ABS ir ASA plastikų palyginimas: kuris tinkamesnis?
3D spausdinimo pasaulyje medžiagų pasirinkimas lemia ne tik galutinio gaminio kokybę, bet ir jo ilgaamžiškumą, atsparumą aplinkos veiksniams bei tinkamumą konkretiems naudojimo scenarijams. Du techniniai termoplastai, kurie dažnai lyginami tarpusavyje – tai ABS (akrilonitrilo butadieno stirenas) ir ASA (akrilonitrilo stireno akrilatas). Abu pasižymi dideliu mechaniniu tvirtumu, bet skiriasi savo atsparumu UV spinduliuotei, oro sąlygoms, cheminiam poveikiui bei spausdinimo savybėmis. Toliau apžvelgsime, kuris plastikas tinkamesnis 3D projektui, remiantis tiek laboratoriniais tyrimais, moksliniais straipsniais, tiek praktine patirtimi.
ABS ir ASA sudėtis ir cheminė struktūra
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene): tai kopolimeras, sudarytas iš trijų monomerų: akrilonitrilo (cheminei atsparai), butadieno (smūrigumui) ir stireno (standumui). ABS struktūroje dominuoja amorfinė molekulių tvarka, dėl kurios plastikas pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis, bet yra jautrus UV spinduliams [1].
ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate): tai ABS analogas, kuriame butadienas pakeistas akrilatu (butyl acrylate), dėl ko ASA tampa chemiškai stabilesnis ir daug atsparesnis ultravioletiniam poveikiui bei atmosferos veiksniams [2]. Net po ilgo saulės ir oro poveikio ASA išlaiko spalvą ir išvaizdą, spalvos pokytis yra minimalus (ΔE < 2,5 po dvejų metų natūralaus senėjimo) .
ABS ir ASA: esminiai skirtumai
ABS ir ASA 3D spausdinimo plastikai – savybių palyginimas:
| Savybė | ABS | ASA |
|---|---|---|
| Lankstumas | Vidutinis | Didesnis |
| Kietumas | Geras | Dar didesnis |
| UV atsparumas | Silpnas | Puikus |
| Atsparumas vandeniui | Ribotas | Geresnis |
| Paviršiaus blizgesys | Matinis arba vidutinis | Aukštas |
| Minkštėjimo temperatūra (Vicat softening) | ~100–110 °C (pagal ASTM D1525)) | ~100–112 °C (pagal ISO 306 / ASTM D1525) |
Spausdinimo savybės: skirtumai ir panašumai praktikoje
Kiekvieno plastiko – tiek ABS, tiek ASA – spausdinimo charakteristikos gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo gamintojo ir tikslios sudėties, tačiau apibendrinus galima taikyti šiuos bendruosius temperatūrinius parametrus:
| Savybė | ABS | ASA |
|---|---|---|
| Antgalio temp. | 210–250 °C | 240–270 °C |
| Stalo paviršiaus temp. | 90–110 °C | 90–110 °C |
| Reikia kameros | Taip (ypač didelei dalių) | Taip |
| Kvapas spausdinant | Aitrus, dirginantis | Silpnesnis, bet vis tiek juntamas |
| Pirmas sluoksnis | Linkęs deformuotis | Geresnė adhezija prie pagrindo |
Pagal tyrimą, atliktą 2022 m. „Additive Manufacturing“, ASA demonstravo 20–30 % geresnį sluoksnių adhezijos stiprumą nei ABS esant tokioms pačioms sąlygoms. Kaip ir ABS, ASA gali deformuotis spausdinimo metu. Šildoma spausdinimo kamera ir kokybiškas spausdinimo paviršius padeda tai sumažinti Ventiliatoriaus veikimą rekomenduojama sumažinti arba visai išjungti, tai padeda sumažinti deformaciją ir pagerinti sluoksnių sukibimą [3]
ABS ir ASA mechaninės savybės ir atsparumas aplinkos poveikiui
| Savybė | ABS | ASA |
|---|---|---|
| Temp. deformacijos riba | ~100 °C | ~105 °C |
| Smūrigumas (Izod)* | ~200 J/m | ~250 J/m |
| Atsparumas UV spinduliuotei | Prastas | Puikus |
| Atsparumas drėgmei ir cheminėms medžiagoms | Vidutinis | Aukštas |
*Smūrigumas (Izod) – tai medžiagos atsparumo smūgiui matas, dažnai naudojamas įvertinti plastikų ir kitų medžiagų gebėjimą atlaikyti staigų smūgį ar trūkį.
ASA – ideali medžiaga, jei projektas reikalauja nuolatinio buvimo lauke ar veikiant agresyvioms cheminėms aplinkoms. ABS, nors tvirtas, bet laikui bėgant praranda mechaninį stiprumą veikiant saulės šviesai. ASA išlaiko gerą tempimo stiprumą net ir po poveikio griežtoms sąlygoms, kai kuriais bandymais net pranoksta ABS [4].
ABS ir ASA pritaikymo sritys
| Pritaikymo sritis | ABS (vidaus ir techniniai gaminiai) | ASA (lauko ir estetiniai gaminiai) |
|---|---|---|
| Vidaus prototipai | ✔️ Tinka tiksliems mechaniniams prototipams dėl tvirtumo ir lengvo apdirbimo | ✔️ Taip pat galima, bet dažniausiai pasirenkamas, kai reikalingas UV atsparumas |
| Elektronikos dėžutės | ✔️ Dažnas pasirinkimas dėl elektros izoliacinių savybių ir lengvo šlifavimo | ✔️ Tinka dėžutėms, naudojamoms lauke ar agresyvioje aplinkoje |
| Automobilių dalys | ✔️ Vidiniai komponentai (panelės, laikikliai) | ✔️ Išorinės dalys (veidrodėlių korpusai, jutiklių laikikliai) |
| Žaislai, modeliai, LEGO | ✔️ Ypač plačiai naudojamas (pvz., LEGO) dėl tvirtumo ir atsparumo smūgiams | ❌ Nerekomenduojamas dėl nebūtinų savybių šiai sričiai |
| Techninės detalės | ✔️ Įrankių rankenos, sujungimai, laikikliai | ✔️ Kai reikia papildomos UV apsaugos ar stabilumo |
| Sodo ir buitiniai gaminiai | ❌ Neatsparus UV ir drėgmei | ✔️ Puikus pasirinkimas – išlaiko spalvą ir mechaniką net po metų lauke |
| Lauko ženklai, logotipai | ❌ Greitai gelsta ir trūkinėja UV poveikyje | ✔️ Laikosi dešimtmečius net atšiauriomis sąlygomis |
| Sporto reikmenys | ✔️ Šalmai, apsaugos (tik jei naudojamos vidaus sąlygomis) | ✔️ Rėmeliai, detalės, tvirtinimai dviračiams, riedlentėms, kurie liečiasi su saule |
| Apšvietimo laikikliai | ✔️ Tinka vidaus apšvietimui | ✔️ Lauko šviestuvams, kur UV ir temperatūros svyravimai gali būti reikšmingi |
| Architektūriniai modeliai | ✔️ Tinka dėl detalumo ir lengvo šlifavimo | ✔️ Kai norima eksponuoti lauke ar ant langų ilgą laiką be spalvos pokyčių |
Remiantis „Polymaker“ bandymais, ASA dalys po 1000 valandų UV eksponavimo laboratorijoje išlaikė >90 % savo mechaninių savybių, kai ABS prarado virš 50 % tvirtumo.
Apdirbimas po spausdinimo
ABS ir ASA plastikai puikiai tinka:
Šlifavimui
Gruntavimui ir dažymui
Acetono garų paviršiaus išlyginimui
Tačiu, ASA turi pranašumą dėl natūralios sluoksnių adhezijos, todėl reikalauja mažiau paviršiaus apdirbimo.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kaip atskirti ABS nuo ASA? Paprasta – naudokite acetoną: ABS ištirps, ASA – ne. Taip pat ABS suminkštėja žemesnėje temperatūroje.
Kuri medžiaga geriau tinka lauko sąlygoms? ASA yra akivaizdžiai geresnis pasirinkimas dėl UV ir atmosferos atsparumo.
Ar ASA brangesnis nei ABS? Taip. Dėl sudėtingesnės gamybos ASA paprastai kainuoja brangiau nei ABS.
Ar abu plastikai perdirbami? Taip. Abu gali būti perlydyti ir naudojami pakartotinai, pvz., gaminant žaislus, vamzdžius, lauko baldus.
Ar jie saugūs? Taip. Tiek ABS, tiek ASA yra laikomi saugiais, netoksiškais, dažnai naudojami vaikų žaisluose ir buitinėje technikoje.
Apibendinant, kokį pasirinkti?
ASA – lauko sąlygoms. Jei spausdinamas objektas bus veikiamas saulės, vėjo ar lietaus – rinkitės ASA. Tai gali būti:
Lauko objektai: ženklai, šiukšliadėžės, vaikų žaidimų įranga
Chemiškai atsparūs gaminiai: vamzdynai, cheminiai konteineriai
Dekoratyviniai elementai: blizgūs baldai, buitinės technikos detalės
ABS – vidaus naudojimui. Jei reikalingas tvirtas, bet ekonomiškas sprendimas interjere ar greitam prototipavimui – ABS tiks puikiai. Tai gali būti:
Automobilių pramonė: vidiniai komponentai, vamzdynai
Elektronika: dėžutės, korpusai, elektros detalės
- Buitis: žaislai, baldai, buitinė technika
ABS ir ASA yra plačiai naudojami techniniai termoplastikai, kurie pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis ir patikimu tarnavimo laiku įvairiose srityse. Svarbu suprasti, kad šių medžiagų pasirinkimas labai priklauso nuo konkrečių gaminio eksploatacijos sąlygų ir reikalavimų.
Renkantis tarp ABS ir ASA, svarbu atsižvelgti ir į spausdintuvo galimybes. Abu plastikai reikalauja aukštesnės spausdinimo temperatūros ir gero spausdinimo platformos sukibimo, o idealiausia naudoti uždarą kamerą, kad būtų sumažintos deformacijos ir sluoksnių skilinėjimas. Šie aspektai ypač svarbūs spausdinant didelius ar sudėtingos geometrijos objektus.
Apibendrinant, ABS ir ASA – tai techniniai plastikai, kurie kiekvienas turi savų pranašumų, leidžiančių pritaikyti juos konkretiems projektams. Tinkamas jų panaudojimas užtikrina ilgaamžiškumą, funkcionalumą ir estetinį patrauklumą, o teisingas medžiagų pasirinkimas yra svarbus žingsnis sėkmingam 3D spausdinimo rezultatui pasiekti.