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.
В отношении сферы 3D печати, ABS пластик используется гораздо чаще, чем PLA. Это обусловлено его основными свойствами:
- 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.
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
На что я обратил внимание - в цеху очень чисто, приняты все меры, чтобы было как можно меньше пыли: заклеены скотчем окна, часто делается уборка, используется жидкость-антистатик, особо важные места укрываются полиэтиленом.
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
(картинка для инвесторов-экологов)
А вот данные похожие на правду
Примеры из PLA
) акрилонитрилбутадиенстирол.
Ударопрочная, термопластичная, техническая, смола.
Производится из нефти. Из 2х килограмм нефти производится 1 кг. смолы. Некоторые производные этого пластика разрушаются под воздействием ультрафиолета.
Очень большое применение нашёл в промышленности. Множество изделий окружающих вас изготовлены из . Эксплуатировать изделия можно от -40 до + 90 гр.
После начала развития 3D печати и выхода принтеров в бюджетных вариантах его стали применять и там. А вот когда 3д принтеры уменьшили до размеров детской игрушки он перекочевал и туда.
Отличные свойства пластика широко используются в 3д печати и 3д ручках. Он замечательно спекается между слоями. У него хорошая адгезия к различным материалам, но не такая хорошая как у пластика PLA, а это значит что для печати стол принтера должен быть разогрет до 110 гр смазывать клеем карандашом (или так называемой кашей - расстворенный в ацетоне абс пластик) или использовать синий скотч тоже придется.
Он очень боится движения воздуха поэтому если у вас принтер с открытым корпусом, prusa подобного типа вы столкнетесь с деформацией детали и деламинацией (расслоение). Принтер желательно закрывать или избегать сквозняков. Степень усадки высокая поэтому приготовьтесь к тому что детали будут в некоторых случаях до 3х % меньше по размерам чем на stl файле. В слайсерах эти параметры можно поправить сразу при нарезке.
При рисовании 3д ручкой на шаблоне, данным пластиком, вы столкнетесь с тем- что ваша поделка будет отрываться от поверхности и её придется придерживать рукой или фиксировать грузом. А вот при рисовании объёмных поделок он подойдет просто замечательно, благодаря его быстрому застыванию и склеиванию.
Запах ярко выраженного плавящегося пластика который сложно с чем то перепутать.
Постоянные акции и скидки! При покупке набора обязательно кладем в подарок пластик другого типа на пробу!
Вывод наш такой:
Филамент очень удобный и экономичный.
Детали напечатанные им имеют отличные механические свойства.
А для рисования ручками больше подойдет для создания объемных поделок.
Филамент отлично подойдет для печати любых изделий не имеющих нагрузок. А 3д ручкой для создания картинок по шаблону.
Оба пластика без проблем можно спаивать друг с другом. Допустим нанести слой на бумагу прутком ПЛА, для фиксации поделки, а на нем уже сделать любое изделие прутком АБС.
Выбор за вами.
Небольшое видео на тему разницы в прилипании пластиков к разным поверхностям.
В вы найдёте пруток на любой вкус.
Сопутствующие Товары
Описание набора филамента ABS для 3d ручки.Описание:Оптимальный набор филамента, с фасовкой по 5 метров, для 3д ручки чтобы опробовать пластик ABS. Подходит для 3д ручек первого и последующих поколений Myriwell, Dewang и других производителей. В набор мы подобрали 17 различных цветов АБС пластика.Вас также может заинтересовать набор ABS пластика с длиной мотков в 10 метров..
265р. 295р.
Купить
Описание набора PLA 1.75 мм 16 цветовПластик PLA считается самым неприхотливым для 3D ручек и 3D принтеров. Отличный набор филамента (прутка) 1.75 мм. из 16 цветов позволит вам воплотить любые фантазии...
610р. 678р.
Купить
Набор ABS пластика для 3d ручки.Описание.Отличный набор пластика для 3D ручки по выгодной цене. В набор мы постарались включить самые необходимые цвета пластика. Все 17 цветов тщательно подбирались и тестировались на нескольких 3d ручках от разных производителей.Также вас может заинтересовать набор ABS пластика по 10 метров 17 цветов..
510р. 550р.
Купить
Хотелось бы рассказать о пластике для 3d ручек SBS Glass. Это отличный филамент с уникальными физическими свойствами. Он не впитывает влагу, практически, совсем. Он остается прозрачным после застывания. А так- как он плавится при температурах от 190 до 220 гр. С то, он может использоваться в 3д ручках 1го поколения, которые работают с пластиком АБС. Отлично держится на различных поверхностях..
подробнее
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.