Pärast seda, kui kuulsime sõna 3D printimine, on maailm kaugemale jõudnud. See on peaaegu nagu need lapsepõlve muinasjutud, kui kõik oli maagiline ja meil oli selle üle täielik kontroll. 3D-printimine pakub sama kontrolli füüsilise maailma üle, kuid tehnilisemal viisil. 3D-printimine on kestnud juba aastakümneid ja annab endiselt tavainimestele võimsaid disaini- ja tootmisvahendeid. See on aditiivne valmistamisprotsess, mis võib muuta digitaalse arvuti abil loodud geomeetria mitmesuguste materjalide abil füüsilisteks objektideks. Nendest vana kooli lauaprinteritest kuni lisaainete tootmise tulevikuni on 3D-printimine jõudnud kaugele 80ndate lõpust.

Häirivad, mängu muutvad ja murrangulised on vaid mõned paljudest sõnadest, mis kirjeldavad paremini 3D-printimiseks tuntud kasvavat tehnoloogiat. Mis teeb selle tehnoloogia teiste tootmistehnoloogiate hulgas erakordselt ainulaadseks, on see, et see on hõlpsasti juurdepääsetav. Lisaks on see muutnud mõeldamatu, muutes unistused mitmemõõtmeliseks reaalsuseks. 3D-printimine on aga midagi enamat kui see, mis silma torkab. Võib-olla on 3D-printimisprotsessi kõige olulisem osa õige materjali kasutamine. Ja mis puudutab materjale, siis PLA ja ABS on kaks kõige levinumat tüüpi materjali, mida kasutatakse 3D-printimiseks, peamiselt FDM-i 3D-printimiseks, kusjuures igaüks neist on ainulaadselt erinev.

Mis on PLA?

Polüpiimhape ehk tavaliselt lihtsalt PLA on tavaline maisipõhine termoplast, mida kasutavad kõik turul olevad FDM 3D-printerid. See on 3D-hõõgniidi üks levinumaid tüüpe ja hõlpsasti töödeldav materjal. See on vees lahustuv termoplast, mida saab kasutada tugimaterjalina ja mida saab veega (mitte lahustitega) loputada ja uuesti kasutada. Kuna seda toodetakse maisitärklist, polümeriseeritakse protsessi käigus piimhape. Ja mis kõige parem, seda saab ringlusse võtta ja kuna tegemist on mittepetrokeemilise plastikuga, on see loodussõbralik materjalivalik.

Mis on ABS?

Akrüülnitriilbutadieenstüreen ehk ABS on tavaline termoplastiline polümeer, mida kasutatakse ideaalselt survevormimiseks. See on õlipõhine plastik, mis on tugev ja vastupidav, kuid oma õlipõhise plasti koostise tõttu pole see nii keskkonnasõbralik kui PLA. Sellel on kõrgem sulamistemperatuur ja pikem eluiga kui PLA-l, pluss selle eeliseks on palju kõrgem klaasistumistemperatuur. ABS on materjalide eelistatud valik materjalide ja esemete jaoks, mis tõenäoliselt alluvad temperatuurile kuni 100 kraadi, tagamaks, et trükitud objektid kleepuvad platvormile.

Erinevus PLA ja ABS vahel

  1. Põhilised PLA ja ABS

PLA on üks levinumaid termoplastseid materjale, mida kasutatakse 3D-printimisel ning see on maisipõhine biolagunev termoplastiline polümeer, mis on loodud suhkrutaimedest nagu suhkruroog, mais ja tapiokk. Seda saab taaskasutada ja kuna see pole petrokeemiline plastik, on see loodussõbralik materjalivalik. ABS seevastu on õlipõhine termoplast, mille klaasistumistemperatuur on palju kõrgem, kuid mis pole õlipõhise plasti koostise tõttu keskkonnasõbralik nagu PLA. Erinevalt PLA-st võib samuti olla keeruline töötada ja see nõuab printimiseks soojendusega tugiplatvormi.

  1. PLA ja ABS sulamistemperatuur

Nii PLA kui ka ABS kiud on 3D-printimisel tavalisemad materjalid. Kuid PLA on kõvem ja paindlikum kui ABS, kuid sellel on palju madalam sulamistemperatuur kui ABS umbes 180 kuni 220 kraadi Celsiuse järgi. Teisest küljest peetakse ABS-d amorfseks, mis tähendab, et sellel puudub tõeline sulamistemperatuur. ABS valmistamiseks stüreeni ja akrüülnitriili polümeriseeritakse polübutadieeni juuresolekul, mis võimaldab polümeeril temperatuuri tõustes järk-järgult pehmeneda. PLA hõõrdetegur on suurem kui ABS, mistõttu on selle väljapressimine äärmiselt keeruline.

  1. PLA ja ABS jõudlus

PLA-hõõgniitidel on suurem tõmbetugevus, kuid need toimivad suhteliselt sarnaselt ABS-hõõgniitidega. PLA-l on ekstruuderist väljutamisel ühtlasem kvaliteet ja see ei tekita ebameeldivat lõhna. Pealegi mullitab või väänleb see printimise ajal harva, muutes selle ideaalseks üksikasjalikumate objektide jaoks. ABS-i ei soovitata siiski eriti detailsete kujunduste jaoks, kuna see on ekstrusioonietapis mullide tekkega. Erinevalt PLA-st võib ABS-iga olla ka keeruline töötada ja see nõuab soojendusega tugiplatvormi, mida paljudel kodus olevatel printeritel pole.

  1. PLA ja ABS rakendusalad

Mõlemad on FDM-printimisel eelistatavad materjalid ja on tavaliselt kulude poolest sarnased, kuid ABS sobib kõige paremini rakendusteks, kus on vaja tugevust, termilist stabiilsust ja elastsust. Seda kasutatakse erinevatel viisidel, alates tööstuslikest rakendustest ekstrusiooniks kuni laste mänguasjadeni, nagu Lego tellised, kuni muusikariistadeni. PLA on seevastu lihtsam ja ohutum kasutada ning on ka palju rabedam kui teised termoplastid. PLA-plastikut kasutatakse sageli toidunõude ja plastkilede pakendamiseks. See on vähem vastupidav kui ABS, mis muudab selle paremaks esteetiliseks kasutamiseks kui mehaaniliseks.

PLA vs ABS: võrdlusdiagramm

Kokkuvõte PLA vs. ABS

Ehkki nii PLA kui ka ABS kiud on FDM 3D printimisel tavalisemad termoplastilised materjalid, on igal neist oma unikaalsed omadused, mis võimaldavad kasutada kas üksikasjalikumaid kujundusi või vastupidavamaid osi. PLA on lihtsam ja ohutum kasutada ning on ka palju rabedam kui teised termoplastid, kuid ABS sobib kõige paremini rakendusteks, kus on vaja tugevust, termilist stabiilsust ja elastsust. Kuid PLA on vastuvõtlikum mullimisele ja väändumisele, muutes selle paremaks esteetilisteks otstarveteks kui mehaaniliseks.

Viited

  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/82/ABS_resin_formula.PNG/640px-ABS_resin_formula.PNG
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/Polylactic_acid_%28PLA%29_synthesis_via_intermediate_lactide.png/640px-Polylactic_acid_%28PLA%29_synthesis_via_intermediate_lactide.png
  • Noorani, Rafiq. 3D-printimine: tehnoloogia, rakendused ja valik. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2017. Trükk
  • Horne, Richard ja Kalani Kirk Hausman. 3D-printimine mannekeenidele. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2017. Trükk
  • Micallef, Joe. 3D-printimise alguse kujundus. New York City: Apress, 2015. Trükk