La impresión 3D se puede aplicar a diversos campos de numerosas formas. Cuando se trata de polímeros de impresión 3D, el ABS y el PLA son los dos materiales más comunes, lo que a menudo genera debates sobre cuál elegir.
Para los principiantes o entusiastas del uso de la impresión 3D FDM, determinar qué material es más adecuado puede resultar un desafío. Para abordar esta pregunta, debemos comparar y comprender cuidadosamente las características y diferencias entre ABS y PLA, ayudándole a seleccionar el material que mejor se adapte a sus necesidades.
¿Qué es ABS y PLA?
El PLA, o ácido poliláctico, destaca por su respeto al medio ambiente, al estar elaborado a partir de fuentes vegetales renovables como el maíz o la caña de azúcar. Es biodegradable y fácil de usar, lo que lo convierte en una opción ideal para principiantes. El PLA se elige a menudo por su versatilidad en impresiones complejas y se utiliza habitualmente en la creación de prototipos y modelos arquitectónicos.
Por otro lado, el ABS, o Acrilonitrilo Butadieno Estireno, ofrece durabilidad y resistencia al impacto, lo que lo hace adecuado para piezas funcionales y prototipos que requieren resistencia. Ha sido un elemento básico en la impresión 3D desde sus inicios y se usa comúnmente en aplicaciones industriales.
ABS vs PLA: Diferencias y Comparación
ABS y PLA se diferencian en varios aspectos. La siguiente tabla compara las características de los materiales de los filamentos ABS y PLA.
| Viviendas | ABS | PLA |
|---|---|---|
| Nombre químico | Acrilonitrilo butadieno estireno | Ácido polilactico |
| Temperatura de impresión | 210 240-℃ | 180 200-℃ |
| punto de fusión | 173 ℃ | 200 ℃ |
| Olor a impresión | Olor acre fuerte | aroma a caramelo |
| Temperatura de la placa de calentamiento | Por encima de 80 ℃ | Usar a 60 ℃ |
| Alargamiento | 6% | un 50% |
| Densidad | 1.3 g / cm³ | 1.4 g / cm³ |
| Resistencia a la tracción | 37 MPa | 60 MPa |
| Impacto en el cabezal de impresión | Menos propenso a obstruir el hotend | Propenso a obstruir el hotend |
| Características del material | buena tenacidad | Material de alta resistencia y respetuoso con el medio ambiente. |
| Biodegradable | No | Sí |
| Resistencia al impacto (izod con muesca, J/m) | 200 – 215 | 96.1 |
| Frágil | No | Sí |
| UV resistente | Sí | No |
| Contracción | Propenso a la contracción | Minimo |
El ABS es relativamente fácil de imprimir, pero es propenso a deformarse y desprenderse debido a la contracción cuando se enfría. Es adecuado para ambientes de alta temperatura pero requiere buena ventilación. El PLA es fácil de imprimir con una contracción mínima, lo que lo hace ideal para objetos grandes e impresión in situ. Sin embargo, no es apto para altas temperaturas y es quebradizo. Elija ABS por su durabilidad y resistencia al calor, mientras que el PLA es biodegradable y fácil de trabajar.
ABS vs PLA: rendimiento térmico
El rendimiento térmico influye directamente en el comportamiento y rendimiento de los materiales bajo diferentes condiciones de temperatura. La siguiente tabla compara los indicadores de rendimiento térmico de ABS y PLA.
| Rendimiento térmico | ABS | PLA |
|---|---|---|
| Índice de fluidez (MFI) | 9.7 cm³/10 min. | 10.3 cm³/10 min. |
| Temperatura de transición del vidrio | 105 ℃ | 60 65-℃ |
| Temperatura máxima | 110 125-℃ | 70 80-℃ |
| Temperatura de fusión | 210 240-℃ | 160 190-℃ |
| Temperatura de impresión | 230 250-℃ | 190 220-℃ |
| Temperatura de cama recomendada | 80-120 ℃ (Esto requiere el uso de una cama caliente) | 50-70 ℃ (No es obligatorio utilizar una cama caliente) |
El ABS tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) y un punto de fusión más altos en comparación con el PLA. Esto permite que el ABS mantenga su forma y rigidez a temperaturas más altas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren estabilidad térmica. El PLA, por otro lado, tiene una Tg más baja y es más propenso a ablandarse y deformarse a temperaturas elevadas.
ABS vs PLA: posproceso
Estos dos materiales presentan diferencias notables en la suavidad de las piezas impresas: los componentes de PLA tienden a ser más brillantes, mientras que el ABS parece más mate.
Sin embargo, el posprocesamiento de impresiones 3D de ABS suele ser más sencillo que el de PLA. Esto se debe principalmente a que el ABS ofrece mayor durabilidad y adaptabilidad a la manipulación mecánica.
Además, si desea conseguir una superficie lisa y brillante en ABS, puede utilizar un alisador con vapor de acetona. La acetona, como líquido incoloro, es un buen disolvente para el ABS, ya que disuelve rápidamente pequeñas partículas en la superficie para hacer que la pieza sea tan suave como el vidrio. Sin embargo, no se puede utilizar con PLA.
Aunque este método no se aplica al PLA, afortunadamente existen soluciones alternativas para el material PLA. También tenemos métodos de posprocesamiento similares disponibles. Usando THF (Tetrahidrofurano) para manual pulidoAunque el efecto puede no ser tan significativo como el tratamiento con acetona para ABS, aún puede mejorar hasta cierto punto la suavidad de la superficie de las piezas de PLA.
ABS frente a PLA: Imprimibilidad
Tanto el ABS como el PLA se utilizan ampliamente en la impresión 3D de modelado por deposición fundida (FDM). Sin embargo, tienen diferentes características de impresión que afectan la imprimibilidad y la calidad del producto final.
El ABS requiere una temperatura de impresión más alta en comparación con el PLA, que normalmente oscila entre 220 °C y 260 °C. Esta temperatura más alta asegura una buena adhesión de la capa y minimiza pandeo y contracción. Sin embargo, también aumenta el riesgo de problemas relacionados con el calor, como obstrucción de las boquillas y degradación del material. El PLA, por otro lado, tiene un rango de temperatura de impresión más bajo, de 180°C a 220°C. Esto hace que sea más fácil imprimir y menos propenso a problemas relacionados con el calor.
Para ambos materiales, es común el problema de la mala adhesión entre la primera capa y la base de impresión, lo que provoca deformaciones. La solución más común es cubrir la base de impresión con cinta adhesiva, adhesivo o spray. Para la cinta, recomendamos usar cinta Kapton, pero la cinta adhesiva también funciona bien.
ABS frente a PLA: coste
Los precios de ambos tipos de filamentos son más o menos similares. Sin embargo, los filamentos especiales, como el PLA mezclado con madera u otros materiales, suelen ser más caros.
Generalmente, el precio inicial de 1 kg de filamento PLA y ABS ronda los 18 dólares, pero el precio medio de las bobinas de filamento básicas parece rondar los 20 dólares. Por supuesto, los precios pueden variar si buscas filamentos de mayor calidad o características especiales como opciones multicolores o de calidad profesional.
ABS vs PLA: Biodegradabilidad
El PLA es biodegradable, ya que está fabricado a partir de materiales de origen vegetal. Sin embargo, estas condiciones de biodegradación sólo existen en las instalaciones de compostaje industrial, que requieren altas temperaturas y exposición a entornos microbianos específicos. En entornos naturales, el PLA puede tardar hasta 80 años en degradarse por completo.
El ABS, por otro lado, no es biodegradable y puede tardar cientos de años en degradarse por completo. Sin embargo, se puede reciclar.
Con el tiempo, tanto el PLA como el ABS pueden degradarse cuando se exponen a la luz solar o a ambientes húmedos.
ABS vs PLA: Propiedades mecánicas
El PLA es quebradizo y tiene una mayor dureza superficial. Tiende a romperse más fácilmente cuando se dobla. Los objetos elaborados con este material se pueden cortar, lijar, pintar y pegar; sin embargo, a diferencia del ABS, no se pueden tratar con acetona para mejorar la suavidad de la superficie del objeto impreso.
Las piezas de ABS son más resistentes que las de PLA y es más probable que se doblen en lugar de romperse bajo presión. El ABS también tiene mejor ductilidad, lo que facilita el posprocesamiento.
ABS frente a PLA: aplicaciones
El ABS se usa comúnmente en aplicaciones que requieren durabilidad, dureza y estabilidad térmica. Es adecuado para fabricar prototipos, piezas funcionales y productos de uso final en industrias como la automotriz, aeroespacial y de electrónica de consumo. El ABS también es una opción popular para fabricar juguetes y otros productos que requieren un acabado superficial liso y brillante.
El PLA está ganando popularidad en aplicaciones que priorizan el respeto al medio ambiente y la sostenibilidad. Se utiliza comúnmente en la fabricación prototipos, modelos conceptuales y juguetes educativos. El PLA también es adecuado para aplicaciones que requieren un acabado mate o donde la apariencia visual es menos crítica.
ABS vs PLA: velocidad de impresión
La velocidad de impresión de ambos materiales es generalmente similar. El PLA normalmente imprime a una velocidad de 60 mm/s, mientras que el ABS generalmente imprime dentro del rango de 40-60 mm/s, y lograr velocidades superiores a esta puede ser un desafío.
ABS vs PLA: precisión de las piezas
La impresión 3D con ABS es más compleja que el PLA. Debido a que el ABS requiere temperaturas más altas para fundirse, hay cambios más abruptos durante el enfriamiento de la pieza. Esta contracción térmica puede provocar la deformación de la pieza, siendo la deformación uno de los problemas más comunes.
En comparación con el ABS, el PLA es un material mucho más fácil de imprimir en 3D y puede producir piezas con dimensiones estables.
ABS vs PLA: Fuerza
El ABS tiene una mayor resistencia a la flexión y un mayor alargamiento a la rotura. Esto significa que incluso ante cierto grado de deformación o tensión, el ABS puede mantener la integridad y estabilidad de su estructura.
Por el contrario, el PLA, con su alargamiento relativamente más débil y su sensibilidad al estrés físico, es menos adecuado para aplicaciones que requieren cargas físicas sostenidas o exposición a entornos extremos.
Sin embargo, si busca un material de impresión 3D adecuado para crear piezas personalizadas que no necesiten soportar un estrés físico excesivo o condiciones ambientales extremas (como radiación UV y altas temperaturas), entonces el PLA sería una buena opción.
Cuándo utilizar ABS y PLA
Depende de dos aspectos de su situación específica: primero, sus habilidades de impresión y su capacidad para manejar la dificultad de impresión y, segundo, qué tipo de producto final desea.
¿Tus habilidades de impresión?
Imprimir con PLA es generalmente más fácil en comparación con ABS. Si es principiante o tiene menos habilidades de impresión y desea que su producto tenga beneficios ambientales, puede elegir PLA. El PLA tiene menor dificultad de impresión y puede biodegradarse en entornos naturales.
Sin embargo, si aún desea elegir ABS para imprimir, se requieren configuraciones de parámetros precisas y habilidades de impresión precisas. La temperatura de impresión del ABS generalmente está entre 220 y 250 ℃, que es más alta que la temperatura de impresión del PLA (180-220 ℃).
¿Qué estás imprimiendo?
El PLA se ablanda fácilmente a altas temperaturas, lo que lo hace inadecuado para fabricar piezas que deban soportar altas temperaturas.
El PLA es un material biodegradable, por lo que es la opción preferida si le preocupa mucho el impacto medioambiental.
El ABS tiene mejor resistencia al calor y es adecuado para fabricar piezas resistentes al calor.
Si desea que su producto tenga mayor resistencia y dureza y pueda tolerar una mayor dificultad de impresión, puede elegir ABS.
Conclusión
ABS y PLA son dos materiales distintos con diferentes propiedades y características que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones de impresión 3D. En última instancia, la elección entre ABS y PLA depende de los requisitos y limitaciones específicos del proyecto de impresión 3D.
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Preguntas Frecuentes
El filamento ABS sufre de su tendencia a derretirse y quemarse, emitiendo humos potencialmente dañinos. Si bien los aditivos retardantes de llama pueden mitigar esto, su resistencia al calor es inherentemente limitada, con un punto de fusión que generalmente oscila entre 200 y 240 °C.
Al comparar ABS y PLA, cada uno tiene sus puntos fuertes. El PLA es más vulnerable a la fragilidad y la degradación por rayos UV, pero imprime con mayor suavidad y menos propenso a deformarse. Para la creación rápida de prototipos, el PLA brilla, mientras que el ABS sobresale en aplicaciones funcionales.
En resumen, el PLA reina sobre el ABS en términos de seguridad, debido a sus credenciales ecológicas. Derivado de recursos renovables, el PLA es biodegradable y tiene una huella de carbono reducida, lo que garantiza un uso más seguro en diversas aplicaciones.
etiquetado: Guía de materiales
Este artículo fue escrito por ingenieros del equipo de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen es ingeniero y técnico con 20 años de experiencia en prototipado rápido y fabricación de piezas metálicas y plásticas.
