ABS пластик для 3D-печати (Акрилонитрилбутадиенстирол)

ABS пластик — ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров). Соотношения компонентов могут изменяться от 15 до 35% акрилонитрила, 5 до 30% бутадиена и 40 до 60% стирола.

Производство одного килограмма АBS пластика требует эквивалента примерно 2 килограммов нефти в виде материалов и энергии. ABS пластик поддается повторной переработке.

На сегодняшний день ABS (АБС) пластик является хоть и не самым распространенным, но одним из наиболее популярных термопластиков, применяемых в FDM/FFF 3D-печати. Большинство моделей FDM принтеров печатают именно этим материалом. Несмотря на некоторые затруднения, возникающие в процессе печати этим материалом, он привлекает пользователей как своими великолепными механическими свойствами, так и относительной дешевизной и надежностью созданных объектов.

Промышленные предприятия по достоинству оценили ABS пластик: он широко применяется при производстве автомобильных деталей, изготовлении различных контейнеров и сувениров, при печати различных предметов быта и прочего. Помимо повышенной устойчивости к воздействиям влаги, масел и кислот, ABS пластик обладает довольно высокими показателями термоустойчивости – от 90 до 110 градусов по Цельсию.

Недостатком является то, что некоторые из видов пластика способны к разрушению из-за прямого воздействия на них солнечных лучей. ABS пластик легко красить, нанося на него тем самым дополнительное защитное покрытие.

Изделия из ABS пластика поддаются механической обработке, например, шлифовке, сверлению или отрезанию лишних частей (поддержек).

Обработка изделий из ABS пластика ацетоном позволяет добиться сглаживания слоистости и получения ровной, иногда глянцевой поверхности. Однако, следует с осторожностью применять ацетон, так как он может «смазывать» мелкие детали изделий, тем самым уменьшая детализацию.

При относительно высокой температуре стеклования (порядка 100°C), ABS пластик характеризуется довольно небольшой температурой плавления. Поскольку этот материал имеет аморфные особенности, у ABS нет конкретной температуры плавления. Оптимальная температура для экструзии – 180°C, такая же, как и у полиактида (PLA), однако большинство видов ABS пластиков имеют более высокую температуру, вплоть до 260°C. Преимущество ABS пластика состоит в более быстром застывании из-за более низкого разброса температур между экструзией и стеклованием.

Что касается недостатков применения в 3D-печати ABS пластика, то, прежде всего, нужно упомянуть о высокой степени усадки при охлаждении материала. Готовая модель может при этом потерять до 0,8% своего объема. Такое явление зачастую приводит к значительному деформированию объекта, при котором первые слои могут закручиваться или трескаться. В связи с высокой усадкой, использование ABS пластика для построения больших объектов (более 150x150x150 мм) методом FDM печати становится практически не возможным, такие объекты сильно деформируются и растрескиваются. Существуют и другие проблемы при печати ABS пластиком, но практически все их можно устранить правильной настройкой печатающего устройства, как это сделать, читайте в статье Проблемы FDM 3D-печати и способы их решения.

Для устранения нежелательного эффекта усадки есть два варианта действий. Можно использовать подогреваемую рабочую платформу, которая будет способствовать понижению разницы температур нижних и верхних слоев печатаемого объекта. Также, для уменьшения усадки ABS пластика, работающие с ним 3D-принтеры, изготавливают с герметично закрытыми корпусами и прогреваемыми рабочими камерами построения. Но даже используя принтер с прогреваемой камерой, необходимо всегда дожидаться полного её остывания после окончания процесса печати естественным способом без открывания дверцы принтера. Это позволит равномерно распределить усадку по всей модели, не допуская её искажения и растрескивания.

Благодаря такому решению появляется возможность удерживать температуру напечатанных слоев на отметке, немного низшей температуры стеклования, а полное охлаждение слоев происходит после печати всего объекта. Благодаря этому степень усадки ABS-пластика заметно снижается.

Из-за относительно низкого уровня «липучести» ABS иногда требует использование дополнительных средств, позволяющих прикрепиться к рабочей поверхности. Для этих целей используют термостойкую малярную ленту или полиимидную пленку (каптон). Также можно перед процессом печати нанести на рабочую платформу растворенный в ацетоне ABS пластик или распылить по поверхности аэрозольный лак.

ABS пластик при комнатных температурах абсолютно безвредный для человеческого здоровья, однако нагреваясь, он выделяет в воздух небольшой объем акрилонитрильных паров, которые способны вызывать раздражение слизистых оболочек и даже отравление при больших концентрациях. Поэтому специалисты рекомендуют проводить 3D-печать ABS пластиком в хорошо проветриваемых или вентилируемых помещениях. Также ABS нельзя использовать для производства посуды и пищевых контейнеров. Помимо этого, его не рекомендуют для производства детских игрушек.

Благодаря хорошей растворимости в ацетоне, ABS пластик нашел свое применение в производстве больших объектов по частям, которые впоследствии склеивают между собой. Это способствует к расширению возможностей даже небольших и относительно недорогих 3D-принтеров, печатающих ABS пластиком.

Физико-механические характеристики ABS (АБС) пластика:

Показатели Значения
Температура плавления, оС 200 — 260
Температура размягчения по Вика (10Н), оС 90 — 119
Температура размягчения по Вика (50Н), оС 80 — 108
Плотность (23 оС), г/см3 1.02 — 1.06
Предел текучести при растяжении (23 оС), МПа 34 — 52
Прочность при растяжении (23 оС), МПа 26 — 47
Модуль упругости при растяжении (23 оС), МПа 1700 — 2930
Относительное удлинение при растяжении (23 оС), % 6 — 100
Разрушающее напряжение при изгибе (23 оС), МПа 52 — 95
Модуль упругости при изгибе (23 оС), МПа 1700 — 3000
Коэфф. линейного термического расширения (23 — 55оС), 1/оС (0.5 — 1.1) х 10-4
Коэффициент теплопроводности (23 оС), Вт/(м.оC 0.2
Водопоглощение (23 оС, 24 ч, при погружении), % 0.2 — 0.3
Водопоглощение (23оС, равновесное, при погружении), % 0.3 — 1.8
Типичная усадка, % 0.3 — 0.8
Температура самовоспламенения, оС 395
Понравилось? Покажи друзьям!

Вам понравится

Авторизация
*
*
Генерация пароля