在3D打印中,ABS材料和PLA有什么不同?

在3D打印中,ABS材料和PLA有什么不同?

本文翻译自THE DIFFERENCE BETWEEN ABS AND PLA FOR 3D PRINTING

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你已经购买了一台3D打印机,抑或是你正在挑选,准备购买,并且你发现每一台3D打印机都表示它可以打印ABS或PLA或者两者皆可。所以你想知道,ABS和PLA之间有什么区别?

###一些共同点

有很多材料正在被用于3D打印,但是你会发现其中有两种占据主导地位的塑料,它们是ABS和PLA。ABS和PLA都是热塑型的;也就是说它们受热后会变软并且可以进行成型工艺并且冷却后会恢复成固体。这一过程是可以反复的。这种可以融化然后再处理的特性使得他们被社会广泛接受,这也是为什么你在日常生活中接触到的塑料大多数是热塑型的。

尽管现如今有很多热塑性塑料,它们中只有极少数一部分被用于3D打印。一种材料需要经过3项挑战才能证明其适合3D打印;首先,挤出成线材,然后在3D打印时挤出并可以粘附在喷头经过的路径上,最后,可以最终被使用。

为了通过这3项考验,一种材料的特性必须要首先满足第一点,材料制成的3D打印原材料叫做线材;其次,成型效果好会使得到令人满意的外观和尺寸精确的部件;最后,它的材料特性必须满足最后成品的要求,不论是强度,耐久性,光洁度,等等凡是你能提出的要求。通常,一种材料能够很好的通过一项考验,这是其值其在其他考验中需要付出更大的努力。 聚碳酸酯(PC),一种不太出名的材料就是这样的。对于一些成品,它的强度和温度耐受性使我们值得接受挑战,使用它打印准确的和完全融化的零件。

这第一项挑战,从基本的塑料树脂到一流的塑料线材,我们对这一过程进行严格仔细的监控。把塑料从一堆小球变成密度一致,没有气泡,尺寸一致的圆棒是一项智慧和工程的挑战。在这一点上,ABS和PLA有一些不同;大多数热塑性塑料都可以通过这个挑战,只是生产能够在3D打印中持续的流畅的流动材料,所需时间和成本的问题。

两种塑料在这里产生了不同,这也可以帮助我们解释,为什么不同的人喜欢一种塑料多于另一种。

###储存

ABS和PLA都比较好储存,如果在使用前或是长期储存时,能够被密封起来,使其隔绝空气来保证材料不会吸收空气中的湿气。这并不是说你的塑料在店里放上一周就不能用了,但是长期暴露在潮湿的环境中会对其造成严重的影响,会影响到打印过程和最终成品。

ABS - 受潮的ABS会在打印过程中产生气泡并且从喷头末端喷出;会降低打印物品的外观质量,尺寸精度,强度,而且会剥离或是堵塞喷头。使用热风(或干燥)器比如食品脱水机可以很容易的对ABS进行干燥。

PLA -PLA对湿气的反应则有些不同,除了会产生气泡和从喷头喷出以外,你还可能会看到掉色和打印物体各种特性的下降,因为PLA可以在高温下和水反应并且发生分解,这会导致PLA洁净比的改变,从而可能造成PLA的挤出温度和其他挤出特性的改变。对大多数3D打印机而言,不需要太过操心这些事。

###气味

ABS - 当打印ABS材料时,经常可以闻到明显的热塑料味。尽管有些人在抱怨这样的气味,但是仍然有很多人并未注意到这些气味或是觉得它难以忍受。对小房间进行合理的通风,使用纯洁无污染的ABS材料,并且使用可靠的挤出器把ABS加热到合适的温度,可以极大的缓解气味的产生。

PLA - 另一方面,PLA来源于糖类,打印时会产生的气味类似半甜的食用油。尽管这一味道并不会让我们想到家常菜,但是很多人认为这对于热塑料来说已经是的进步了。

###打印精度

ABS和PLA都可以打印出准确尺寸的部件,然而,针对这两者,还有一些事情值得一提。

ABS - 大多数情况下,对于ABS来说,打印精确的部件最大的障碍是于打印平台直接接触处的材料卷曲上翘问题。加热打印平面并且保证其光滑,平整,干净可以极大的缓解这一问题。另外,有人发现通过预先对平台表面涂抹某些材料可以很好的解决问题。比如ABS/丙酮的混合物或是一小杯的发胶。 对于有尖锐转角的零件,比如说齿轮,通常在这些转角会变得圆滑。通过风扇进行主动的冷却可以改善转角但是同时也会打来风险,过度的冷却会降低层与层之间的粘附力,最终会导致零件破碎。

PLA - 与ABS相比,PLA的卷曲要少的多。因此它在没有热床的情况下,使用普通蓝色胶带作为打印表面也可能成功的打印。讽刺的是,若完全去除加热平台,在打印大型零件的时候仍然会发生卷曲,尽管并不总是发生。 PLA在加热后会经历更多的相变,变得更像液体。如果进行主动的冷却,在打印的角落处就会看到更加锐利的细节部分,而且没有破损或是卷曲的风险。流动率的提高也可以让层与层之间连接的更强,从而提高打印部件的强度。

###ABS和PLA的一般材料特性

除了要打印的部件要准确以外,还必须能够按照预期目标进行工作。

ABS - ABS 作为一种聚合物,可以是多种样式的,也可以被加工到具有很多特性。总的来说,它是一种强度很高并且有一定韧性(与PLA相比)的塑料。天然ABS在加入染色剂之前,是米黄色乳胶状的。韧性使得ABS容易。制造连锁部件或是栓连接部件。它比较容易打磨(sanded)和加工。值得注意的是,ABS溶于丙酮溶液,这样我们可以使用一两滴丙酮(acetone),来使两个部件连接起来,或是把整个部件刷上丙酮货泡在丙酮里,使其光滑,高亮。与PLA相比,ABS更容易回收利用。

它的强度,韧性,切削性以及高温耐受性,使其深受工程师以及那些想要用它来做机械部件的人的喜爱。

PLA - 通过处理植物来得到它,其中包括玉米,土豆或者甜菜(sugar-beets),与来自石油的ABS相比PLA被认为是更加“土壤友好型”的塑料。PLA最初被用在打包和容器,它可以在商业堆肥设施中堆肥。但是,它不会再你家后院或是堆肥设施中生物降解。它天生是透明的而且可以被染色成各种不同的透明度货不透明度。同样强度很高,刚性比ABS好,有时候在进行连锁部件或是栓连部件装配时不太好用。打印出来的物品天生比ABS更富光彩。PLA也可以打磨和加工,只是稍费工夫。PLA的熔点低,这是其在很多应用中不够稳定。在高温的车中放一天就会下垂和分解。

###总结

简化一下如此之多的影响因素,广义来讲进行如下比较。

ABS - 它的强度,韧性,切削性和高温耐受性使其作为工程应用和专业产品时更受欢迎。热塑料味道挺吓人是因为它来源于石油。需要而外的加热平台意味着有些打印机就是无法稳定的打印ABS。

PLA - 多彩的颜色和透明效果以及光彩的外表经常回吸引那些打印展示品或是小型家用品的人。与ABS相比很多人更喜欢来自植物的它及其半甜的气味。如果进行合适的冷却,PLA的打印速度貌似可以更快,可以使用更低的层高以及打印更加锐利的转角。以上这些优点,加上较少的卷曲使其成为家用打印机,爱好者以及学校中流行的塑料。

Additionally one can find a handy chart comparing the two plastics on our Plastic Filament Buyers Guide