FDM, eller Fused Deposition Modelling, är en 3D-utskriftsteknik som framgångsrikt har övergått från det kommersiella 3D-utskriftsutrymmet till konsumentområdet. De flesta FDM 3D-skrivare för hemmet kan smälta och extrudera en mängd olika termoplastiska polymerer till funktionella och kosmetiska delar.
Men en stor majoritet av 3D-utskriftsentusiaster svär till PLA- och ABS-polymerer, som säljs i bekväma filamentspolar.
Men vad gör dessa 3D-utskriftsfilament så populära, och vilket är det rätta valet för dig?
Att besvara denna subtila fråga innebär att förstå de fysiska egenskaperna hos dessa material och hur de relaterar till 3D-utskrivna delar. Låt oss avslöja dessa populära fibrer för att ta reda på vilken som är bäst lämpad för dina 3D-utskriftsbehov.
Vad är ABS och varför är det svårt att skriva ut?
ABS, eller akrylonitrilbutadienstyren, är ett av de tidigaste materialen som används som 3D-utskriftsfilament. Namnet kommer från de tre primära kemikalier som används vid tillverkning av termoplastiska polymerer. Sammansättningen av dessa ingående kemikalier kan varieras för att producera olika typer av ABS-blandningar för att passa olika tekniska behov.
ABS används ofta inom formsprutningsindustrin för att tillverka vanliga konsumentprodukter, allt från nyckelkapslar och legoklossar till bilkomponenter och rördelar.
Den låga kostnaden och lättillgängligheten av rå ABS-pellets, tillsammans med byggbranschens förtrogenhet med materialet, säkerställde att det antogs av den kommersiella 3D-utskriftsindustrin.
Den kommersiella delen är viktig eftersom ABS har en tendens att krympa när materialet svalnar. Detta gör kommersiella 3D-skrivare utrustade med hot print-kammare obligatoriska för att skriva ut ABS.
Att bibehålla en förhöjd kammartemperatur förhindrar att ABS-delar deformeras på grund av kylning i mitten av trycket och efterföljande krympning. Det är annars svårt att skriva ut ABS tillförlitligt utan att koppla en 3D-skrivare till ett uppvärmt tillverkningsrum.
Under lång tid hade 3D-utskriftspionjären Stratasys patent på uppvärmda och slutna tryckkammare. Detta gjorde att konsumenternas 3D-skrivare inte kunde skriva ut ABS.
DIY 3D-utskriftsentusiaster var dock fria att bygga skrivare med uppvärmda byggkammare utan att bli överfallna av Stratasys armé av advokater. Detta lämnade konsumenternas 3D-utskriftsindustri utan några hållbara sätt att nå massorna.
Inte överraskande kom industrin så småningom med en ny filament som kunde spela bra med billiga, oöppnade skrivare.
PLA: 3D-utskrift med träningshjul
PLA, eller polymjölksyra, är en “biologiskt nedbrytbar” termoplast framställd genom att bearbeta naturliga material som sockerrör och majsstärkelse.
Även om det kanske inte uppfyller sina påståenden om att vara biologiskt nedbrytbart, kompenserar PLA för detta med sin lätthet att skriva ut. Medan ABS kräver en 3D-skrivare utrustad med en uppvärmd bädd som kan nå minst 200 grader Fahrenheit, är PLA fullt utskrivbar även på ouppvärmda ytor.
De flesta PLA-filament kräver munstyckstemperaturer så låga som 350°F, men ABS kräver minst 450°F för konsekvent filamentflöde och stark vidhäftning mellan skikten.
Den låga utskriftstemperaturen förstärker bara den inneboende varpfria naturen hos PLA, vilket gör det enkelt att skriva ut stora PLA-delar utan skevhet och föroreningar.
Detta gör att materialet kan skrivas ut utan kapsling, tack vare dess medfödda motstånd mot vinddrag och temperatursvängningar. Utskrift av stora ABS-delar medför dock också en risk för korrosion och kontaminering i den anslutna skrivaren så länge som kammartemperaturen inte förblir över 140°F.
PLA:s användarvänlighet sträcker sig till dess förmåga att hantera mycket brantare överhäng än något annat 3D-utskriftsfilament. Detta gör att även de billigaste 3D-skrivarna kan skriva ut utmanande 3D-modeller utan risk för distorsion.
Den låga munstyckstemperaturen gör det också lätt att överbrygga PLA, vilket minskar beroendet av stöd – vilket gör att även nybörjare kan skriva ut komplexa 3D-modeller relativt enkelt.
PLA-filamentens extremt förlåtande karaktär gör dem oumbärliga som träningshjul för nybörjare.
Att skriva ut med material minskar avsevärt frustrationen i samband med 3D-utskrift, vilket uppmuntrar nybörjare att försöka lära sig avancerade 3D-utskriftstekniker i sin egen takt. Under tiden kan dessa 3D-utskriftshack hjälpa till att snabba upp saker och ting lite.
PLA vs. ABS: Jämförelse av fysiska egenskaper
Det finns inget som heter gratis lunch. Detta talesätt gäller även i 3D-utskriftsvärlden. Trots all sin lätthet när det kommer till praktiska tekniska tillämpningar tenderar PLA att blekna jämfört med ABS.
Till att börja med är den märkbart tuffare än ABS, men den gör den också mycket mer skör. Släpp en bit tryckt i PLA, och det är mycket troligt att den splittras i bitar.