Ce este?

Unul dintre primii polimeri termoplastici adoptați vreodată în imprimarea cu extrudare, ABS este un polimer termoplastic compus din trei monomeri: acrilonitril, butadienă și stiren. Materialul a fost brevetat pentru prima dată în anii 1940 și și-a câștigat foarte repede popularitatea. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) are performanțe mecanice bune, permițând obținerea de piese durabile și rezistente utilizare intensă și uzură (de exemplu, blocurile de construcție LEGO). ABS are, de asemenea, o temperatură de tranziție vitroasă mai ridicată, ceea ce înseamnă că materialul poate rezista la temperaturi mult mai mari înainte de a începe să se deformeze. Dat fiind că majoritatea producătorilor de filamente produc acest material, acesta are un preț rezonabil și este disponibil într-o varietate largă de formate și culori.

 

Cum este produs?

ABS este un copolimer compus din trei monomeri. Este fabricat prin polimerizarea acrilonitrilului și stirenului în prezența butadienei. Acrilonitrilul îi conferă rigiditate, rezistență chimică și duritate. Stirenul aduce o textură netedă și lucioasă. Iar butadiena este componenta cauciucată care face ca ABS să fie rezistent.

 

Proprietăți

  • Rezistență la temperatură: ABS are o toleranță ridicată la căldură și poate rezista la temperaturi ridicate.
  • Punct de topire: ABS începe să se înmoaie la o temperatură de 105°C, care este temperatura sa de tranziție vitroasă. La acest punct, se va înmuia și va deveni suficient de maleabil pentru a fi extrudat printr-o duză de imprimantă 3D. Cu toate acestea, fiecare amestec de polimer, cu aditivii chimici și rapoartele din filament, poate interfera cu această temperatură „de topire” ideală.
  • Rezistență: Piesele imprimate din ABS sunt extrem de rezistente și pot supraviețui impactului repetat, chiar și la temperaturi scăzute.
  • Flexibilitate: medie
  • Durabilitate: ridicată
  • Deformare, fisurare și delaminarea straturilor: Modelul imprimat cu ABS trebuie să se răcească încet și uniform pentru a preveni apariția fisurilor între straturi. Dacă răcirea este neuniformă, partea mai rece a obiectului se contractă atât de mult încât creează tensiuni care pot fisura obiectul. De asemenea, aderența la patul de imprimare se pierde pentru că părțile răcite trag modelul în sus. Unele acțiuni care pot ajuta la prevenirea deformării ABS includ imprimarea cu o imprimantă cu incintă închisă, la temperaturile corecte ale patului de imprimare, dezactivarea ventilatoarelor de răcire a pieselor și/sau adăugarea de adezivi suplimentari pentru suprafața de imprimare. Acestea sunt valabile în special pentru obiecte de volum mare sau cu margini ascuțite. Este posibil să imprimați obiecte mici și rotunjite fără probleme, deoarece patul de imprimare încălzit poate menține întregul obiect încălzit și, în final, acesta se va răci uniform.
  • Rezistență chimică: ABS este foarte rezistent la coroziunea chimică, ceea ce permite plasticului finit să reziste condițiilor ambientale adverse. Este solubil în esteri, cetone și acetone.
  • Toxicitate și siguranță alimentară: ABS este un material popular sigur pentru alimente la temperatura camerei sau mai scăzută. La temperaturi ridicate, ABS nu este sigur pentru alimente, el eliberează un miros specific (datorită originii sale petroliere) și mulți compuși organici volatili, toxici (motiv pentru care este foarte important ca imprimarea să aibă loc într-o încăpere bine ventilată). În plus, imprimanta ar trebui să fie plasată într-o incintă închisă care are un sistem de filtrare adecvat pentru a împiedica compușii toxici să scape.
  • Calitatea imprimării și post-procesare: ABS oferă posibilitatea unui finisaj de suprafață bun. Poate fi ușor modelat, șlefuit și format, în timp ce finisajul său lucios de suprafață este foarte compatibil cu o gamă mai largă de vopsele și adezivi. Posibilitatea de a lustrui obiectele prin netezire cu vapori de acetonă produce articole cu aspect profesional.
  • Higroscopic: Filamentul ABS absoarbe ușor umiditatea din mediul înconjurător, deci trebuie să fie depozitat într-un loc răcoros și uscat și ideal să fie uscat înainte de imprimare. Dacă este expus la umiditate, va face bule și va țâșni din duza de extrudare.

 

Aplicații frecvente pentru imprimarea 3D cu ABS

  • Matrițare
  • Prototipuri
  • Unelte și cleme
  • Proiecte de educație și hobby (de exemplu, jucării)
  • Aplicații de exterior sau pentru temperaturi ridicate
  • Aparate electrocasnice
  • Produse de consum
  • Piese funcționale
  • Piese auto
  • Sisteme de conducte

 

Tipuri de ABS

  • Standard: ABS-ul standard este tipul obișnuit de ABS predominant în industria imprimării 3D, fără caracteristici unice sau speciale în afară de proprietățile de bază ale materialului ABS.
  • Pro: De obicei, are o rezistență la tracțiune mai mare care corectează tendința de deformare a ABS-ului în timpul imprimării. De asemenea, are o temperatură de imprimare mai mare, o elongație extinsă și o rezistență mai bună la impact, ceea ce îl face mai puțin susceptibil la fisurare, fărâmițare sau rupere sub presiune. Filamentele ABS Pro creează, de asemenea, înălțimi de strat subțiri, chiar și până la 0,02 mm, imprimând detalii prea fine pentru ABS-ul obișnuit.
  • Plus: ABS+ este doar o denumire comercială care nu oferă indicații suplimentare despre compoziția materialului. ABS+ / ABS Plus își propune să reducă sensibilitatea la contractare și deformare a ABS-ului, păstrând în mare parte avantajele sale de performanță. Cei care doresc să-și prelucreze imprimările cu acetonă pentru o suprafață netedă ar trebui să verifice dacă filamentul suportă acest lucru, deoarece unele mărci au o solubilitate limitată în acetonă.
  • Conductiv: Filamentul poate fi folosit pentru calitățile sale antistatice, disipative sau pentru conducerea curentului electric.
  • Luminescent în întuneric: Pentru ca acest material să lumineze în întuneric, vă rugăm să permiteți filamentului sau imprimării să rețină lumina sau să se încarce în lumină obișnuită mai întâi.
  • Fluorescent: Culorile fluorescente ale filamentelor ABS vor lumina sub lumină UV, cunoscută și sub numele de lumină neagră.
  • Culoare activată termic: Acest tip de filament ABS (culoare hiperactivată) își va schimba culorile în funcție de temperatura filamentului. Filamentele ABS își schimbă culoarea la aproximativ 31°C. Sub 31°C, filamentele sunt de o culoare; peste 31°C, filamentele sunt de o altă culoare.

 

Cerințe de imprimare

 Echipament

Imprimarea 3D cu ABS produce cele mai bune rezultate cu un pat de imprimare încălzit, într-o inicintă de imprimare închisă și într-o încăpere bine ventilată.

Pat de imprimare

  • Temperatura patului de imprimare: 100°C – 110°C
  • Este necesar un pat de imprimare încălzit
  • Este necesară o inicintă de imprimare închisă

Suprafață de imprimare

  • Bandă adezivă de hârtie
  • PEI
  • Placă de sticlă
  • Baton de lipici
  • Lichid ABS (amestec dintr-o cantitate mică de filament ABS și acetonă)
  • Emulsie ABS (concentrație mai mare de ABS în acetonă)

Extrudor

  • Temperatură: 240°C – 270°C (necesită duză cu temperatură mai ridicată decât pentru PLA)
  • Dacă setați o temperatură prea mare a duzei, este posibil să observați formarea excesivă de fire subțiri. Dacă duza e prea rece, s-ar putea să aveți de-a face cu aderență scăzută între straturi și sub-extrudare, deoarece straturile nu pot să adere suficient unul de altul.
  • Duzele cu un diametru mai mare decât standardul de 0,4 mm necesită în mod obișnuit o temperatură mai ridicată.

Incintă de imprimare

  • Incintă încălzită activ: 70°C
  • Incintă încălzită pasiv: se sugerează adăugarea de izolație sau ventilatoare de circulație sub patul de imprimare pentru a ridica temperatura în interiorul incintei.

Răcire

  • Viteza ventilatorului de răcire a piesei trebuie ajustată în funcție de temperaturile din incintă (cu cât temperatura în incintă este mai mare, cu atât trebuie utilizată mai mult răcirea piesei).
  • Viteză ventilator: 15% – 40%

 Setări

Fiecare filament este diferit, deci ar trebui să utilizați temperatura recomandată din instrucțiunile producătorului. De asemenea, este important să efectuați teste de imprimare atunci când utilizați un filament nou.

Dacă filamentul blochează duza, creșteți temperatura cu aproximativ 5°C. Dacă filamentul începe să formeze fire între straturi, scădeți temperatura cu 5°C.

 

Bune practici

  • Viteza de imprimare: ABS se imprimă bine la o viteză moderată de aproximativ 50-60 mm/s. Pentru primele straturi, se recomandă o viteză de imprimare mai mică.
  • “Boruri” (brims) și “buze” (rafts): Aceste caracteristici de imprimare 3D ar trebui utilizate pentru a bloca piesa pe suprafața de imprimare și pentru a preveni deformarea, deși acest lucru poate adăuga timp la post-procesare, deoarece este necesară îndepărtarea materialului suplimentar.
  • Lățimea liniei: Când setați lățimea liniei în programul de tăiere, luați în considerare creșterea valorii pentru primul strat pentru a crește contactul cu suprafața de construcție și a îmbunătăți aderența.
  • Retractare: În ceea ce privește retractarea, ABS se imprimă cel mai bine cu o viteză moderată (~50 mm/s) și o distanță moderată (~0,8 mm) pentru a preveni formarea firelor între straturi.