Čo je potrebné vedieť o plaste typu ABS, PLA?

Čo je potrebné vedieť o plaste typu ABS, PLA?

Čo je potrebné vedieť o plaste typu ABS, PLA

Materiály pre tlač na 3D tlačiarni metódou vrstvového natavenia (FDM/FFF) (časť 1)

Technológia FFF má veľa výhod, medzi ktoré patrí relatívne jednoduchá konštrukcia tlačiarní a cenová dostupnosť, či už zariadení alebo spotrebného materiálu. Sortiment materiálov je najširší spomedzi všetkých dostupných technológii. Povieme Vám podrobnejšie o najpoužívanejších materiáloch , začínajúc od najpopulárnejších druhov.

Polylaktid (PLA)

Polylaktid – jeden z najpoužívanejších termoplastov. Tento materiál je polymérom kyseliny mliečnej, čo spôsobuje, že PLA je plne rozložiteľným materiálom. Surovinou na výrobu polylaktidu je kukurica a cukrová trstina. Môžeme povedať, že ekologičnosť materiálu k životnému prostrediu sa odrazila na jeho dlhovekosti. Plast ľahko absorbuje vodu a je pomerne mäkší. Obyčajne modely z PLA nie sú určené na funkčné použitie, ale slúžia ako dizajnové modely, suveníry a hračky. Spomedzi niektorých praktických priemyselných využití môžeme uviesť výrobu obalov pre potravinárske výrobky, nádoby na lieky a chirurgické vlákna, ako aj použitie v ložiskách, ktoré nemajú vysoké mechanické zaťaženie (napríklad pri modelovaní), čo je možné vďaka vynikajúcemu koeficientu sklzu materiálu.

Jedným z najdôležitejších faktorov pre použitie v 3D tlači je nízka teplota tavenia – iba 170-180°C, čo prispieva k nízkej spotrebe energie a použitie lacnejších mosadzných a hliníkových trysiek. Typicky sa extrúzia uskutočňuje pri teplote 160-170°C. V rovnakej dobe PLA pomaly stuhne (teplota stuhnutia je cca 50°C), čo je potrebné vziať do úvahy pri výbere 3D tlačiarne. Najlepšou možnosťou je zariadenie s otvoreným krytom, vyhrievanou pracovnou plošinou (aby nedošlo k deformáciám veľkých modelov) a s doplniteľnými ventilátormi na chladenie čerstvých vrstiev modelu.


PLA má nízke zmršťovanie, to znamená stratu objemu počas chladenia, čo pomáha predchádzať deformácii. Napriek tomu má zmrašťovanie kumulatívny účinok s nárastom rozmerov tlačených modelov. V druhom prípade môže byť potrebné ohrievanie pracovnej plošiny, aby sa vytlačené predmety rovnomerne ochladili.


Náklady na PLA sú relatívne malé, čo zvyšuje popularitu tohto materiálu.

Akrylonitrilbutadiénstyrén (ABS)

ABS-past – najznámejší termoplast požívaný v 3D tlači. ABS má vynikajúce mechanické vlastnosti a nízke náklady na tento materiál. V priemysle sa plast ABS už široko používa: výroba automobilových dielov, kryty rôznych zariadení, kontajnery, suveníry, rôzne domáce doplnky atď. ABS plast je odolný voči vlhkosti, kyselinám a olejom, má dostatočnú tepelnú stabilitu - od 90°C do 110°C. Bohužiaľ, niektoré druhy materiálu sú zničené pod vplyvom priameho slnečného žiarenia, čo obmedzuje používanie. Zároveň sa plast ABS ľahko farbí.


Napriek relatívne vysokej teplote stuhnutia asi 100°C, má ABS plast nízku teplotu topenia. ABS nemá presnú teplotu topenia, ale prijateľná teplota pre extrúziu je 180°C.


Hlavnou nevýhodou plastu ABS možno považovať vysoký stupeň zmrštenia počas chladenia - materiál môže stratiť až 0,8% objemu. Tento efekt môže viesť k výrazným deformáciám modelu, krúteniu prvých vrstiev až následnému praskaniu. Na boj proti týmto nepríjemným javom sa používajú dve hlavné rozhodnutia. Za prvé, používajú sa vyhrievané pracovné plošiny, ktoré pomáhajú znižovať teplotný rozdiel medzi spodnou a hornou vrstvou modelu. Po druhé, 3D tlačiarne pre tlač s ABS plastom často používajú uzavreté kryty a nastavenie teploty pracovnej komory.


Relatívne nízka "lepkavosť" ABS plastu môže vyžadovať dodatočné prostriedky na uchytenie s pracovnou plochou, ako je lepiaca páska, polyamidová fólia alebo aplikácia ABS plastového roztoku v acetóne na plošinu tesne pred tlačou.


Zatiaľ čo pri izbovej teplote ABS nepredstavuje zdravotné riziko, pri zahriatí plastu sa uvoľňujú výpary akrylonitrilu - toxická zlúčenina, ktorá môže spôsobiť podráždenie slizníc a otravu. Hoci objemy akrylonitrilu vyrobeného pri nízkoobjemnej tlači sú malé, odporúča sa tlačiť na dobre vetraných miestach alebo poskytnúť odsávanie. Neodporúča sa používať plast ABS na výrobu potravinových nádob a riadu (najmä na skladovanie horúcich potravín alebo alkoholických nápojov) alebo hračiek pre malé deti.


Dobrá rozpustnosť ABS plastu v acetóne je veľmi užitočná, pretože umožňuje vyrábať veľké modely po častiach s následným lepením, čo výrazne rozširuje možnosti lacných stolových tlačiarní.