ABS(丙烯腈 – 丁二烯 – 苯乙烯共聚物)和PLA(聚乳酸)是目前3D打印领域应用最为广泛的两种热塑性材料。它们各自具有独特的性能特点,适用于不同的打印场景和需求。许多3D打印初学者和甚至有一定经验的用户,在面对ABS和PLA时,常常会陷入选择困境。因此,深入了解这两种材料的特性并进行全面对比,能够帮助用户做出更明智的决策。
ABS材料特性
物理性能
- 强度与韧性:ABS材料具有较高的强度和良好的韧性,这使得它能够承受一定的外力冲击和压力而不易损坏。例如,打印出的机械零件在受到轻微的碰撞或挤压时,能够保持结构的完整性,适合制作需要具备一定机械性能的物品,如玩具、工具手柄等。
- 耐热性:ABS的耐热性相对较好,其热变形温度较高,一般在80 – 100℃左右。这意味着在正常使用环境下,ABS打印品不易因温度升高而发生变形,可用于制作一些需要在较高温度条件下使用的物品,如汽车内饰件、电子设备外壳等。
- 表面光滑度:经过适当的打印参数调整和后处理,ABS打印品的表面可以具有较好的光滑度。通过打磨、喷漆等后处理工艺,能够进一步提升其表面质量,使其外观更加美观。
化学性能
- 耐化学腐蚀性:ABS对多种化学物质具有一定的耐受性,如酸、碱、盐等。在一些可能接触到化学物质的环境中,ABS打印品能够保持相对稳定,不易被腐蚀,适用于制作化学实验器具、工业零件等。
- 可溶解性:ABS可以溶解于一些有机溶剂,如丙酮。利用这一特性,可以通过丙酮蒸汽熏蒸的方法对ABS打印品进行表面处理,使其表面更加光滑,同时还可以实现ABS零件之间的粘接。
其他特性
- 收缩率:ABS在打印过程中存在一定的收缩率,这可能会导致打印品出现翘曲、变形等问题。为了减少收缩带来的影响,通常需要在打印平台上加热,并使用适当的打印床粘合剂,以确保打印品能够牢固地附着在打印平台上。
PLA材料特性
物理性能
- 强度与硬度:PLA材料具有一定的强度和硬度,但相较于ABS,其韧性稍差。PLA打印品在受到较大外力冲击时,可能会更容易断裂。不过,对于一些不需要承受高强度外力的物品,如装饰品、模型等,PLA的强度和硬度已经足够满足需求。
- 耐热性:PLA的耐热性相对较低,其热变形温度一般在50 – 60℃左右。在高温环境下,PLA打印品容易发生软化、变形,因此不适合制作需要在高温条件下长期使用的物品。
- 表面光滑度:PLA打印品在打印过程中通常能够获得较好的表面质量,无需过多的后处理即可呈现出光滑的外观。其打印出的物品细节表现清晰,适合制作对表面质量要求较高的模型和艺术品。
化学性能
- 生物可降解性:PLA是一种生物可降解材料,它来源于可再生资源,如玉米淀粉、甘蔗等。在自然环境中,PLA可以被微生物分解,最终转化为二氧化碳和水,对环境友好,符合可持续发展的理念。
- 耐化学腐蚀性:PLA对一些化学物质的耐受性相对较弱,例如,它容易受到碱性物质的侵蚀。在使用过程中,需要注意避免PLA打印品与强碱性物质接触。
其他特性
- 打印气味:PLA在打印过程中几乎不会产生刺激性气味,打印环境相对舒适,对人体健康的影响较小。这对于在室内进行3D打印操作的用户来说是一个重要的优势。
ABS与PLA的对比分析
打印难度
- ABS:由于ABS具有较高的收缩率,打印过程中容易出现翘曲、变形等问题,对打印环境和打印参数的要求较高。需要精确控制打印平台的温度、打印速度、喷头温度等参数,并且通常需要使用加热打印床和粘合剂来确保打印品的质量。因此,对于初学者来说,ABS的打印难度相对较大。
- PLA:PLA的打印难度较低,它对打印环境的要求相对宽松,在常温下即可进行打印,且收缩率较小,不易出现翘曲和变形问题。即使打印参数设置不够精确,也能够获得相对较好的打印效果,非常适合3D打印初学者使用。
成品质量
- 强度和耐用性:在强度和耐用性方面,ABS表现更优。其较高的强度和韧性使得ABS打印品能够承受更大的外力和频繁的使用,适合制作需要长期使用且具有一定机械性能的物品。而PLA的韧性相对较差,在受到较大外力时容易断裂,耐用性不如ABS。
- 表面质量:PLA在表面质量方面具有一定优势,打印出的物品表面光滑,细节表现清晰,无需过多后处理即可达到较好的效果。ABS虽然也可以通过后处理提升表面质量,但在打印过程中需要更加注意参数设置以避免出现表面瑕疵。