في عالم الطباعة ثلاثية الأبعاد، يحدد اختيار المواد بشكل مباشر أداء ومدى تطبيق المنتجات النهائية.اثنين من البلاستيك الحراري تبرز كخيارات الأكثر شعبية: ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) و PLA (Polylactic Acid). هذه المقارنة الشاملة تدرس خصائصها الرئيسية ومزاياها وعيوبهاوحالات الاستخدام المثلى لمساعدة صانعي اختيار المواد الأنسب لمشاريعهم.
الطباعة ثلاثية الأبعاد تتطلب مواد محددة ككتل بناء. الخيوط ، التي تعمل كـ "المكونات" للطباعة ثلاثية الأبعاد ، تحدد السمات الحاسمة للنماذج بما في ذلك اللون والقوة والوزن.هذه المواد تأتي عادة في شكل سلك ملفوف أو ألياف للاستخدام في الطابعات ثلاثية الأبعاد.
يقدم السوق العديد من أنواع خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مع ظهور خيارات جديدة باستمرار. ومع ذلك ، لا تثبت جميع المواد أنها عملية بالتساوي للتطبيقات في العالم الحقيقي.هذا التحليل يركز على ABS و PLA، وهما أكثر منتجات البلاستيك الحراري استخداماً في الطباعة ثلاثية الأبعاد.
يحافظ ABS و PLA على مواقعهم المهيمنة في الطباعة ثلاثية الأبعاد بسبب سهولة استخدامها وتوافرها على نطاق واسع وتنوعها عبر تطبيقات متعددة.تُقدم الأقسام التالية دراسات مفصلة لكل مادة.
تمثل ABS واحدة من أقدم خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والمعروفة بقوة عالية ومرونة معتدلة. هذه المادة مناسبة لتطبيقات مختلفة بما في ذلك الأدوات ، واللعب ،و شفرات المروحةسهولة التصدير، جنبا إلى جنب مع مقاومة الحرارة الممتازة والمتانة، يجعل ABS شعبية بشكل خاص بين المهندسين والمهنيين.
الـ (بي إل إيه) مادة قابلة للتحلل البيولوجي مستمدة من مصادر نشاطة متجددة مثل الذرة، تقدم فوائد بيئية.يعد PLA خيارًا مثاليًا لمحبي الطباعة ثلاثية الأبعاد.
يثبت فهم الخصائص الرئيسية للمواد أنه أمر ضروري لاختيار الخيط المناسب. يُقارن الجدول التالي بين الخصائص الحاسمة لـ ABS و PLA:
| الممتلكات | الـ ABS | الـ PLA |
|---|---|---|
| درجة حرارة انتقال الزجاج | أعلى (~ 105 درجة مئوية) | أقل (~ 60 درجة مئوية) |
| قوة الشد | أسفل | أعلى |
| المرونة | أعلى | أسفل |
| مقاومة الحرارة | أفضل | أفقر |
| رائحة | رائحة بلاستيك قوية | رائحة خفيفة مثل الذرة |
| التأثير البيئي | غير قابلة للتحلل الحيوي ، قابلة لإعادة التدوير | قابلة للتحلل الحيوي، قابلة للتسميد |
| درجة حرارة الطباعة | 210-250 درجة مئوية | 160-220 درجة مئوية |
| الحاجة إلى سرير دافئ | مطلوب (100-110 درجة مئوية) | اختياري (50-60 درجة مئوية) |
| ميل للتشوه | تقلص أعلى، عرضة للتشوه | انخفاض التقلص، الحد الأدنى من الانحناء |
يظهر ABS درجة حرارة انتقال زجاجية أعلى ، مما يحافظ على سلامة الهيكل في درجات حرارة مرتفعة. هذه الخصائص تجعل ABS مفضلة للتطبيقات عالية درجة الحرارة.يبدأ الـ PLA في التشوه عند درجات حرارة أقل، مما يحد من فائدتها في درجات الحرارة العالية.
يظهر PLA قوة سحب أكبر من ABS ، مما يؤدي إلى مكونات أكثر صلابة وقسوة. ومع ذلك ، فإن هذه الصلابة تجعل PLA أكثر هشاشة مقارنةً بـ ABS. يوفر ABS مرونة متفوقة ،يسمح بتشوه تحت الضغط دون كسر، مما يجعلها أكثر ملاءمة للمكونات المضطربة ميكانيكيا أو مرنة.
يتطلب ABS درجات حرارة طباعة أعلى (210-250 درجة مئوية) مقارنة بـ PLA (160-220 درجة مئوية). كما يتطلب ABS درجات حرارة أسرة أعلى (100-110 درجة مئوية) لمنع التشوه ،بينما يمكن لـ PLA الطباعة بفعالية على الأسرة المُسخنة إلى 50-60 درجة مئويةيظهر ABS انكماشًا باردًا يمكن أن يسبب التشوه أو فصل الطبقة إذا تم إدارته بشكل غير صحيح ، في حين أن PLA يظهر أدنى اتجاهات التقلص والتشوه.
بالإضافة إلى ذلك، ينتج ABS رائحة ملحوظة أثناء الطباعة، وغالبًا ما تتطلب تهوية كافية. ينتج PLA رائحة خفيفة مثل الذرة الحلوة دون انبعاثات سامة.
يقدم الـ PLA قابلية التحلل الحيوي والتكسيب كصفات صديقة للبيئة.التحلل الحيوي الكامل لـ PLA يتطلب ظروف محددة وقد لا يحدث في أكوام السماد القياسية أو مكب النفاياتيمكن إعادة تدوير ABS ، على الرغم من أنه غير قابلة للتحلل البيولوجي ، على الرغم من أن عمليات إعادة التدوير لا تزال معقدة ولم يتم تطبيقها على نطاق واسع.
إنتاج PLA يستهلك طاقة أقل ويولد انبعاثات غازات الدفيئة أقل مقارنة بـ ABS ، مما يجعله الخيار الأكثر استدامة بشكل عام.
يعتمد الاختيار بين ABS و PLA على متطلبات المشروع المحددة. تساعد الإرشادات التالية في اتخاذ قرارات مستنيرة:
تختلف تكاليف المواد حسب العلامة التجارية والجودة والمورد. بشكل عام ، تحمل PLA أسعار أعلى قليلاً من ABS بسبب مصادرها المتجددة مقابل أصول ABS البترولية.تتراوح أسعار السوق الحالية بين 14-60 دولارًا لكل كيلوغرام من ABS و 19-75 دولارًا لكل كيلوغرام من PLA.
يتطلب الاختيار بين ABS و PLA النظر بعناية في خصائص كل مادة بالنسبة لمتطلبات المشروع. يبرز ABS في المتانة والمرونة للمكونات القوية ،بينما يقدم PLA فوائد بيئية وصفات جمالية مثالية للعناصر الزخرفية والنماذج الأوليةاختبار كميات صغيرة من كلا المواد غالبا ما يثبت قيمته قبل الالتزام بمشاريع واسعة النطاق.
