Pla материал. Советы для новичка. Какой пластик выбрать: ABS или PLA? Физические характеристики АБС и ПЛА

Пистолетный выстрел послужил сигналом создать бизнес.

Дабы развеять мифы о том, что катушки с пластиком для 3d-принтеров растут на деревьях можно только покупать и перепродавать, а так же о том, что достаточно купить «все-в-одном» экструдер и начать свой бизнес, я отправился на разведку к московским производителям ABS и PLA (и HIPS). Действительно, я попал в профессиональный цех с промышленным оборудованием, с измерительными и управляющими приборами высокой точности, высокими стандартами к чистоте (ибо процесс производства очень ответственный) и общительными основателями (готовыми делиться знаниями с любознательной и думающей аудиторией), у которых куча технокреативных идей и планов по захвату мира рынка. (+5 к уровню национальной гордости)

Как рассказал мне со-основатель компании: «Сначала мы увидели распечатанный нож для фруктов, и очищенный им от кожуры апельсин, затем шоком было видео с пистолетом Коди Уилсона и понеслось...»
В то время когда я написал на Хабре первые 2 статьи про 3d-принтеры (весна 2013), эти ребята уже начали создавать бизнес по производству пластика. Интересно, что и мне и им пришла в голову аналогичная идея, как можно дополнить поговорку, мол, человек может бесконечно смотреть на огонь, воду, как работает другой человек и на то, как печатает 3d-принтер.

Полилакти́д (ПЛА, PLA) - биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник. Используется для производства изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов.



Под катом - основные этапы превращения сырья в катушки с PLA для 3d-принтеров

Панорама цеха

Справа налево

Жила была кукурузка, потом ее перерабатывают в такие вот шарики и кладут в такие коробки


Из тонны сырья получается около 900 кг пластика


Так как это натурпродукт, он побаивается света и влаги, поэтому его оберегают вот таким мешком и куском силикагеля

А это «пылесос», которым зачерпывают 100 кг «кукурузных шариков» и отправляют в контейнер

Здесь сырье сушится, при этом запах стоит как в кондитерской

Добавляем «щепотку» красителя (тоже полностью натуральный, австрийское качество)

Здесь сырье разогревается и превращается в вязкую массу.
Под давление вала пропускаем сквозь нагревательные элементы.

Диаметр выходного отверстия «топки» около 3 мм, пластик приобретает нужный диаметр (1,75 мм) за счет того, что его тут же тянут, причем тяга очень точно настраивается

Ванна для охлаждения. Для ABS и PLA разные температуры

Диаметр остывшего пластика измеряется лазерным прибором. Установлена допустимая погрешность диаметра нити ±0,03 мм

Дистанционный мониторинг диаметра пластика

Cкорость протяжки нити через лазер 55 метров в минуту

Управление тягой. Именно тяга создает нужный диаметр. При помощи этого узла можно очень точно подбирать тягу моторов и тем самым регулировать диаметр пластика.

«Веретено» - управляет скоростью наматывания на катушку. Нет на КАТУШКУ.

Вот это - КАТУШКА.

Без пластика


Важно отметить равномерность заполнения катушки

После того как большая катушка заполнится, ее снимают и перематывают нить на маленькие (привычные для всех) катушки.
Обычные катушки попадают в заботливые руки девушки, которая комплектует коробку


Пакетик, защищающий от пыли, силикагель , защищающий от влаги, плотная коробка, защищающая от прямых солнечных лучей и наклейки. На наклейках указаны рекомендуемая температура плавления (для ABS и PLA они разные), диаметр нити, вес и материал.

Отсюда они отправятся по всей Москве и странам СНГ

Чистота

растворимый пластик

высокопрочный полистирол (HIPS), который по своим характеристикам очень напоминает обычный ABS (под который Rep 2X «оптимизирован»). HIPS растворяется в лимонене, веществе на цитрусовой основе. Сложные объекты можно печатать стандартным ABS или PLA, а HIPS использовать в качестве материала для поддержек. Конечный продукт погружается в ванну с лимоненом, где HIPS растворяется за несколько часов. Кроме того, HIPS имеет близкую рабочую температуру, хорошо клеится к ABS и платформе. Расход лимонена нужен маленький, так как большая часть поддержки обычно удаляется руками. Лимоненная ванна – слегка более сложная процедура, чем если бы это была обычная вода, но у нее есть свой плюс: после купания деталь пахнет лимоном.

Пара советов как выбрать хороший пластик.
PLA очень чувствителен к режиму хранения (в темноте, сухости и без пыли). Прутик должен быть чистый без вкраплений, ровный, без отслоений, на поверхности - лёгкий блеск.


Наличие инородных тел проверяется в месте разрыва. Если поднатужиться и разорвать кусочек пластика (а рвется там где «тонко»), то место разрыва должно быть однородным - это признак хорошего качества.

Долговечность/биоразалагаемость

А вот данные похожие на правду

Примеры из PLA

Из всех известных видов сырья наиболее распространенной является полимерная пластмасса двух видов: abs и pla пластик. Это термопластики, которые расплавляются при высокой температуре и затвердевают при остывании. Из них можно изготавливать любые изделия.

Физические характеристики АБС и ПЛА

Оба вида пластика могут принимать любые формы , но между ними есть несколько существенных различий.

Пластик ABS:

1. При печати острых углов немного закругляется, что снижает качество изделия. Эту проблему можно устранить при помощи обычного вентилятора.
2. АБС-пластик менее эластичен по сравнению с пластиком ПЛА.

Пластик PLA:

1. Работать легче, он эластичный и имеет меньше повреждений в процессе печати.
2. При нагревании его консистенция более жидкая и гибкая. Благодаря этому можно создавать мелкие детали или хорошо проработанные фигурки.

Основные характеристики

1. ABS пластик легко принимает разные формы , он пластичен и гибок.
2. Работать с изделиями из этого материала просто: они легко шлифуются и подвергаются механическому воздействию.
3. Это крепкий, термостойкий и гибкий материал.

1. Пластик ПЛА изготавливается из растительных продуктов и является экологически чистым материалом, совершенно безвредным для человека и окружающей среды.
2. Применяется для изготовления упаковок в пищевой промышленности . По своим характеристикам пластик PLA является жестким, но работать с ним не сложно.
3. В готовом изделии трудно поддается шлифовке и обработке.

Заключение

PLA – это богатый выбор цветов, приятный глянцевый вид изделий и возможность производства прозрачных частей. Используется в домашних условиях для печати небольших бытовых предметов или игрушек.

Большинство пользователей ПЛА пластика ценят его за экологичность и безопасность для человека. При грамотном использовании скорость печати ПЛА пластиком может быть довольно высокой. При работе материал дает высокую точность проработки деталей.

Благодаря хорошим физическим показателям пластик PLA получил признание у многих пользователей, имеющих домашний 3D принтер.

ABS – прочный, эластичный, устойчивый к высоким температурам и поддающийся механическому воздействию материал.

При нагревании принимает жидкую консистенцию и выделяет запах горелого пластика. Требует дополнительно нагретой рабочей поверхности для работы, поэтому он не может использоваться каждой моделью трехмерных принтеров.

Требует дополнительного контроля над процессом печати.

Для работы 3D принтеров, как и любых других печатающих устройств, необходимы расходные материалы. Если для стандартной печати это специальные картриджи с чернилами, то для 3D таким сырьем является пластик.
Наиболее популярными и самыми распространенными являются два полимерных материала – ABS и PLA. Они оба подходят для 3D принтеров почти всех модификаций, но имеют некоторые принципиальные различия и свои технические характеристики. Какой же из материалов считается более предпочтительным? Для ответа на этот вопрос необходимо более подробно рассмотреть каждый пластик, его особенности и преимущества.

PLA полимер
Этот вид пластика относится к категории биоразлагаемых веществ. В его основе только натуральные составляющие, произведенные из некоторых овощных культур – сахарного тростника или кукурузы. В естественной среде процесс распада может длиться от нескольких дней до двух лет, не причиняя вреда окружающему пространству. Благодаря такому свойству, его активно используют для изготовления различной тары, а также широко применяют в медицине.
В отрасли 3D печати PLA пластик также нашел применение благодаря своим техническим характеристикам. Учитывая специфику сферы использования, основными полезными качествами этого полимера можно считать следующее:

• переход в вязкое состояние наступает при температуре 160 – 180 градусов;
• не нуждается в охлаждении;
• не требует рабочего стола для печати с подогревом и специальным покрытием;
• при нагреве не выделяет никаких вредных веществ и не имеет запаха;
• практически не подвержен естественной усадке и деформации.

Благодаря своим свойствам, этот вид полимеров рекомендуют применять начинающим пользователям для создания первых объемных моделей. С PLA пластиком удобно и легко работать и его часто советуют в качестве основного расходного материала для детского творчества с использованием 3D ручки.
Несмотря на столь весомые для 3D печати качества, PLA пластик обладает некоторыми недостатками. Наиболее значимый из них – это недолговечность. Изделия из этого полимера уже через год начинает постепенно распадаться, что недопустимо при создании качественных макетов и деталей. Второй существенный недостаток – это повышенная хрупкость. Случайно уронив изделие на пол, можно легко его повредить.

ABS пластик
Этот полимер нашел более широкое применение во многих сферах науки, производства и быта. Из него изготавливают огромное количество изделий, начиная с деталей детских конструкторов и заканчивая различными элементами корпуса мотоциклов и автомобилей. В основе пластика лежат соединения, получаемые из нефти. Благодаря этому, материал не подвержен разложению и обладает высокой прочностью.

• полимер затвердевает при температуре 100-110 градусов;
• высокая механическая прочность. Один из важных показателей для 3D печати. Изготовленные из этого материала детали или макеты служат длительное время и отличаются надежностью и долговечностью;
• цветовая гамма. При производстве ABS пластика в его состав можно добавить любой красящий пигмент, придав готовому сырью нужный цвет или оттенок. Даже работая с обычным бесцветным пластиком, готовое изделие можно без труда покрыть практически любой краской;
• глянцевая поверхность. Этот полимер при затвердевании имеет высокий уровень глянца, что делает изделия или макеты из него более привлекательными;
• возможность вторичного использования. При утилизации ABS пластик перерабатывается без потери своих основных свойств;
• экологически чистый материал;
• возможность легкой обработки. Уже готовое изделие, вышедшее из 3D принтера, можно в случае необходимости дополнительно обработать вручную, не разрушая его;
• эластичность. Этим параметром можно управлять на стадии полимеризации материала, применяя различные добавки.

Краткие итоги
Полимеры PLA и ABS имеют собственные уникальные характеристики, но существенно различаются по свойствам.
Для детей или начинающих пользователей рекомендуют PLA пластик только для того, чтобы облегчить работу, особенно если речь идет не о профессиональном принтере, а о 3D ручке. Второй вариант использования – изготовление моделей или элементов, на которые не будет оказываться никакое механическое давление или срок их эксплуатации не имеет никакого значения. Во всех остальных случаях однозначно рекомендуется применять ABS пластик.
Учитывая все положительные моменты и нюансы каждого из материалов, можно сказать, что ABS пластик значительно выигрывает по сравнению с PLA и является более предпочтительным вариантом для 3D печати.

Приветствую, друзья. Вот подошла и моя очередь с головой окунуться в мир 3d-печати. В один прекрасный момент я поняла, что тоже хочу чувствовать легкую дрожь в руках при настройках печати, засыпать под жужжание 3d-принтера, а проснувшись обнаружить на платформе уже напечатанную модель. Одним словом, и я заболела страстью к FDM-печати.

Конечно, я столкнулась с одной из главных проблем всех начинающих печатников: какой пластик выбрать?! Ведь принтер уже готов к печати, эскиз желанной модели найден, запас валерьянки ждет своего звездного часа (ходят слухи, что 3d-печать дело нервное), а я в замешательстве… какой же пластик использовать?

Поэтому давайте вместе разбираться в плюсах и минусах материалов для 3d-печати.

Начнем со знакомства с пластиками ABS и PLA .

ABS является одним из самых популярных расходных материалов. Это (акрилонитрилбутадиенстирол) - ударопрочная техническая термопластическая смола, получаемая из нефтепродуктов. Более гибкий, чем PLA, ABS хорошо поддается обработке, может принимать различные полимерные формы. Пластичность позволяет легко создавать элементы различных соединений и крепежа. Легко шлифуется и обрабатывается. Важно отметить, что ABS растворяется в ацетоне, что позволяет склеивать детали и добиваться очень гладкой поверхности.

PLA является самым экологичным пластиком. PLA (полилактид) - биоразлагаемый и биосовместимый 3d-пластик, получаемый из сырья растительного происхождения. Неприхотливый в эксплуатации материал,отлично подходящий для печати крупногабаритных изделий, а также деталей, для которых важно точно передать геометрические размеры. В отличии от ABS он не требует специальных условий, нет необходимости в подогреваемом столе или термостабилизационной камере. PLA пластик не имеет неприятного запаха, что позволяет использовать его в условиях дома или офиса.

Ниже приведена сравнительная таблица ABS и PLA:

Подводя итоги, можно сказать, что оба пластика имеют свою индивидуальную характеристику. И, конечно, выбор материала будет в первую очередь зависеть от того, в какой именно области вы планируете использовать полученную модель. Если долговечность и ударопрочность модели не являются главным критерием, то вы можете смело выбирать PLA. В других случаях я рекомендую выбирать пластик ABS.

PLA-ПЛАСТИК (ПОЛИЛАКТИД)

Это полностью биоразлагаемый, безопасный, экологически чистый продукт, полученный из кукурузы или сахарной свеклы. При его производстве не используется ископаемое топливо. Во время работы, при нагревании, PLA издает полусладкий запах. Благодаря этим характеристикам PLA-пластик является наиболее подходящим материалом для использования в закрытых помещениях, в школах и офисах. PLA-пластик является наилучшим материалом для начала работы с 3D-принтером. Более низкая степень деформации этого пластика способствует правильной печати модели, а также обеспечивает высокое разрешение печати, позволяющее создавать модели большей геометрический сложности чем при использовании ABS. Во время печати PLA-пластиком рекомендуется использовать вентилятор для более быстрого затвердевания изделий и достижения более высокого качества печати. Основной недостаток PLA-пластика – это отклеивание углов (деламинация). Не впитывает влагу.

ABS-ПЛАСТИК (АКРИЛОНИТРИЛБУТАДИЕНСТИРОЛ)

Это прочный и крепкий полимер, полученный из ископаемого топлива, используемый для производства кубиков конструктора Лего и пластиковых чехлов для телефона. При печати больших объектов будьте осторожны, так как возможно деформирование, вызванное тепловым искажением во время остывания частей. Из-за высокой температуры плавления ABS-пластика рекомендуется использование платформы с подогревом для печати, что также позволяет обеспечить правильную адгезию слоев и помогает избежать таких проблем как warping (скручивание углов). Для улучшения адгезии также возможно использование каптоновой ленты. Применение ABS-пластика рекомендуется для изготовления деталей, подвергающихся воздействию высоких температур. Для обработки готовых изделий из ABS-пластика и смягчения поверхности используется ацетон (в виде пара в закрытой ёмкости или с помощью специальной щетки), также можно покрыть поверхность модели акриловой краской. Типичные недостатки ABS-пластика - это образование трещин, скручивание углов и отделение слоев.

Общие характеристики

Оба пластика можно сверлить, шлифовать, полировать и красить акриловой краской. В продажу поставляются в виде катушек весом 1 кг, с диаметром нити 1,75 или 3 мм.

Мифы о PLA-пластике

1. Растворяется в воде и деформируется во влажной среде. Растворимый в воде пластик - это PVA (поливинилацетат), а не PLA.
2. Являясь биоразлагаемым, разлагается за несколько месяцев. Изделие разлагается только в том случае, если его подвергнуть воздействию атмосферных агентов в течение длительного времени. Кроме того, использование материалов с подобными характеристиками является одним из способов заботы об окружающей среде.
3. ABS-пластик намного прочнее PLA . При изготовлении пластмассовых предметов методом литья под давлением, детали из ABS-пластика являются более прочными. Технология трехмерной печати основана на методе послойного наплавления. Таким образом, если адгезия слоев PLA-пластика выше чем у ABS, предметы, изготовленные с его использованием, будут намного прочнее.