Смола, наподобяваща ABS, срещу истински ABS: свойства и сравнения
ABS, или акрилонитрил-бутадиен-стирен, е термопластичен полимер, широко използван за части, изработени чрез инжектиране, включително корпуси за потребителска електроника и LEGO® кубчета. ABS е полимер, съставен от три отделни мономера: компонентите стирен и акрилонитрил придават на полимерната матрица добра якост и твърдост, докато по-мекият компонент бутадиен спомага за подобряване на удароустойчивостта и удължението при скъсване. Това придава на ABS универсален и изключително полезен набор от свойства в сравнение с някои традиционни хомополимери. Материали като PMMA (плексиглас или акрил) и полистирол са здрави, но са склонни да бъдат много крехки, докато материали като полиетилен и полипропилен са много по-здрави, но им липсва здравината и твърдостта, необходими за много приложения. ABS успешно запълва тази празнина и често е предпочитаният материал за корпуси, функционални прототипи, сглобки със закрепване чрез защракване, подвижни части, приспособления и фиксатори.
С навлизането на 3D технологите потребителите търсят материали, които могат да се сравняват с традиционните пластмаси, включително по-здрави и по-издръжливи материали. Материалите, подобни на ABS, са здрави и удароустойчиви материали, които включват ABS филаменти за 3D печат чрез FDM (Fused Deposition Modeling) и здрави смоли, като серията Formlabs Tough Resins.
За да разберем разликата между ABS и ABS-подобните смоли, сравняваме свойствата, примерите за употреба и най-добрите практики за печат с ABS-подобна смола.
Какво е смола, подобна на ABS?
Смолата, подобна на ABS, е фотополимерна смола с UV акрилатна основа и добавени укрепващи агенти, предназначени да имитират свойствата на ABS. В сравнение със стандартните смоли, смолите, подобни на ABS, предлагат по-добра здравина и гъвкавост.
Смолите, подобни на ABS, се различават от стандартните смоли по отношение на здравина, гъвкавост и удароустойчивост. Всички тези свойства са взаимосвързани; материал, който е по-здрав и по-твърд, ще бъде по-малко гъвкав и по-малко удароустойчив. За да се постигнат тези свойства в смола, подобна на ABS, към нея се добавят по-меки компоненти. Те действат по подобен начин на бутадиена в ABS, който подобрява удароустойчивостта и други свойства на здравината.
ABS филамент срещу ABS-подобна смола
Когато става въпрос за 3D печат, има ABS филамент за FDM и ABS-подобна смола за стереолитография (SLA). Поради метода на печат ABS филаментите са много по-слаби по оста Z, отколкото по осите X и Y, което означава, че линиите на слоевете могат да причинят счупвания. Така че, макар частите да са издръжливи при удар в определени посоки, те са по-малко способни да преразпределят напрежението по границите на слоевете и са склонни да претърпяват крехки счупвания.
Подобно на частите от ABS, изработени чрез инжектиране, SLA частите са изотропни, което означава, че са еднакво здрави във всички посоки. Освен това частите от смола, подобна на ABS, имат фина резолюция и гладка повърхност в сравнение с FDM, което означава, че частите от смола, подобна на ABS, са по-естетични.
Поради това частите от ABS филамент се чупят по-рядко от частите, отпечатани със стандартни филаменти. От друга страна, смолите, подобни на ABS, могат да се използват за отпечатване на високофункционални части като приспособления и фиксатори, които са сравними по естетика и свойства с ABS, отлети чрез инжектиране.
Приложения на смолите, подобни на ABS
Серията смоли Tough на Formlabs е разработена за функционални инженерни приложения. Смолата Tough 2000 е смолата от серията Tough, която съответства на ABS. За разлика от други смоли, подобни на ABS, които са само малко по-здрави версии на стандартните смоли, смолата Tough 2000 всъщност постига механични характеристики, сравними с тези на ABS, формован чрез инжектиране.
Смолата Tough 2000 е здрав материал със здравина и твърдост, сравними с тези на ABS, съчетаващ издръжливост с устойчивост на високи температури. Тя се отличава при приложения с висока натовареност, включително:
- Високофункционални прототипи с естетично, тъмно, матово покритие
- Детайли за крайна употреба, които са устойчиви на раздробяване и деформация
- Здрави корпуси с устойчивост на високи температури
- Сглобки със закрепване чрез щракване
- Приспособления и фиксатори, които трябва да издържат на дългосрочна употреба
- Конструктивни компоненти и носещи части, устойчиви на дългосрочна деформация
Твърдостта често се използва за описание на смоли, подобни на ABS, но може да означава много различни неща, включително пластичност, удължение при скъсване и удароустойчивост.
За да се разбере напълно разликата между стандартните смоли, смолите от типа ABS и конвенционален ABS, трябва да се сравнят механичните им свойства.
| ABS, injection molded (Multibase Multi-ABS 3525 Black)^ | ABS, extruded sheet, (MacMaster-Carr)* | ABS filament (Bambu ABS)^ | Tough 2000 Resin V2 (SLA)* | Competitor ABS-like resin (Loctite® 3D IND6845TM)* | Nylon 12 Powder (SLS)* | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ultimate Tensile Strength (MPa) | 37.5 MPa | 39 MPa | 33 MPa (xy) 28 MPa (z) | 40.4 MPa | 48 MPa | 50 MPa |
| Tensile Modulus | Not tested | 1800 MPa | 2200 MPa (xy) 1960 MPa (z) | 1800 MPa | 2000 MPa | 1850 MPa |
| Elongation at Break | 35.3% | 8% | 10.5% (xy) 4.7% (z) | 79% | 58% | 11% (X/Y) 6% (Z) |
| Izod Impact Strength (unnotched) | NB (from literature, not reported) | NB (from literature, not reported | 157 J/m (xy) 29.6 J/m (z) | 325 J/m | Not tested | Not tested |
| Gardner Impact Strength @ 1/32 in (0.8 mm) | 1.8 J | 2.3 J | Not reported | 1.6 J | 0.34 J | Not tested |
| Work of Fracture | Not reported | 2060 J/m2 | Not reported | 305 J/m2 | 44 J/m2 | Not tested |
| Heat Deflection Temp @ 0.45 MPa | 100 °C (from literature, not tested) | 100 °C (from literature, not reported) | 87 °C | 70 °C | 80 °C | 171 °C |
*Internally tested by Formlabs
^Data reported by manufacturer
| ABS, injection molded (Multibase Multi-ABS 3525 Black) | ABS, extruded sheet, MacMaster-Carr | ABS filament (Bambu ABS) | Tough 2000 Resin V2 (SLA) | Competitor ABS-like resin (Loctite 3D IND6845TM) | Nylon 12 Powder (SLS) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Surface Finish | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
| Part Complexity & Detail | ★★★★★ | ★☆☆☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★★☆ |
| Material Cost | $1.59/kg when ordering 1000 kg | ~$30/kg | $20/kg | $137/kg | $180/kg | ~$100/kg when ordering 10 kg |
| Tooling Cost | ~$25,000 | ~$2,500 (thermoforming tool) | – | – | – | – |
| Ease of Printing | – | – | Easy | Easy | More difficult depending on the printer and settings | Medium |
| Post-Processing | – | – | Smoothing or finishing may be required | Easy with Form Wash and Form Cure | Messy depending on wash and cure units | Depowdering required; easier with Fuse Sift and Fuse Blast |
| Applications | Parts requiring strength and stiffness Jigs and fixtures to survive long-term use on the factory floor Robust enclosures with high temperature and creep resistance Aesthetic, production-ready parts | Tabletop miniatures Models Joints Gears | High performance prototyping Small batch manufacturing Permanent jigs, fixtures, and tooling Biocompatible, sterilizable parts* |
*Material properties may vary based on part design and manufacturing practices. It is the manufacturer’s responsibility to validate the suitability of the printed parts for the intended use.
Материали с някои свойства, сравними с тези на ABS
Свойствата на ABS могат да варират значително в зависимост от състава на полимера, така че смолата Tough 2000 може да не е универсално решение за приложения, в които обикновено се използва ABS. В зависимост от конкретните нужди, една от тези смоли може да бъде добър избор.
Смолата Tough 1500 е по-еластична от смолата Tough 2000, което я прави идеална за части, които се нуждаят от комбинация от твърдост и пластичност, като еластични механизми, включително заключващи елементи, гъвкави елементи и амортисьори.
Flame Retardant Resin има ниска деформация и висока HDT, за части, които ще работят добре в дългосрочен план в закрити и индустриални среди с високи температури или източници на запалване.
Смолите за общо предназначение на Formlabs, включително, но не само, Clear Resin и Color Resin, са почти толкова здрави и подобни на ABS, колкото и евтините смоли, подобни на ABS, като материалите, предлагани от Siraya Tech, Sunlu и Anycubic, като в същото време са много по-здрави и твърди, което ги прави добър избор за прототипи, подобни на ABS, и производство на малки серии.
| Formlabs Tough 2000 Resin V2 | Formlabs Grey Resin V5 | Siraya Tech Fast ABS-like Resin | Sunlu ABS-like Resin | Anycubic ABS-like Pro 2 Resin | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tensile Strength | 40.4 MPa | 54 MPa | 33 MPa | 34 MPa | 40 MPa |
| Tensile Modulus (Stiffness) | 1800 MPa | 2450 MPa | 1100 MPa | 1020 MPa | 1600 MPa |
| Elongation at Break | 79% | 15% | 20% | 20% | 40% |
Кога да използвате смоли, подобни на ABS
Смолите, подобни на ABS, са идеални за 3D печатани части, които трябва да бъдат по-здрави и удароустойчиви от тези, отпечатани със стандартни смоли. Изберете смола, подобна на ABS, за функционални прототипи, части за крайна употреба, производство на малки серии, както и приспособления и фиксатори.
За части, които ще бъдат изложени на ултравиолетови лъчи, смолите, подобни на ABS, не са идеални, въпреки че покритията могат да помогнат за увеличаване на устойчивостта на ултравиолетовите лъчи. Частите, които трябва да издържат повече от десетилетие, също не са идеални.
Идеални за:
- Удароустойчиви части
- Фигурки или макети, които издържат на падане
- Приспособления и фиксатори, които издържат на многократна употреба
- Корпуси със закрепване чрез защракване
- Функционални прототипи
- Детайли за крайна употреба
Не са подходящи за:
- Детайли с изключително тънки стени. Имайте предвид, че дебелината на 3D печатен детайл може да бъде променена, за да се направи детайлът по-здрав.
- Детайли, които трябва да издържат 10-20 години
- Детайли, изложени на ултравиолетови лъчи (Имайте предвид, че покритие с UV защитен слой на детайла може да помогне за устойчивостта му на ултравиолетови лъчи)
Материали за 3D печат, подобни на ABS, и 3D принтери
Смолата Tough 2000 и другите материали от серията Tough Resins са проектирани за печат на 3D принтери от серията Form, включително Form 4 и Form 4L, с настройки за всеки материал на Formlabs и валидирана последваща обработка на Form Wash и Form Cure. Това улеснява преминаването от модел към 3D печатана част.
Смолата Tough 2000 е разработена, за да използва технологията на 3D принтерите от серията Form 4, за да се получат точни, готови за представяне модели с гладки повърхности и фини детайли, което я прави една от най-добрите смоли, подобни на ABS.
С Open Material Mode (OMM) на 3D принтерите от серията Form могат да се печатат смоли, подобни на ABS, произведени от трети страни, което прави серията Form най-добрите 3D принтери за ABS. Loctite произвежда смоли, включително LOCTITE 3D 3843, които имат сходни характеристики с ABS и могат да се печатат на смолни принтери на Formlabs с OMM.
Налични са и други ABS-подобни материали, но много от тях изискват сложни процедури за последваща обработка, което усложнява целия процес. Налични са и двукомпонентни смоли като полиуретаните, но работните процеси са много по-сложни, а срокът на годност за печат след смесване на материалите е ограничен. Допълнителните ограничения включват съхранение в суха среда и допълнителни етапи на втвърдяване. Някои ABS-подобни материали от Carbon 3D попадат в тази категория.
Други здрави смоли от Formlabs включват:
- Tough 1000 Resin е най-здравата смола на Formlabs и е невероятно удароустойчива и трудна за счупване, но в резултат на това е по-малко твърда и здрава от Tough 2000 Resin. Поради това тази смола е по-малко подходяща за части с много тънки стени и е по-скоро сравнима с HDPE и Delrin (POM).
- Tough 1500 Resin е в средата между Tough 1000 Resin и Tough 2000 Resin, което я прави по-твърда и по-здрава от Tough 1000 Resin. Тази смола е подобна на полипропилена (PP).
- Материалите от серията Formlabs Tough Resins са наименовани според модула си на еластичност.
Materials in the Formlabs Tough Resins Family are all named after their tensile modulus.
Смола, подобна на ABS, срещу ABS филамент
Поради резолюцията на FDM 3D печатането е трудно да се изработи детайл с тънки стени, като например корпус за дистанционно за телевизор. Освен това ABS филаментът е по-податлив на счупване по линиите на слоевете. Затова смолите, подобни на ABS, са по-подходящи за тънки стени и корпуси. FDM обикновено е по-подходящ за прототипиране на детайли или за изработване на детайли от ABS, които са дебели и масивни, като например приспособления и фиксатори. Въпреки това, поради линиите на слоевете и повърхностната обработка, смолата, подобна на ABS, ще доведе до по-здрава и по-устойчива на счупване част, отколкото филаментът. Освен това, повърхностната обработка на печат със смола, подобна на ABS, ще бъде най-близка до ABS, формован чрез инжектиране, което може да бъде от решаващо значение при по-прецизни приложения.
Най-добри практики за 3D печат с ABS-подобна смола
Настройки на принтера
Конкретните настройки на принтера ще зависят от използваната смола и принтера. За смолите на Formlabs, отпечатани на 3D принтери от серията Form, височината на слоя, времето за експозиция и оптималните настройки за подпори са достъпни директно в PreForm. Потребителите, които искат да отпечатват ABS-подобни смоли, от други производители, на 3D принтери от серията Form, могат да използват OMM, за да създадат персонализирани настройки, ако такива не са налични от производителя на смолата. Например, макар Loctite да предлага някои предложения за настройки, ще е необходимо да ги настроите ръчно.
Като цяло смолите, подобни на ABS, изискват повече подпори, тъй като материалът е по-мек, по-дълги времена на експозиция на UV лъчи и по-бавно отлепване и отлежаване — или времето, необходимо за отделяне на детайла от фолиото. Поради това отпечатването на смоли, подобни на ABS, ще отнеме малко повече време, отколкото при стандартните смоли. Мощната светлина в 3D принтерите от серията Form 4 означава, че смолите, подобни на ABS, и други инженерни смоли се втвърдяват, без това да се отрази значително на скоростта на печат. При по-евтините принтери и тези без толкова мощно задно осветление отпечатването на инженерни смоли, включително ABS-подобните, отнема повече време.
Пост-обработка
След принтиране измийте детайлите според инструкциите на производителя. След това премахнете подпорите, преди да втвърдите детайла, тъй като след втвърдяване те стават по-твърди и по-трудни за премахване.
Form Cure на Formlabs позволява втвърдяване с топлина, което разкрива усъвършенствани механични свойства. Въпреки че се предлагат евтини средства за втвърдяване, те не втвърдяват с топлина и следователно намаляват усъвършенстваните свойства, които могат да бъдат постигнати, независимо дали става въпрос за здравина, якост или термична устойчивост. Научете повече за това как втвърдяването с топлина влияе върху смолите във видеото по-долу.
След като детайлът е втвърден, може да се използва шкурка за довършване на детайла. Не шкурете преди последващото втвърдяване, тъй като детайлът е по-мек и по-лепкав. Изчакването с обработката до след втвърдяването гарантира по-гладка повърхност.
Съвети и често срещани грешки
За да предотвратите крехкост и напукване, уверете се, че детайлите не са прекалено втвърдени. Ако детайлът ще бъде изложен на ултравиолетови лъчи, важно е да го покриете със защитен слой. Това важи, както за ABS, така и за детайли от смоли, подобни на ABS.
Често задавани въпроси
Какво означава ABS в 3D печатането?
ABS означава акрилонитрил-бутадиен-стирен, вид полимер.
Какво е ABS филамент за 3D принтери?
Филаментът (1,75 мм или 3 мм) за FDM принтери представлява ABS полимер, екструдиран във формата на тънка нишка. Той предлага подобрени свойства, като например по-голяма здравина, благодарение на използването на по-здрав базов полимер в сравнение със стандартните филаменти за FDM 3D печат, като например PLA. Филаментът от ABS, подобно на всички FDM материали, се характеризира с по-лоши свойства по оста Z.
Какво е смола, подобна на ABS?
Смолата, подобна на ABS, е смола, която има за цел да бъде по-здрава от стандартните фотополимерни смоли. Тъй като ABS е бил де факто изборът за здрав материал за FDM 3D печат, „подобен на ABS“ се превърна в термин за по-здрави смоли, въпреки че техният състав и свойства варират.
Някои смоли за SLA 3D печат, като Formlabs Tough 2000 Resin, могат действително да се сравняват по характеристики с ABS, произведен чрез инжектиране.
Колко е здрава смолата, подобна на ABS, в сравнение с ABS?
Здравината на детайл от ABS-подобна смола в сравнение с ABS, излят чрез инжектиране, зависи от геометрията на детайла, смолата и начина, по който се определя здравината.
Смолата от типа „ABS-like“ крехка ли е?
Смолите, подобни на ABS, са по-здрави и по-малко крехки от стандартните смоли, което ги прави добър избор за детайли, които трябва да издържат на удари. Прекомерното втвърдяване на смола, подобна на ABS, ще я направи по-крехка.
Какви са най-добрите настройки за 3D печат за смоли, подобни на ABS?
Идеалните настройки за печат на смоли, подобни на ABS, зависят от конкретната смола и 3D принтера, който се използва. Смолата Formlabs Tough 2000, както и всички смоли на Formlabs, има валидирани настройки. С Open Material Mode (OMM) 3D принтерите Formlabs SLA могат да печатат и други смоли, подобни на ABS, макар че тези настройки ще трябва да бъдат изтеглени от производителя на смолата (ако са налични) или разработени.
Безопасно ли е използването на смоли, подобни на ABS?
При печат с всякакви смоли потребителите трябва да следват указанията в инструкциите за употреба, предоставени от производителя на смолата.
Колко време отнема втвърдяването на смолата, подобна на ABS?
Втвърдяването на части от смола, подобна на ABS, зависи от принтера и използвания материал. Времената и температурите за втвърдяване на смолата Tough 2000 на 3D принтерите от серията Form можете да намерите тук.
Как да се изгладят 3D отпечатъците от ABS?
3D моделите от смола, особено тези, отпечатани на 3D принтери от серията Form, ще имат гладка, матова повърхност, особено ако подпорите са поставени върху вътрешни повърхности. При необходимост обаче частите могат да бъдат допълнително шкурени или полирани.
Може ли да се шлифоват и боядисват детайли от смола, подобна на ABS?
Детайлите от смола, подобна на ABS, могат да се шлифоват и боядисват, като трябва да бъдат боядисани или покрити със защитен слой, ако се използват на открито или са изложени на ултравиолетови лъчи, тъй като ултравиолетовите лъчи водят до намаляване на здравината с течение на времето. Черният цвят има тенденция да увеличава значително устойчивостта на детайла към ултравиолетови лъчи с течение на времето.
Избор на подходяща смола, подобна на ABS, за вашите нужди
Смолите, подобни на ABS, са по-здрави от стандартните смоли и притежават механични свойства, сходни с тези на термопластите, формовани чрез инжектиране, включително ABS. Въпреки че за FDM 3D печат се предлагат ABS нишки, същността на FDM 3D печата означава, че тези части са слаби по линиите на слоевете и следователно са по-податливи на счупване при удар, например при падане.
Смолата Formlabs Tough 2000 е най-добрата смола, подобна на ABS, за здрави, устойчиви на удари 3D принтирани части, със сравними механични свойства с тези на ABS, изработен чрез инжектиране. 3D принтерите от серията Form 4 са най-добрите 3D принтери за ABS, осигуряващи фини детайли и гладка повърхност.
За да научите повече за семейството смоли Tough, разгледайте библиотеката с материали на Formlabs или се свържете с наш експерт. Поискайте безплатна проба, за да оцените материала сами.
Никога не пропускайте статия от нас
Абонирайте се за бюлетина на 8-CELL, за да получавате актуални 3D новини директно в пощата си.
Още от 8-CELL
