PLA против ABS в 3D-печати: Ключевые различия и когда что применять

PLA и ABS — два самых популярных материала для прототипирования (настольной) FDM 3D-печати (пожалуй, за исключением PETG). Как термопласты, оба филамента при нагреве переходят в мягкое пластичное состояние, а при охлаждении возвращаются в твердое. FDM-принтеры расплавляют и выдавливают PLA и ABS через сопло, строя детали слой за слоем.

Хотя оба материала используются в FDM, у них ключевые различия, делающие каждый оптимальным для разных задач. В статье рассмотрим главные отличия.

Также у нас есть удобное видео на YouTube, разбирающее различия между PLA и ABS филаментами.

Что такое филаменты PLA и ABS?

PLA (полилактид) — термопласт, полученный из возобновляемых источников: кукурузный крахмал или сахарный тростник. Биоразлагаемый при определенных условиях, PLA — один из самых популярных биопластиков, идеален для применений от пластиковых стаканчиков до мед имплантов. Легок в печати, имеет большую жесткость, чем ABS и нейлон. Хотя PLA прочнее ABS и нейлона, он слабо устойчив к теплу и химикатам.

ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) — другой распространенный термопласт, популярный в литье под давлением. ABS обладает superiores механическими свойствами по сравнению с PLA, более долговечен и легче, но сложнее в печати. Этот материал лучше устойчив к теплу, чем PLA и нейлон, но абсолютно не термостойок. Типичные применения ABS: кирпичики LEGO, корпуса электроники, автомобильные бамперы.

В чем разница между PLA и ABS?

PLA и ABS различаются по уникальной разрывной прочности, плотности и идеальным применениям. Таблица ниже сравнивает ключевые материальные свойства PLA и ABS филаментов.

Свойства*	ABS	PLA
Разрывная прочность**	27 МПа	37 МПа
Относительное удлиннение	3,5 – 50%	6%
Модуль упругости на изгиб	2,1 – 7,6 ГПа	4 ГПа
Плотность	1,0 – 1,4 г/см³	1,3 г/см³
Температура плавления	200 °C	173 °C
Биоразлагаемость	Нет	Да, при правильных условиях
Температура стеклования	105 °C	60 °C
Цена катушки*** (1 кг, 1,75 мм, черный)	$21,99	$22,99
Типичные изделия	LEGO, корпуса электроники	Стаканы, пакеты, столовые приборы

Какова точность деталей из PLA и ABS?

В общем, допуски и точность FDM-деталей зависят от калибровки принтера и сложности модели. Однако и PLA, и ABS позволяют создавать размерно точные детали с детализацией печати 0,8 мм и минимальными элементами 1,2 мм. Для соединительных/замочных деталей рекомендуем допуск 0,5 мм и минимальную толщину стенки 1–2 мм для обеспечения достаточной прочности по всем стенкам.

Благодаря более низкой температуре печати PLA легче печатать и меньше склонен к искривлению (при правильном охлаждении). PLA позволяет печатать более острые углы и мелкие детали, чем ABS.

Насколько прочны детали из PLA и ABS?

PLA и ABS имеют похожие разрывные прочности, делая их надежными вариантами для многих прототипирующих применений. Дизайнеры и инженеры часто предпочитают ABS из-за улучшенной вязкости по сравнению с PLA. ABS имеет более высокую прочность на изгиб и лучшее удлиннение до разрыва, чем PLA, что позволяет использовать ABS для серийных применений. PLA более популярен для быстрого прототипирования, когда форма важнее функции.

В целом, PLA хорош для деталей, если вы не планируете подвергать их серьезным физическим нагрузкам (или УФ-излучению и высоким температурам). ABS лучше подходит для промышленных применений и лучше переносит физическое напряжение.

Как быстро можно печатать PLA и ABS?

PLA и ABS печатаются почти с одинаковой скоростью. Не нужно менять настройки скорости на FDM-принтере при смене материала. Для PLA стандартная скорость 60 мм/с, некоторые операторы печатают на 150+ мм/с, так что стандарт не предел. ABS можно печатать с той же скоростью, но 40–60 мм/с немного точнее для этого материала.

Поверхностная отделка и постобработка для PLA и ABS

Будь то PLA или ABS, FDM-детали всегда имеют видимые слои. PLA часто дает более глянцевую поверхность, ABS — обычно матовая. Чтобы сгладить ABS-деталь идать глянцевый блеск, можно использовать ацетон в постобработке. Шлифовка и дополнительная механическая обработка применимы к ABS. PLA тоже можно шлифовать и обрабатывать, но требуется больше осторожности.

Если эстетическое качество критично, рекомендуем использовать SLA 3D-печать для изготовления деталей.

Насколько теплостойки PLA и ABS?

Для применений, требующих более высоких температур, ABS (температура стеклования 105 °C) предпочтительнее PLA (температура стеклования 60 °C). PLA может быстро терять структурную целостность и начинать провисать и деформироваться при приближении к 60 °C, особенно под нагрузкой.

Биоразлагаемы ли PLA и ABS?

PLA стабилен в обычных атмосферных условиях, но биоразлагается за 50 дней в промышленных компостерах и за 48 месяцев в воде. ABS не биоразлагаем, но его можно перерабатывать. Поэтому производители склонны использовать PLA для изделий, связанных с питанием, но мы настоятельно рекомендуем получать подтверждение безопасности от производителей филамента.

Часто задаваемые вопросы

Когда использовать PLA?

PLA идеален, когда важнее эстетическое качество. Его более низкая температура печати делает его легче для печати, чем ABS, особенно если детали имеют мелкие детали.

Когда использовать ABS?

ABS лучше для применений, требующих прочность, вязкость, обрабатываемость и тепловую стабильность. Более долговечный, чем PLA, ABS подходит для прототипирования, малонагруженных серийных компонентов и практических применений. Но помните: ABS сильнее подвержен искривлению.

Насколько прочны PLA и ABS?

PLA и ABS похожи по разрывной прочности, но инженеры часто выбирают ABS за лучшую вязкость. ABS имеет более высокую прочность на изгиб и лучшее удлиннение до разрыва.

Гибки ли PLA и ABS?

В отличие от TPU, PLA и ABS не являются гибкими материалами, хотя ABS менее хрупок, чем PLA почти во всех применениях.

Что дороже: PLA или ABS?

Цены PLA и ABS схожи, могут достигать ~$40–75 (€36–68) за кг катушки. ABS вероятно дешевле PLA, если считать только стоимость сырья. Но более широкий выбор брендов, цветов и блендов делает PLA популярнее.

Как долго служат PLA и ABS?

Детали из PLA и ABS служат долго (десятилетия), пока не используются в тяжелых несущих конструкциях.

Токсичны ли PLA и ABS?

При нагреве любой термопласт выделяет пары, некоторые из которых могут содержать вредные частицы. PLA растительный, поэтому не должен давать плохих запахов или токсичных дымов. Однако ABS более токсичен и может пахнуть сильно хуже. Поэтому рекомендуем использовать правильную оболочку и вентиляцию.