Сегодня полилактид (PLA) является, пожалуй, самым распространенным материалом, используемым для хоббийной 3D-печати методом послойного наплавления (FDM). Он популярен среди пользователей благодаря легкости печати, широкому ассортименту типов и доступности, что делает его отличным выбором для декоративных изделий или нефункционального прототипирования.

Однако PLA не рекомендуется для функциональных прототипов или конечных деталей из-за его слабых механических свойств, таких как хрупкость (низкая прочность на изгиб и удар) и низкая термостойкость. Здесь на помощь приходят такие материалы, как полиэтилентерефталат-гликоль (PETG) и акрилонитрилбутадиенстирол (ABS).

PETG – это модифицированный полиэтилентерефталат (PET), в который на молекулярном уровне добавлен гликоль для улучшения прочности и долговечности, что также способствует 3D-печати. С помощью PETG можно напечатать множество вещей. ABS является одним из наиболее широко используемых пластиков в мире, применяясь в таких изделиях, как игрушки и автомобильные детали. Это также один из первых материалов, использовавшихся для FDM-печати.

Но как они ведут себя по отношению друг к другу? Давайте выясним!

Содержание:

• PETG против ABS: Сравнение филаментов
  • Обзор
• PETG против ABS: Сравнение свойств материалов
  • Прочность
  • Долговечность
  • Температурная стойкость
  • Гигроскопичность
  • Пищевая безопасность
  • Переработка
  • Печать
  • Постобработка
  • Вывод

PETG против ABS: Сравнение филаментов

Обзор

Примечание: Указанная температура деформации является ориентировочной, в соответствии с тестовыми стандартами ISO75 @1.8 МПа, и может отличаться в зависимости от производителя. Детали будут значительно деформироваться при нагрузках на этих температурах или в течение длительного времени. Не рекомендуется использовать детали при таких температурах под нагрузкой продолжительное время.

PETG против ABS: Сравнение свойств материалов

Прочность

Прочность материалов, пожалуй, один из важнейших факторов для сравнения. Хотя термин довольно широкий, мы сосредоточимся на пределе прочности при растяжении (UTS) и ударной прочности PETG и ABS.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении (UTS) – это максимальное напряжение, которое материал может выдержать при растяжении или вытягивании до разрыва. Это измеряется с помощью машины для испытания на растяжение, которая прикладывает нагрузку к образцу до его разрушения.

Согласно техническим паспортам материалов (например, от Polymaker и 3DXTech), PETG имеет более высокий предел прочности при растяжении, чем ABS, для одного и того же образца, напечатанного с одинаковыми настройками. Однако следует учитывать, что плотность PETG примерно на 20% выше (около 1,24 г/см³) по сравнению с ABS (около 1,04 г/см³). Это делает их отношение UTS к весу очень похожим.

Важно отметить, что при печати при низкой температуре камеры ABS имеет меньшую адгезию между слоями, что снижает прочность детали, особенно при нагрузке поперек слоев. Однако это не будет проблемой для принтеров с высокой температурой камеры, так как детали из ABS можно печатать с отличной адгезией слоев в них. Подробнее об этом мы поговорим в разделе «Печать» ниже.

Ударная прочность

Ударная прочность, также известная как сопротивление удару, – это способность материала выдерживать ударные нагрузки, то есть способность материала поглощать внезапную или интенсивную силу или удар без разрушения. Общие методы тестирования включают ударный тест Изода и ударный тест Шарпи, в которых образец с надрезом ударяется маятником, и измеряется энергия, поглощенная при разрушении.

Согласно техническим паспортам материалов (например, от Polymaker и 3DXTech), ABS имеет значительно более высокую ударную прочность, чем PETG. Это неудивительно, так как ABS известен своей очень высокой ударной прочностью по сравнению почти со всеми другими экономичными пластиками. ABS также более жесткий, чем PETG (хотя и более гибкий, чем PLA), что делает его широко используемым как жесткий пластик с очень высокой ударной прочностью.

Тем не менее, ударная прочность PETG все же превосходит PLA.

Для более глубокого анализа можно ознакомиться с подробным сравнением от My Tech Fun, в котором проведены дополнительные тесты и сравнены PLA, PETG, ABS, ASA и PC.

Долговечность

Описывая долговечность материала, подразумевается способность длительное время сохранять свои свойства без значительного ухудшения, при соблюдении заданных условий эксплуатации. Долговечный материал или продукт помогает уменьшить количество отходов и экономические затраты, избегая необходимости в ремонте и постоянной замене деталей. В отношении долговечности PETG и ABS можно рассматривать различные аспекты.

Устойчивость к УФ-излучению

С точки зрения устойчивости к УФ-излучению, PETG превосходит ABS, поэтому он будет лучшим выбором для изделий, которые предполагается подвергать воздействию УФ-излучения. Однако PETG все равно будет деградировать при длительном воздействии.

Для долгосрочного использования на открытом воздухе акрилонитрил-стирол-акрилат (ASA), являющийся небольшим производным ABS, может обеспечить гораздо лучшую устойчивость к УФ-излучению и погодным условиям по сравнению с ABS и PETG. Он также сохраняет отличные механические свойства и термостойкость, аналогичные ABS, хотя и является более дорогим, чем оба материала.

Химическая устойчивость

С точки зрения химической устойчивости, PETG более устойчив, чем ABS, к различным кислотам и спиртам (и при разных концентрациях). Prusa Research разработала таблицу, где различные филаменты были протестированы в лабораторных условиях.

Температурная стойкость

Температурная стойкость, безусловно, важна в различных приложениях.

Здесь ABS имеет преимущество перед PETG. Хотя температура стеклования PETG составляет около 80 °C, у ABS она достигает примерно 105 °C.

Следует отметить, что температура стеклования – это не температура, при которой материал можно безопасно эксплуатировать, особенно под нагрузкой. Скорее, это температура, при которой аморфный полимер переходит из твердого или стеклообразного состояния в мягкое или кожеподобное состояние (или наоборот).

Стандарт тестирования ISO75 просто показывает температуру, при которой материал прогибается на 0,25 мм мгновенно (поэтому называется "температура деформации при нагреве") под небольшими нагрузками 0,45 МПа и 1,8 МПа. При температурах, близких к HDT, механические свойства деталей резко снижаются, что делает их непригодными для механического использования. Безопасные рабочие температуры – это температуры, при которых минимально наблюдается деформация материала, значительно ниже температуры стеклования и температуры деформации при нагреве.

Например, заметная деформация может наблюдаться в течение длительного времени при температурах выше 70 °C для деталей из ABS в принтерах с высокими температурами. PETG не следует эксплуатировать в течение длительного времени при температурах выше 50 °C.

Гигроскопичность

Оба филамента, PETG и ABS, являются довольно гигроскопичными, легко впитывая влагу из воздуха.

Эта влага ухудшает сам материал и вызывает чрезмерное образование нитей, пузырение и плохую адгезию слоев во время процесса печати. Это приводит к плохому качеству печати и сниженной прочности деталей.

Поэтому важно хранить филаменты в не влажных условиях и сушить их при соответствующих температурах (около 55 °C для PETG и 75 °C для ABS) перед печатью.

Пищевая безопасность

Оба чистых материала, PETG и ABS, являются нетоксичными и пищевыми материалами abs не является материалом, который можно для чего-то связанного с пищей . Они широко используются и одобрены в приложениях, связанных с обработкой пищи. Однако продукты в этих приложениях обычно изготавливаются методом литья под давлением из чистых первичных гранул.

Филаменты PETG и ABS содержат множество добавок, которые значительно улучшают характеристики печати и производительность (например, не требуя очень высоких температур камеры и сопла для печати). Большинство этих добавок делают филамент непригодным для пищевого применения. Тем не менее, некоторые производители предлагают филаменты, соответствующие пищевым стандартам. Несмотря на большее количество вариантов PETG, на рынке также есть несколько вариантов ABS, соответствующих пищевым стандартам.

Тем не менее, детали вашего принтера, которые контактируют с филаментом, скорее всего, не являются пищевыми. Например, экструдеры и сопла могут быть изготовлены не из пищевой стали и могли контактировать с филаментами или смазками, не предназначенными для пищевых продуктов. Кроме того, детали, напечатанные методом экструзии материала, имеют небольшие зазоры между слоями, что способствует росту бактерий. Чтобы предотвратить это, необходимы этапы постобработки.

Таким образом, сам по себе факт, что материал является пищевым или соответствует стандартам, недостаточен. FDM-напечатанные PETG и ABS, скорее всего, не являются пищевыми, и не рекомендуется использовать их в таких приложениях, если не учитывать все другие аспекты.

Переработка

С точки зрения переработки, оба материала, PETG и ABS, подлежат переработке. Однако они оба попадают под код идентификации смолы №7 («Другие»), что означает, что ни один из них не подлежит переработке в обычных сборах. Поскольку PETG требует гораздо более высоких температур и обработки в процессе переработки, чем PET (материал, который в основном используется для пластиковых бутылок), он не попадает под идентификационный код №1 (PET).

Наконец, возможность переработки этих филаментов зависит от компании по переработке. В большинстве случаев полимеры из категории №7 невыгодны или непрактичны для переработки, поэтому их чаще всего утилизируют. Тем не менее, существуют сервисы по переработке 3D-печатных изделий, включая как PETG, так и ABS материалы.

Печать

Как можно предположить, для достижения наилучших результатов печати эти два материала – такие разные – требуют различных настроек печати.

Температура

Температура является важным фактором при печати обоих материалов, особенно ABS. Давайте узнаем больше!

Сопло

ABS требует немного более высокой температуры для экструзии, чем PETG, но рекомендуется печатать оба материала с использованием металлического сопла так как не бывает другого типа сопел, скорее всего имеется в виду стальное . Обычно ABS печатается при температуре 230-270 °C, в то время как PETG – при 220-260 °C.

Как и с большинством филаментов, лучше стремиться к верхнему пределу этого диапазона для достижения максимальной скорости потока и адгезии слоев. Однако будьте осторожны с превышением этого диапазона, так как слишком высокая температура может привести к чрезмерному образованию нитей, перегреву или плохому качеству нависающих элементов. Всегда обращайтесь к рекомендациям производителя!

Нагреваемый стол

Для печати деталей из ABS жизненно важен нагреваемый стол с высокой температурой. Он не только обеспечивает хорошую адгезию первого слоя (для уменьшения деформации), но и помогает прогреть пассивно нагреваемую камеру (о которой мы поговорим далее). Эта температура обычно составляет 90-120 °C, но опытные пользователи склоняются к 110 °C, чтобы продлить срок службы магнитов на печатных платформах.

Температура стола для PETG обычно составляет 60-80 °C, что достаточно для хорошей адгезии первого слоя. Помните, что эти значения являются диапазоном, и точная температура зависит от вашего конкретного филамента и настройки.

Камера

Хотя камера не требуется для печати PETG деталей, она жизненно важна для прочных и бездефектных деталей из ABS.

ABS известен своей склонностью к деформации и расслоению из-за .низкой температуры в камере во время печати. Камера удерживает печатное изделие в теплом состоянии, что приводит к меньшему изменению температур (чтобы предотвратить слишком быстрое охлаждение деталей), тем самым уменьшая проблемы деформации и расслоения. Она также уменьшает температурные колебания и сквозняки, которые вредны для производительности печати и прочности деталей из ABS.

Камера с высокой температурой или активно нагреваемая камера – лучшее решение для прочных деталей из ABS – высокая температура окружающей среды также способствует лучшему соединению слоев и снятию внутренних напряжений, что приводит к значительно более прочной детали. Таким образом, рекомендуется поддерживать температуру камеры выше 65 °C для прочных деталей из ABS. Еще более высокие температуры (80-90 °C) полезны для прочности, но также требуют большего охлаждения.

PETG гораздо легче печатать, чем ABS, и он хорошо прилипает к столу. На самом деле, PETG может прилипать слишком сильно к гладким PEI-пластинам или стеклу, если температура стола установлена слишком высоко – это может привести к отрыву части стола вместе с печатным изделием! Чтобы бороться с этим, некоторые пользователи используют клей-карандаш в качестве агента для легкого снятия детали с поверхности.

В любом случае, для PETG камера или нагреваемая сборочная камера не требуются. Тем не менее, для дополнительных прочных деталей можно рассмотреть использование камеры. Будьте осторожны с слишком высокими температурами камеры, так как температура стеклования PETG значительно ниже, чем у ABS, и вам не нужно накоплениенагревание камеры!

Охлаждение

Охлаждение важно в FDM печати для предотвращения дефектов печати. Для PETG настройки охлаждения должны быть аналогичны настройкам для других филаментов, не требующих нагреваемых камер, таких как PLA. Установите охлаждение на уровень, достаточный для хорошей производительности ив мостов и навесных частей но не слишком высокое, чтобы не снижать прочность деталей.

Для ABS охлаждение зависит от температуры камеры, при которой он печатается. С одной стороны, это может улучшить производительность свесов и мостов мостов и навесных частей . С другой стороны, слишком быстрое (или чрезмерное) охлаждение ABS может привести к плохой адгезии слоев, увеличенной деформации и расслоению. Это не будет проблемой для высоких температур камеры – чем выше температура камеры, тем больше охлаждения можно использовать.

Если ваша камера является относительно низкотемпературной, пассивно нагреваемой, будьте осторожны с использованием слишком большого количества охлаждения, так как это значительно снизит прочность детали.

Постобработка

ABS имеет больше вариантов постобработки, чем PETG. Он особенно хорош в способности сглаживаться парами ацетона, создавая детали с очень гладкой, глянцевой поверхностью и без видимых линий слоев. PETG труднее растворяется в растворителях, и для его сглаживания могут использоваться только специальные химикаты.

Кроме того, детали из ABS можно относительно легко модифицировать или соединять с помощью эффективного растворителя, такого как ацетон (или клей или цемент на основе ABS). Это особенно полезно для больших деталей или моделей.

Тем не менее, как PETG, так и ABS можно легко обработать шлифованием, сверлением или нарезкой резьбы для ваших механических компонентов.

Вывод

PETG и ABS имеют свои уникальные преимущества и недостатки. Выбор материала зависит от конкретных требований вашего проекта, таких как прочность, ударная стойкость, условия эксплуатации и легкость печати.

Эта информация оказалась полезной?

Да Нет

Отправить

Благодарим за отзыв!

VK.com Twitter