A impressão 3D pode ser aplicada a vários campos de inúmeras maneiras. Quando se trata de polímeros para impressão 3D, o ABS e o PLA são os dois materiais mais comuns, muitas vezes gerando debates sobre qual escolher.
Para iniciantes ou entusiastas que usam a impressão 3D FDM, determinar qual material é mais adequado pode ser um desafio. Para responder a esta questão, precisamos comparar e compreender cuidadosamente as características e diferenças entre ABS e PLA, auxiliando você na seleção do material que melhor se adapta às suas necessidades.
O que é ABS e PLA?
O PLA, ou ácido polilático, destaca-se pela sua compatibilidade ecológica, sendo produzido a partir de fontes vegetais renováveis como milho ou cana-de-açúcar. É biodegradável e fácil de usar, sendo ideal para iniciantes. O PLA é frequentemente escolhido por sua versatilidade em impressões complexas e é comumente usado em prototipagem e modelos arquitetônicos.
Por outro lado, o ABS, ou Acrilonitrila Butadieno Estireno, oferece durabilidade e resistência ao impacto, tornando-o adequado para peças funcionais e protótipos que requerem resistência. Tem sido um elemento básico na impressão 3D desde os primeiros dias e é comumente usado em aplicações industriais.
ABS vs PLA: diferenças e comparação
ABS e PLA diferem em vários aspectos. A tabela abaixo compara as características dos materiais dos filamentos ABS e PLA.
| Propriedades | ABS | PLA |
|---|---|---|
| Nome químico | Estireno de acrilonitrila-butadieno | Ácido polilático |
| Temperatura de impressão | 210 240-℃ | 180 200-℃ |
| Ponto de fusão | 173 ℃ | 200 ℃ |
| Odor de impressão | Odor forte e pungente | Aroma de doce |
| Temperatura da placa de aquecimento | Acima de 80℃ | Usar a 60°C |
| Alongamento | 6% | 50% |
| Densidade | 1.3 g / cm³ | 1.4 g / cm³ |
| Resistência à tração | 37 MPa | 60 MPa |
| Impacto na cabeça de impressão | Menos propenso a entupir hotend | Propenso a entupir hotend |
| Características do material | Boa tenacidade | Material de alta resistência e ecologicamente correto |
| Biodegradável | Não | Sim |
| Resistência ao impacto (Izod entalhado, J/m) | 200 - 215 | 96.1 |
| Frágil | Não | Sim |
| Resistente a Raios UV | Sim | Não |
| encolhimento | Propenso a encolhimento | Minimal |
O ABS é relativamente fácil de imprimir, mas sujeito a empenamento e desprendimento devido ao encolhimento quando resfriado. É adequado para ambientes de alta temperatura, mas requer boa ventilação. O PLA é fácil de imprimir com encolhimento mínimo, tornando-o ideal para objetos grandes e impressão no local. No entanto, não é adequado para altas temperaturas e é frágil. Escolha ABS para durabilidade e resistência ao calor, enquanto o PLA é biodegradável e fácil de trabalhar.
ABS vs PLA: desempenho térmico
O desempenho térmico influencia diretamente o comportamento e desempenho dos materiais sob diferentes condições de temperatura. A tabela abaixo compara os indicadores de desempenho térmico de ABS e PLA.
| Desempenho térmico | ABS | PLA |
|---|---|---|
| Índice de fluxo de fusão (MFI) | 9.7cm³/10min | 10.3cm³/10min |
| Temperatura de transição do vidro | 105 ℃ | 60 65-℃ |
| Temperatura final | 110 125-℃ | 70 80-℃ |
| Temperatura de fusão | 210 240-℃ | 160 190-℃ |
| Temperatura de impressão | 230 250-℃ | 190 220-℃ |
| Temperatura recomendada da cama | 80-120℃（Isso requer o uso de uma cama aquecida） | 50-70℃(Não é obrigatório o uso de cama aquecida) |
O ABS tem uma temperatura de transição vítrea (Tg) e um ponto de fusão mais elevados em comparação com o PLA. Isto permite que o ABS mantenha sua forma e rigidez em temperaturas mais altas, tornando-o adequado para aplicações que exigem estabilidade térmica. O PLA, por outro lado, tem uma Tg mais baixa e é mais propenso a amolecer e deformar a temperaturas elevadas.
ABS vs PLA: Pós-Processo
Esses dois materiais apresentam diferenças perceptíveis na suavidade das peças impressas – os componentes PLA tendem a ser mais brilhantes, enquanto o ABS parece mais fosco.
No entanto, o pós-processamento de impressões 3D ABS é geralmente mais fácil do que o PLA. Isto ocorre principalmente porque o ABS oferece maior durabilidade e adaptabilidade à manipulação mecânica.
Além disso, se você deseja obter uma superfície lisa e brilhante no ABS, pode usar suavização com vapor de acetona. A acetona, por ser um líquido incolor, é um bom solvente para ABS, dissolvendo rapidamente pequenas partículas na superfície para tornar a peça tão lisa quanto o vidro. No entanto, não pode ser usado com PLA.
Embora este método não se aplique ao PLA, felizmente existem soluções alternativas para o material PLA. Também temos métodos de pós-processamento semelhantes disponíveis. Usando THF (Tetrahidrofurano) para manual polimento, embora o efeito possa não ser tão significativo quanto o tratamento com acetona para ABS, ele ainda pode melhorar até certo ponto a suavidade da superfície das peças de PLA.
ABS x PLA: Capacidade de impressão
Tanto o ABS quanto o PLA são amplamente utilizados na impressão 3D de modelagem por deposição fundida (FDM). No entanto, possuem características de impressão diferentes que afetam a capacidade de impressão e a qualidade do produto final.
O ABS requer uma temperatura de impressão mais alta em comparação ao PLA, normalmente variando de 220°C a 260°C. Esta temperatura mais elevada garante uma boa adesão da camada e minimiza entortar e encolhimento. No entanto, também aumenta o risco de problemas relacionados ao calor, como entupimento dos bicos e degradação do material. O PLA, por outro lado, tem uma faixa de temperatura de impressão mais baixa, de 180°C a 220°C. Isso torna mais fácil a impressão e menos sujeito a problemas relacionados ao calor.
Para ambos os materiais, é comum o problema de má adesão entre a primeira camada e a base de impressão, levando ao empenamento. A solução mais comum é cobrir a base de impressão com fita adesiva, adesivo ou spray. Para fita, recomendamos o uso de fita Kapton, mas fita adesiva também funciona bem.
ABS vs PLA: Custo
Os preços de ambos os tipos de filamentos são aproximadamente semelhantes. No entanto, os filamentos especiais, como o PLA misturado com madeira ou outros materiais, são normalmente mais caros.
Geralmente, o preço inicial para 1 kg de filamento PLA e ABS é de cerca de US$ 18, mas o preço médio para carretéis de filamento básicos parece estar em torno de US$ 20. Obviamente, os preços podem variar se você estiver procurando por filamentos de alta qualidade ou recursos especiais, como opções multicoloridas ou de nível profissional.
ABS vs PLA: Biodegradabilidade
O PLA é biodegradável, pois é feito de materiais vegetais. No entanto, estas condições para a biodegradação só existem em instalações de compostagem industrial, que requerem altas temperaturas e exposição a ambientes microbianos específicos. Em ambientes naturais, o PLA pode levar até 80 anos para se degradar completamente.
O ABS, por outro lado, não é biodegradável e pode levar centenas de anos para se degradar completamente. No entanto, pode ser reciclado.
Com o tempo, tanto o PLA quanto o ABS podem degradar-se quando expostos à luz solar ou a ambientes úmidos.
ABS vs PLA: Propriedades Mecânicas
O PLA é frágil e possui maior dureza superficial. Tende a quebrar mais facilmente quando dobrado. Objetos feitos com esse material podem ser cortados, lixados, pintados e colados; entretanto, diferentemente do ABS, eles não podem ser tratados com acetona para melhorar a suavidade da superfície do objeto impresso.
As peças ABS são mais resistentes do que as peças PLA e têm maior probabilidade de dobrar do que quebrar sob pressão. O ABS também possui melhor ductilidade, facilitando o pós-processamento.
ABS vs PLA: aplicações
O ABS é comumente usado em aplicações que exigem durabilidade, resistência e estabilidade térmica. É adequado para fabricar protótipos, peças funcionais e produtos de uso final em indústrias como automotiva, aeroespacial e de eletrônicos de consumo. O ABS também é uma escolha popular para fazer brinquedos e outros produtos que exigem um acabamento superficial liso e brilhante.
O PLA está ganhando popularidade em aplicações que priorizam o respeito ao meio ambiente e a sustentabilidade. É comumente usado para fazer protótipos, modelos conceituais e brinquedos educativos. O PLA também é adequado para aplicações que exigem acabamento fosco ou onde a aparência visual é menos crítica.
ABS vs PLA: velocidade de impressão
A velocidade de impressão de ambos os materiais é geralmente semelhante. O PLA normalmente imprime a uma velocidade de 60 mm/s, enquanto o ABS normalmente imprime na faixa de 40-60 mm/s, e atingir velocidades superiores a essa pode ser um desafio.
ABS vs PLA: precisão da peça
A impressão 3D com ABS é mais complexa que o PLA. Como o ABS requer temperaturas mais altas para derreter, há mudanças mais abruptas durante o resfriamento da peça. Este encolhimento térmico pode levar à deformação da peça, sendo o empenamento um dos problemas mais comuns.
Comparado ao ABS, o PLA é um material muito mais fácil de imprimir em 3D e pode produzir peças com dimensões estáveis.
ABS vs PLA: Força
O ABS possui maior resistência à flexão e maior alongamento na ruptura. Isso significa que mesmo enfrentando algum grau de deformação ou tensão, o ABS consegue manter a integridade e estabilidade de sua estrutura.
Em contraste, o PLA, com o seu alongamento relativamente mais fraco e sensibilidade ao esforço físico, é menos adequado para aplicações que requerem cargas físicas sustentadas ou exposição a ambientes extremos.
No entanto, se procura um material de impressão 3D adequado para criar peças personalizadas que não necessitam de suportar stress físico excessivo ou condições ambientais extremas (como radiação UV e altas temperaturas), então o PLA seria uma boa escolha.
Quando usar ABS e PLA
Depende de dois aspectos da sua situação específica: primeiro, suas habilidades de impressão e capacidade de lidar com as dificuldades de impressão e, segundo, que tipo de produto final você deseja.
Suas habilidades de impressão?
Imprimir com PLA é geralmente mais fácil em comparação com ABS. Se você é iniciante ou tem menos habilidades de impressão e deseja que seu produto tenha benefícios ambientais, você pode escolher o PLA. O PLA tem menor dificuldade de impressão e pode ser biodegradável em ambientes naturais.
No entanto, se você ainda quiser escolher ABS para impressão, serão necessárias configurações precisas de parâmetros e habilidades de impressão refinadas. A temperatura de impressão para ABS é geralmente entre 220-250 ℃, que é superior à temperatura de impressão do PLA (180-220 ℃).
O que você está imprimindo?
O PLA amolece facilmente em altas temperaturas, tornando-o inadequado para a fabricação de peças que precisam suportar altas temperaturas.
O PLA é um material biodegradável, sendo a escolha preferida se você está muito preocupado com o impacto ambiental.
O ABS tem melhor resistência ao calor e é adequado para fabricar peças resistentes ao calor.
Se você deseja que seu produto tenha maior resistência e tenacidade e possa tolerar maior dificuldade de impressão, você pode escolher o ABS.
Conclusão
ABS e PLA são dois materiais distintos com propriedades e características diferentes que os tornam adequados para diferentes aplicações de impressão 3D. Em última análise, a escolha entre ABS e PLA depende dos requisitos e restrições específicas do projeto de impressão 3D.
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Perguntas frequentes
O filamento ABS sofre com a tendência de derreter e queimar, emitindo vapores potencialmente nocivos. Embora os aditivos retardadores de chama possam mitigar isso, sua resistência ao calor é inerentemente limitada, com um ponto de fusão normalmente variando de 200 a 240°C.
Ao comparar ABS e PLA, cada um tem seus pontos fortes. O PLA é mais vulnerável à fragilidade e à degradação UV, mas imprime de forma mais suave e menos propensa a deformar. Para prototipagem rápida, o PLA brilha, enquanto o ABS se destaca em aplicações funcionais.
Em resumo, o PLA reina supremo sobre o ABS em termos de segurança, devido às suas credenciais ecológicas. Derivado de recursos renováveis, o PLA é biodegradável e apresenta uma pegada de carbono reduzida, garantindo uma utilização mais segura em diversas aplicações.
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Este artigo foi escrito por engenheiros da equipe da BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen é engenheiro e especialista técnico com 20 anos de experiência em prototipagem rápida e fabricação de peças metálicas e plásticas.
