پلاستیک PLA و ABS دو تا از متداول ترین مواد پرینت سه بعدی با تکنولوژی FDM هستند. هر دوی آنها ترموپلاستیک هستند یعنی وقتی تا دمای معینی گرم شوند به یک حالت شکل پذیر و نرم می رسند و وقتی خنک شوند حالت جامد به خود می گیرند. در پروسه ی FDM هردو ابتدا ذوب می شوند، بعد توسط یک نازل به روی سطح تزریق می شوند تا لایه هایی را بسازند که قطعه ی نهایی را تشکیل می دهند.

در این نوشته تفاوت های اصلی این دو متریال را بررسی می کنیم.

جدول زیر ویژگی های فیزیکی اصلی این دو ماده را با هم مقایسه می کند.

نمونه های اولیه ظروف پرینت شده با ماده PLA

ویژگی ABS PLA
مقاومت کششی ۲۷ مگاپاسکال ۳۷ مگاپاسکال
تحمل کشش ۳٫۵-۵۰% ۶%
Flexural Modulus ۲٫۱-۷٫۶ گیگاپاسکال ۴ گیگاپاسکال
چگالی ۱٫۰-۱٫۴ گرم بر سانتیمتر مکعب ۱٫۳ گرم بر سانتیمتر مکعب
دمای ذوب نامشخص(آمورفوس) ۱۷۳ درجه سلسیوس
زیست تخریب پذیر نیست در شرایط مناسب هست
دمای انتقال شیشه ۱۰۵ درجه سلسیوس ۶۰ درجه سلسیوس
قیمت فیلامنت(یک کیلوگرم با قطر ۱٫۷۵mm) ۲۱٫۹۹ دلار ۲۲٫۹۹ دلار
محصولات معمول لگو،وسایل خانگی الکترونیکی

لیوان، کیسه های پلاستیکی،کارد و چنگال

متریال های ABS وPLA چه متریال هایی هستند؟

  • متریال ABS یک ترموپلاستیک شناخته شده در بازار تزریق پلاستیک است. این متریال برای محصولاتی مثل لگو، وسایل خانگی الکترونیکی و سپرهای خودروها استفاده می شود.
  • متریال PLA یک ترموپلاستیک زیست تخریب پذیر است که از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ی ذرت و نیشکر بدست می آید. این ماده از پراستفاده ترین بیوپلاستیک ها است که برای محصولات متنوعی از لیوان های پلاستیکی گرفته تا ایمپلنت های پزشکی استفاده می شود.

کیفیت و دقت پرینت

درکل دقت قطعه های پرینت شده توسط تکنولوژی FDM به میزان زیادی تحت تاثیر خودِ پرینتر و پیچیدگی مدل است. اما در تئوری ABS و PLA قابلیت پرینت سه بعدی جزئیات تا ۰٫۸ میلی متر دارند. برای قطعاتی که قرار است به هم وصل شوند یا در هم گیر کنند حداقل اندازه ی ۰٫۵ میلیمتر و ضخامت حداقلی ۱ تا ۲ میلی متر توصیه می شود تا مقاومت و چسبندگی کافی بین عناصر ایجاد شود.

به خاطر دمای پرینت پایین تر PLA، احتمال خمش و تغییر شکل آن هنگام خنک شدن کمتر است که باعث می شود پرینت آن راحت تر باشد. برای پرینت گوشه های تیز PLA بهتر عمل می کند.

مقاومت

  • با توجه به مقاومت کششی نزدیک به هم، هر دوی متریال های ABS و PLA برای کاربردهای نمونه سازی مناسب می باشند.
  • معمولن ABS به خاطر قابلیت شکل پذیری بیشترش نسبت به PLA ترجیح داده می شود. همچنین ABS به خاطر اینکه در برابر کشش و فشار مقاومت بیشتری دارد و شکستن آن سخت تر است
  • ABS برای محصول نهایی و کاربردی بهتر است درحالی که PLA برای نمونه سازی های سریعی که در آنها فرم دقیق از کاربرد مهمتر است استفاده می شود.

یک نمونه قطعه خودرو پرینت شده از ماده ABS

پرداخت سطح و post processing

به خاطر طبیعت لایه لایه ی پرینت FDM، با هردوی این متریال ها لایه ها در قطعه دیده می شوند.

  • ABS مات پرینت می شود در حالی که PLA حالتی نیمه شفاف دارد و در نتیجه قطعه ای براق تر می سازد.
  • استون برای نرم و صیقلی کردن ABS استفاده می شود همچنین سطح آن را مقداری براق می کند. به طور معمول ABS پس از پرینت پرداخت می شود و سنباده زدن آن بسیار سریع و ساده است.
  • PLA هم قابلیت پرداخت و سنباده زدن دارد اما این پرداخت باید با مراقبت بیشتری انجام شود و زمان بیشتری می گیرد.

اگر زیبایی قطعه از اهمیت خیلی بالایی برخوردار است شاید به جای این مواد بهتر باشد از تکنولوژی SLA یا Polyjet استفاده کنید که گرچه قیمت بالاتری دارند اما محصول نهایی بسیار باکیفیت تری بدون نیاز به پرداخت تولید می کنند.

در تصویر، سمت چپ یک نمونه پرینت سه بعدی ABS پرداخت شده با استون، در وسط یک نمونه ABS و در سمت راست یک نمونه PLA قرار دارد.

مقاومت حرارتی

  • برای جاهایی که دمای بالایی دارند ، ABS با دمای انتقال شیشه ی ۱۰۵درجه مناسب تر از PLA است که دمای انتقال آن ۶۰ درجه است.
  • PLA در دمای بالا و زیر بار به راحتی تغییر شکل می دهد.

زیست تخریب پذیری

  • ۴۸ ماه طول می کشد که پلاستیک PLA در آب تجزیه شود.
  • ABS زیست تخریب پذیر نیست اما قابل بازیافت می باشد.
  • PLA برای محصولات مرتبط با غذا و آشپزی استفاده می شود بهتر است برای کاربردهای اینچنینی اطلاعات بهداشتی آن از تولیدکننده ی فیلامنت دریافت شود.
  • پلاستیک ABS و PLA معمول ترین متریال های پرینت FDM هستند و هزینه ی آنها تقریبن یکسان است.

  • ABS برای جاهایی که مقاومت ، شکل پذیری و مقاومت گرمایی مهم است کاربرد دارد و می تواند به عنوان محصول نهایی استفاده شود.

  • PLA برای پرینت های پر جزئیات و دارای گوشه های تیز کاربردی است و به خاطر دمای پرینت پایینش پرینت آن راحت تر است.