bort synligheten av de många små lagren. För att få full nytta av sin acetonbehandling kan man använda acetonånga – vi kommer att diskutera detta senare. Samtidigt vill vi påpeka att detta inte är något som man bör experimentera med hemma, eftersom aceton är giftigt och bör behandlas av personer med erfarenhet.

Så, acetonånga ger ett matt eller matt ABS-tryckt föremål en hög glans och därmed ofta en fin finish - men man bör också komma ihåg att det kan ta bort små detaljer, eftersom föremålets yttre skal smälter.

Nackdelar

En av nackdelarna med ABS märks när det extruderas/eller värms upp, vilket varken är luktande eller för den delen lämpligt att inhalera.

En annan nackdel är att ABS-material krymper snabbt efter att det extruderats. I denna process där det värms upp (expanderas) och kyls ner (krymps) uppstår ofta det som kallas Warping (förvrängning). Det innebär att delen krymper och därmed förlorar sin fäste mot detaljplattan som den är tryckt på. Förvrängning är ett känt problem och det har utan tvekan funnits några bra tips för att skriva ut med detta material över tid. En av de saker man kan ta hänsyn till är substratet man skriver ut på. Vi har stor framgång med att skriva ut på Kapton-tejp på en uppvärmd bädd (110C) som har fuktats/torkats av i acetonsaft (googla detta). Detta ger god vidhäftning. Ett annat alternativ är en BuildTak, som i princip är ett stort klistermärke som monteras på detaljplattan där man skriver ut - det har lite av en konsistens som en musmatta och ger god vidhäftning till dina delar - detta gäller nästan alla material inom 3D-utskrift. När man skriver ut med ABS kan det vara en fördel att ha en uppvärmd/sluten byggkammare – detta kan göras med akrylsidor eller annan inkapsling av skrivaren, vilket gör att utskriften i ABS kyls ner långsammare och därmed undviker skevhet. Du bör vara medveten om att när du använder en uppvärmd byggplatta kommer det att kosta betydligt mer i el och därmed öka priset på dina 3D-utskrifter. Så det finns både fördelar och nackdelar med ABS som du bör vara medveten om innan du börjar skriva ut.

+ Styrka

+ Flexibilitet

+ Alternativ efter åtgärd

+Utomhus (ofta fint)

- Svårt att skriva ut med

- Skevhet

- Värmebädd = mer kraft

- Lukt- och föroreningsstörningar

PLA

PLA – även känt som polymjölksyra – är en helt annan typ av termoplast. Den tillverkas vanligtvis av majsstärkelse eller sockerrör och är ett biologiskt nedbrytbart material – det betyder att det är ett mer miljövänligt material än ABS. Det smälter vanligtvis mellan 190 och 210 grader Celsius och (definierat av många) luktar inte illa när det smälts – det sägs att många tycker om lukten av PLA , men det låter vi osagt.

PLA flyter lite bättre än t.ex. ABS, vilket ungefär betyder att det har fördelar vid utskrift av föremål med hög detaljnivå och hög hastighet – detta gäller generellt för PLA och det kommer naturligtvis att finnas skillnader från maskin till maskin – från programvara till programvara. PLA är känt för att vara bra på att göra skarpa hörn och är särskilt känt för att inte skeva i samma utsträckning som ABS. Eftersom det inte skevar i samma utsträckning som ABS är det inte heller nödvändigt att skriva ut det på en uppvärmd bädd, utan kan skrivas ut på de flesta underlag – glasplattor – buildtaks – maskeringstejp – kapton – etc. Många använder limstift, hårspray, trälim, vinäger och många andra roliga saker för att öka vidhäftningen – på 3D Eksperten använder vi bara BuildTaks och en ren trasa – och inga feta fingrar eller damm på arbetsstyckets platta. Det rekommenderas ofta att skriva ut vid 60 grader Celsius om man har en uppvärmd bädd/uppvärmd arbetsstyckesplatta installerad.

När man skriver ut med PLA kommer man snabbt att upptäcka att det har en relativt blank yta, jämfört med ABS – mängden glans beror på innehållet (färgen) och delvis vilken trycktemperatur man använder för filamentet. Avancerade användare kommer ofta att kunna variera sin glans genom att justera sin trycktemperatur – om det skulle vara intressant att arbeta med.

Löslighet

PLA är inte lösligt i aceton, som ABS. PLA kan lösas upp i natriumhydroxid (diskmedelstablett). Det är ett mycket starkt ämne och inte något du bör röra vid om du inte vet exakt vad du har att göra med - Så en "Gör inte detta hemma"-tecken för den här metoden.

Så du bör skriva ut PLA med runt 190-210C på hotend och runt 60C på en uppvärmd bädd, tejp eller liknande. PLA har en smälttemperatur (glasövergångstemperatur) på runt 60C och deformeras över dessa grader. Det betyder att PLA inte är lämpligt för föremål som kommer att utsättas för t.ex. solljus, varma bilar eller liknande och är i sin struktur ett "sprött" material och därför inte rekommenderat för många mekaniska delar som behöver ha lång hållbarhet. Så PLA är lättare att skriva ut med för den vanliga användaren jämfört med ABS och man kan av detta dra slutsatsen att PLA är mer lämpligt som ett "standard" material för den vanliga konsumenten av 3D-utskrift, att användas för "visa-och-berätta" föremål, prototyper som ska visas upp etc.

+ Lätt att skriva ut med

+ Bra för vassa kanter och hörn

+ Hög detaljnivå och hastighet

+ Miljövänlig / Biologiskt nedbrytbar

+ Luktar inte illa / inget ventilationsbehov

+ kräver ingen uppvärmd bädd / bättre strömförbrukning

- Ömtålig i strukturen (glasliknande)

- Värmebeständighet / deformation / låg glasövergångstemperatur på 60°C

- Svår att lackera om (inga aceton-trick)