تفاوت‌های اصلی PLA و ABS در پرینت سه بعدی
بازیکنان اصلی!
صنعت پرینت سه بعدی فناوری‌های بسیاری را در بر می‌گیرد, اما محبوب‌ترین این فناوری‌ها برای مصرف‌کننده, فناوری fused deposition modelling یا FDM می‌باشد. ماده‌ای که برای پرینت قطعات سه بعدی در فناوری FDM از آن استفاده می‌شود, فیلامنت است, فیلامنت نوعی رشته‌ی پلاستیکی است که به دور قرقره‌ای پیچیده شده است. فیلامنت‌ها از مواد مختلف ساخته می‌شوند اما معمولاً فیلامنت‌ها از ترموپلاستیکها ساخته می‌شوند. به این دلیل که ترموپلاستیکها هم به آسانی ذوب می‌شوند و هم امکان جامد شدن و تبدیل شدن به حالت اولیه را دارند.
از بین انواع مختلف فیلامنت‌ها, به‌دلیل استفاده‌ی آسان و قیمت کم, محبوب‌ترین فیلامنت polylactic acid یا PLA است. اما متریال‌های رایج دیگری نیز وجود دارند, مانند ABS, متریالی پرمصرف برای قالب‌گیری تزریقی, محصولات مصرفی مانند لگو یا قطعات داخلی خودرو مانند داشبورد.
ABS و PLA دو فیلامنت بسیار محبوب هستند که در صنعت پرینت سه بعدی بسیار از آن‌ها استفاده می‌شود, اما در حالی که هردوی آن‌ها از ترموپلاستیکها ساخته می‌شوند و ظاهری یکسان دارند, این دو فیلامنت تفاوت‌های فراوانی دارند. در این مقاله, این دو متریال را در چند نکته کلیدی مختلف مانند پرینت, قیمت و موارد دیگر مقایسه خواهیم کرد.
نحوه‌ی پرینت و استفاده
ممکن است در نگاه اول ABS و PLA یکسان بنظر بیایند اما در هنگام پرینت تفاوت‌های این دو فیلامنت آشکار می‌شود. در این بخش, ما تفاوت‌های ABS و PLA را در نحوه‌ی پرینت و استفاده‌ی آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
دما
اولین تفاوت در نحوه‌ی پرینت, مربوط به دما است. به‌طور کلی, نسبت به ABS, PLA به دمای بالاتری هم در بِد و هم در نازل نیاز دارد. مهم‌ترین این دو, دمای بِد است, زیرا ABS تمایل زیادی به تاب برداشتن از روی بِد دارد. دمای بِد در اکثر فیلامنت‌های ABS باید چیزی حدود 80 تا 110 درجه‌ی سانتی‌گراد باشد. در حالی که فیلامنت PLA لزوماً نیازی به دمای بِد ندارند, اما به‌طور کلی ترجیح داده می‌شود که دمای بِد حدود 60 درجه‌ی سانتی‌گراد باشد.
در موضوع دمای نازل, تفاوت کمی بین این دو فیلامنت وجود دارد. دمای نازل PLA باید حدوداً 180 تا 230 درجه سانتی‌گراد باشد, و دمای ABS تقریباً 210 تا 250 درجه سانتی‌گراد.
یکی دیگر از جزئیات مربوط به دما این است که, در زمان کار با ABS معمولاً لازم است یک محفظه در اطراف پرینتر سه بعدی خود داشته باشید تا گرما را حفظ کند و جریان هوا را مسدود کند. این کار به دلیل این است که ABS یک متریال بسیار حساس است, پس هنگامی که دمای هوا تغییر کند یا هوا جریان یابد, ممکن است قطعات ترک بردارند. از این نظر پرینت با PLA بسیار آسان‌تر است, در هنگام پرینت با PLA شما به محفظه نیازی ندارید اما داشتن محفظه میتواند کیفیت قطعه‌ی پرینتی را افزایش دهد.
سرعت
ABS و PLA تقریباً با سرعتی یکسان پرینت می‌کنند, بنابراین لازم نیست در هنگام عوض کردن فیلامنت تنظیمات پروفایل نرم‌افزار اسلایسر (slicer) خود را عوض کنید. سرعت 60 میلی‌متر بر ثانیه برای PLA بسیار رایج است اما شما در این انتخاب محدود نیستید؛ برخی از کاربران از سرعت پرینت 150 میلی‌متر بر ثانیه یا حتی بیشتر نیز استفاده می‌کنند. ABS هم میتواند از 40 تا 60 میلی‌متر بر ثانیه پرینت کند. تنظیمات سرعت به بقیه‌ی تنظیمات پرینت شما نیز بستگی دارد, بنابراین فقط انتخاب فیلامنت ABS یا PLA سرعت پرینت را محدود نمی‌کند.
بخارهای حاصل از فیلامنت
تقریباً تمام فیلامنت‌ها در هنگام پرینت بو می‌دهند, اما بعضی از آن‌ها بیشتر بو می‌دهند. زمانی که ترموپلاستیک گرم می‌شود, بخارها آزاد می‌شوند, و این بخارها معمولاً از نوع سالم نیستند, زیرا می‌توانند حاوی ذرات مضر باشند.
PLA معمولاً به‌دلیل ایجاد بو شناخته نمی‌شود, و متریال PLA بر پایه‌ی گیاهان است, بنابراین این بخارها نگران کننده نیستند. از طرفی دیگر, ABS بسیار سمی‌تر است و بخار بسیار بد بویی آزاد می‌کند.
در هنگام استفاده از محفظه, برداشتن درب محفظه باعث آزاد شدن بخار می‌شود, و باعث می‌شود بوی غیرقابل تحملی بدهد. بنابراین توصیه می‌شود که مراقب محفظه‌ی خود باشید و از وجود تهویه‌ی مناسب در اتاقی که پرینتر قرار دارد اطمینان حاصل کنید. استفاده از فیلتر هم میتواند در این مورد کمک کند.
محل نگه‌داری
ممکن است فکر کنید نگه‌داری فیلامنت‌ها مسئله‌ی بسیار مهمی نباشد. متریال‌های مختلف سطح جذب رطوبتشان متفاوت است, این به این معنا است که بعضی از فیلامنت‌ها به رطوبت بیشتر حساس هستند و بعضی‌ها کمتر. جذب رطوبت زیاد توسط فیلامنت‌ها موجب ضعف کیفیت قطعه‌ی پرینت شده می‌شود, و یا در هنگام ذوب شدن و خارج شدن فیلامنت از اکسترودر, ممکن است حباب‌هایی در سطح قطعه‌ی پرینت شده ایجاد شود.
برخلاف PET-G, فیلامنت‌های PLA و ABS جذب رطوبت زیادی ندارند. با این حال, مهم است که فراموش نکنید تا فیلامنت خود را همیشه در یک ظرف در بسته قرار دهید تا از ورود رطوبت جلوگیری کنید. قبل از استفاده, شما همچنین می‌توانید فیلامنت خود را با استفاده از یک اجاق یا یک دستگاه dehydrator خشک کنید.
خواص متریال‌ها
یکی دیگر از جنبه‌های مهم هر فیلامنت, خواص مهم آن است, و PLA و ABS در این مورد بسیار متفاوت هستند. حالا به بررسی تفاوت‌های PLA و ABS در مورد استحکام, انعطاف‌پذیری و قابلیت پرداخت سطح و … می‌پردازیم.
استحکام و دوام
استحکام یک جنبه‌ی حیاتی در هر متریال است. زیرا قطعات ضعیف کاربرد کمی دارند.
در پرتو این, MatterHackers تستی انجام دادند که در آن یک قلاب را با متریال‌های مختلف پرینت کردند و تحمل وزن هر کدام را ثبت کردند. در نتیجه‌ی تحقیقات آن‌ها, ABS حداقل 209 پوند و حداکثر 284 پوند وزن را تحمل کرد, بنابراین تحمل وزن فیلامنت ABS بسیار بیشتر از فیلامنت PLA (از 119 تا 184 پوند) است. به طور کلی, فیلامنت ABS کمی قوی‌تر از PLA می‌باشد, که تا حدودی دشواری پرینت با ABS را توجیه می‌کند.
عامل دیگری که باید در نظر گرفت, دوام یک متریال در برابر عواملی چون نور خورشید, دمای شدید و … است. نسبت به PLA, فیلامنت ABS توانایی تحمل دمای بالاتری دارد, اما در محیط سرد ترک بر می‌دارد. علاوه بر این, هر دو متریال در مواجهه با اشعه‌ی ماوراء بنفش و رطوبت به مرور زمان آسیب می‌بینند, بنابراین هیچکدام برای قطعاتی که در فضای باز از آن‌ها استفاده می‌شود, مناسب نیستند.
انعطاف‌پذیری
فیلامنت‌های PLA و ABS (به اندازه‌ی TPU) متریال‌های انعطاف‌پذیری نیستند. اما انعطاف‌پذیری عامل مهمی است, زیرا تعیین می‌کند که قطعات پرینت شده شکننده می‌شوند یا با دوام. انعطاف‌پذیری معمولاً به قابلیت خم شدن اشاره دارد, در حد بالاتر به معنی قطعه‌ی کمتر شکننده است, اما همچنین میتواند یه معنای اندازه‌ی کشش در نقطه‌ی شکست باشد.
AirWolf 3D چند آزمایش را با قلاب‌های پرینت شده با متریال‌های متفاوت انجام داد و نتیجه‌ی آن نشان داد که نسبت به PLA فیلامنت ABS کشش بیشتری دارد, فیلامنت PLA فقط 15.3 درصد و ABS حدود 21.6 درصد کشش دارد. به عبارت دیگر, قطعات پرینت شده توسط فیلامنت ABS کمتر از PLA شکننده هستند, که این ویژگی در پرینت قطعات مهم بسیار تاثیرگذار است.
پرداخت بعد از پرینت قطعات
مرحله‌ی پرداخت قطعه شامل تکنیک‌هایی است که برای بهبود بخشیدن به کیفیت قطعه بعد از پرینت انجام می‌شود. در مراحل ابتدایی پرداخت قطعه, مانند سنباده زدن یا رنگ کردن, فیلامنت‌های PLA و ABS هیچ محدودیتی ندارند, اگرچه سنباده زدن قطعه‌ی ABS کمی آسان‌تر است.
یک تکنیک محبوب برای پرداخت قطعه, صاف کردن سطح با حلال است, برای این تکنیک, ABS انتخاب بهتری است, زیرا سطح آن به راحتی با بخار استون صاف می‌شود.
دیگر خواص‌ها
به‌طور طبیعی, ABS و PLA خاصیت‌های زیاد دیگری دارند که با توجه به ویژگی‌های قطعه‌ی پرینتی شما بسیار با اهمیت هستند. برای مثال, PLA قابلیت بازیافت دارد و میتواند زیست تخریب شود. با این اوصاف, ویژگی‌های فوق, مهم‌ترین ویژگی‌ها هستند, و بقیه فقط در زمینه‌های خاص مورد توجه قرار می‌گیرند.
قیمت گذاری
قیمت یک رول فیلامنت یک کیلوگرمی ABS یا PLA تفاوت بسیاری دارد. اگر صرفاً به‌دنبال هزینه‌ی مواد اولیه هستید, ABS ارزان‌تر از PLA است. این به این دلیل است که ABS به‌طور گسترده در قالب‌گیری تزریقی برای ساخت قطعات کوچک و معمولی مانند قطعات داخلی خودرو و یا حتی لگو, استفاده می‌شود.
قیمت این دو فیلامنت ممکن است با توجه به برند, رنگ و ویژگی‌های دیگر تغییر کنند, از آن‌جایی که PLA به‌عنوان یک فیلامنت محبوب‌تر از ABS است, پس دارای برندها, رنگ‌ها و ترکیب‌های بیشتری است (مانند فیلامنت‌های کامپوزیت PLA). فیلامنت ABS هم با برندها و رنگ‌های متفاوت موجود است (اما کمتر از PLA).
نتیجه‌گیری
در نتیجه, PLA و ABS هردو متریال‌های بسیار خوبی هستند اما به دلایل مختلف. در ادامه, ما خلاصه‌ای از این دلایل را ذکر می‌کنیم:
PLA مانند پادشاه فیلامنت‌های سه بعدی است, و احتمالاً به‌دلیل پرینت بدون دردسر, محبوب‌ترین فیلامنت است. اگرچه, بسیار ضعیف و شکننده است, پس اگر شما در صنعت پرینت سه بعدی تازه وارد هستید و یا به‌جای قطعات کاربردی و سنگین, به‌دنبال پرینت مدل‌های سرگرم‌کننده هستید, PLA انتخاب بهتری از ABS است. اساساً, این فیلامنت برای هر چیزی که در معرض فشار فیزیکی شدید, دمای زیاد یا اشعه‌ی ماوراء بنفش قرار نگیرد, انتخاب خوبی است. چند نمونه از این قطعات عبارتند از: مینیاتورها, قطعات نمایشی مانند کلاه‌های اسباب‌بازی, وسایل کم کارکرد مانند قطعات شطرنج.
از طرفی دیگر, ABS بیشتر متریال صنعتی‌ای می‌باشد و برای پرینت چالش برانگیز است. اما در بعضی موارد مانند استحکام, انعطاف‌پذیری و واکنش به حلال‌ها بهتر از PLA است. این ویژگی‌ها ABS را برای افرادی که به‌دنبال ساخت نمونه‌های اولیه قطعات واقعی, قطعاتی که تحت فشار فیزیکی قرار می‌گیرند و یا مدل‌هایی که به هم وصل می‌شوند مناسب است.
منبع مقاله:
