3D 프린팅에는 ABS가 더 나은가요, PLA가 더 나은가요?
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ABS와 PLA의 문제는 용융 적층 모델링이 주류가 되면서 수년간 3D 프린팅 분야에서 격렬한 논쟁을 불러일으켰습니다. 이 두 가지 일반적인 열가소성 플라스틱은 각각 강도, 외관, 열적 특성, 인쇄성 또는 안전성에 대한 이점을 제공합니다. 산업 전반에 걸쳐 채택이 확대됨에 따라, 주요 차이점을 이해하는 것이 일치에 중요해집니다. 필라멘트 특성 응용 프로그램 목표와 함께. 프로토타입에서 최종 사용 부품에 이르기까지 정밀성 요구 사항, 생산 환경, 배출 및 기능적 요구 사항을 평가함으로써 설계자는 두 재료의 보완적인 장점을 활용하거나 하나가 다른 것보다 분명히 뛰어난 부분에 노력을 집중할 수 있습니다. 이 가이드는 보다 스마트한 플라스틱 선택의 세부 사항을 밝힙니다.
3D 프린팅에서 ABS와 PLA에 대한 간단한 비교:
| 측면 | ABS | 플라 |
|---|---|---|
| 강도 및 내구성 | 높은 충격 인성, 우수한 인장 강도, 적당한 내화학성 | 충격 저항성은 낮지만 복합소재로 개선 가능 |
| 인쇄성 및 정밀도 | 낮은 노즐 온도에서 우수하고 정확도가 약간 더 좋습니다. | 인쇄가 더 쉽고, 더 관대하며, 뒤틀림이 덜 발생합니다. |
| 사용의 용이성 | 휘어짐으로 인해 가열된 침대와 인클로저가 필요하고 연기를 방출합니다. | 다양한 표면에 잘 인쇄되며 냄새가 거의 나지 않고 뒤틀림 문제가 적습니다. |
| 지속 가능성 | 석유 기반, 덜 친환경적, 퇴비화 불가능 | 옥수수 전분과 같은 재생 가능한 자원으로 만든 생분해성 |
| 비용 | 표준 PLA보다 가격이 평균적으로 더 높습니다. | 일반적으로 저렴하지만 특수 유형은 더 비쌉니다. |
| 열적 특성 | 최대 105°C까지 더 나은 내열성 | 60°C 이상에서는 부드러워져 고온 응용 분야에 적합하지 않습니다. |
| 안전 | 가열시 스티렌가스를 방출하므로 환기가 필요합니다. | 유해 배출물이 적고 실내 사용에 더 안전합니다. |
| 응용 프로그램 | 내구성과 내열성이 요구되는 기능성 부품에 적합 | 프로토타입, 비기능 모델 및 저스트레스 애플리케이션에 가장 적합 |
| 미학 | 증기 평활화 기술로 매끄러운 마무리를 얻을 수 있습니다 | 페인트를 쉽게 받아들이며 최소한의 후처리로 멋진 모습을 연출할 수 있습니다. |
ABS와 PLA의 주요 특성
1. ABS란 무엇인가 3D 프린팅에서?
아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS) 고전을 대표하다 FDM 인쇄 이 기술이 처음 나온 지 30년이 넘은 이래로 사용된 소재입니다. 이 석유 기반 플라스틱은 다음을 제공합니다.
- 강도 및 내구성: ABS는 높은 충격 인성, 인장 강도 및 유연성과 적당한 내열성 및 내화학성을 보입니다. 그 회복성은 기능적 응용 분야에 적합합니다.
- 고해상도 인쇄:더 낮은 노즐 온도에서 인쇄할 수 있는 능력은 다른 소재에 비해 더 나은 정확도와 복잡한 특징을 인쇄할 수 있습니다.
- 업계 인기도: ABS는 지난 수십 년 동안 자동차, 가전제품, 제품 설계 분야에서 특히 널리 사용되었습니다.
2. PLA란 무엇인가 3D 프린팅에서?
폴리락틱산(PLA) 점점 더 인기를 얻고 있는 대안을 제공합니다.옥수수 전분이나 사탕수수와 같은 유기 원료에서 파생된 생물 기반 플라스틱인 PLA는 다음과 같은 장점을 제공합니다.
- 인쇄의 용이성: PLA는 노즐 온도에 따라 매끄럽게 인쇄하는 동시에 최소한의 냄새를 내뿜고 ABS에서 흔히 발생하는 극심한 뒤틀림 문제를 피합니다. 이를 통해 더 간단한 인쇄가 가능합니다.
- 안전:PLA는 유해한 연기를 현저히 적게 발생하므로 ABS처럼 인쇄하는 동안 전용 환기 시설이 필요 없습니다.
- 지속 가능성: 퇴비화 가능한 PLA는 폐기물이 수세기가 아닌 수개월에 걸쳐 쉽게 생분해되므로 환경적 지속 가능성의 관점에서 매력적입니다.
인쇄 정확도
3D 프린트를 처음 접하는 사람들이 겪는 가장 큰 좌절 중 하나는 초기 테스트 인쇄 결과가 잘못되는 것입니다. 휘어진 모서리, 필라멘트 덩어리, 예상 값에서 크게 벗어나는 치수는 일반적인 불만 사항입니다. 섬세한 디테일이 응용 프로그램을 성공시키거나 실패시킬 때, 정확성과 정밀성은 프로젝트 시작부터 재료 논쟁을 이끌 수 있습니다.
1. 적절한 프린터 보정
아래의 최적 설정에서 인상적인 해상도를 얻을 수 있습니다. 100마이크론(0.1mm), 실제 정확도는 신중한 프린터 준비에 달려 있습니다. 빌드 플레이트 레벨링 및 노즐 간격 조정에서 필라멘트 일관성 및 유량 보정에 이르기까지 다이얼링 하드웨어는 가장 중요한 정확도 체크포인트 역할을 합니다. 재료의 한계를 비교합니다.
2. 해결 요구 사항
부품 복잡성은 또한 열가소성 강도와 무관하게 제한적인 역할을 합니다. 예를 들어, ABS는 PLA의 60마이크론 하부 임계값을 흐르게 하는 복잡한 40마이크론 채널을 허용할 수 있습니다., 하지만 이러한 가상적인 해결책은 처음부터 많은 프린터 노즐 기능을 능가합니다. 옵션을 평가하기 전에 사용 가능한 하드웨어를 기준으로 필수 치수와 허용 오차를 정의합니다.
3. 재료 특성
공급업체 데이터에 따르면 ABS는 약간의 정확도 이점을 가지고 있으며, 0.5mm 치수 허용 오차 내에서 최종 사용 부품과 조립품을 인쇄할 수 있습니다. PLA 인쇄는 점도 증가 및 냉각 관련 수축으로 인해 상업용 시스템에서 200마이크론 허용 오차에 가까워집니다. 이는 스냅 조인트와 같은 꼭 맞는 구성품에 ABS를 선호합니다. 그럼에도 불구하고 여러 가지 후처리 기술은 요구 사항이 요구될 때 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
비용 및 소싱 분석
필라멘트 비용은 긴 프로토타입 제작 및 생산 워크플로에 걸쳐 누적됩니다. 재정적 거래 방해 요소 자체는 아니지만, 가격 책정과 소싱을 이해하면 더 큰 규모의 계획을 간소화할 수 있습니다.
1. 필라멘트 비용 비교
표준 PLA 필라멘트는 산업계에서 1kg 스풀당 20달러 정도에 판매됩니다. 강도와 유연성을 높이기 위해 더 많은 충전재나 첨가제를 사용한 특수 혼합물과 복합재의 가격은 kg당 30달러에 가깝습니다.
ABS 필라멘트의 평균 가격은 kg당 22~35달러로 약간 더 높습니다. 순도와 제조 공정에 따라 다릅니다. 대부분 생산 재료로 소비되며, 대량 구매로 인해 ABS 가격이 대량 구매 시 프리미엄 PLA 복합소재 가격보다 낮아집니다.
2. 소싱 옵션 및 가용성
적층 제조 및 바이오플라스틱 이니셔티브에서 널리 채택됨에 따라 대부분의 온라인 공급업체는 모든 주요 필라멘트 생산업체에서 비용 효율적인 글로벌 배송으로 다양한 PLA 소재 종류를 주문형으로 제공합니다. 지역적으로 특수 PLA를 비축하는 오프라인 매장이 적은 반면, 광범위한 전자 상거래 접근성 덕분에 선택한 블렌드를 빠르게 집 앞까지 배달받을 수 있습니다.
ABS의 접근성을 높이려면 공급업체를 신중하게 선택해야 합니다. PLA가 시장을 장악하고 있어 생산을 담당하는 제조업체가 적기 때문입니다.특수 ABS 블렌드의 리드타임은 주문 생산에 1~3주가 걸립니다. 틈새 소재를 조달하기 전에 제조업체에 사용 가능한 ABS 필라멘트가 있는지 확인하세요.
인쇄 시 사용 편의성
3D 프린팅 전문가에게 물어보세요 가장 실망스러웠던 사용자 경험을 이야기하려면 다음과 같은 내용을 설명할 가능성이 있습니다. 실패한 인쇄 뒤틀리고 벗겨진 층이 흩어져 있는 ABS 파편들 사이에 있습니다. 변덕스러운 민감성은 ABS를 괴롭히며, 다이얼 환경 제어가 필요합니다. 첫 번째 인쇄 성공을 높이는 프로세스를 배우세요.
1. 침대 접착력 제대로 맞추기
PLA의 관대한 유연성은 노즐 온도에서 테이프, PEI 시트 또는 접착제와 같은 표면에 강력한 베드 접착력을 제공합니다. 185° - 220°CABS는 최대 110°C의 가열된 인쇄 베드가 필요하므로 자동 제어가 없으면 에너지 낭비와 화재 위험이 발생할 수 있습니다.
2. 워피지 문제 방지
ABS 휘어짐도 자주 발생합니다. 더 높은 노즐 열(230°C+) 차가운 주변 공기를 만나고 PLA의 낮은 인쇄 온도는 이러한 왜곡을 방지합니다. ABS 접착력을 개선하기 위한 뒤틀림 방지 옵션에는 챔버 인클로저 또는 인쇄 영역 주변의 제어된 공기 흐름이 포함됩니다.
ABS 인쇄물의 뒤틀림을 방지하려면 여러 고품질 FDM 3D 프린터 브랜드, 와 같은 QIDI테크, "와 같은 고급 기능을 통합했습니다.제어된 온도를 위한 챔버 활성 가열". 이 시스템은 인쇄실 내부의 온도를 세심하게 조절하여 휘어짐 문제를 크게 완화하는 일관된 환경을 유지합니다.
3. 연기 인자 고려
한편, ABS 플라스틱을 액화 온도까지 가열하면 인쇄 중에 PLA의 희미한 냄새보다 훨씬 더 자극적인 연기가 발생합니다. 전용 환기 인클로저 또는 여과 추가 기능, 오프라인 안전 장비, 운영 비용 및 청소 번거로움이 이러한 인프라가 없는 데스크톱 3D 작업에서 ABS를 캐주얼하게 사용하는 것을 막습니다.
인쇄된 부품의 강도
완성된 물체는 적용 환경에서 예상되는 합리적인 응력을 견뎌야 합니다. 하지만 재료마다 기능적 기계적 특성이 다릅니까?
1. 충격 및 인장 성능
산업 표준 충격 및 긴장 테스트로 결정 ABS는 PLA 프린트보다 2~3배의 충격 저항성을 제공합니다., 최대까지 견뎌내다 15-20kJ/m² 파손되기 전에. 이렇게 하면 적당한 낙하와 충돌 시 깨지는 것을 방지할 수 있습니다. 강화 PLA 복합재는 ABS에 가까운 범위에서 내구성 격차를 좁히지만 표준 PLA 평균 4-6kJ/m² 스냅하기 전에 비교하여 충격 한계를 정합니다.
2. 부하 하의 열적 특성
밀폐된 장치 환경에서도 ABS는 -20°C~80°C 사이에서 PLA보다 더 높은 강도를 유지하는 것으로 나타났습니다. 작동 온도가 변동함에 따라 ABS는 더 단단해지는 반면 PLA는 60°C+ 이상에서 점차 부드러워지고 변형됩니다. 재료 성능 예측에 작동 기후 조건을 반영합니다.
원하는 미적 품질
기능은 제쳐두고, 표면 마감이 좋지 않거나 원치 않는 투명도는 미적 응용 프로그램을 손상시킬 수 있습니다. 예술에서의 3D 프린팅, 건축, 산업디자인 분야에서는 외관이 가장 중요합니다. 주요 아이템들은 아름다움을 더하는 빌드와 어떻게 비교되나요?
1. 지층 평활화: 보이는 층 최소화
손상되지 않은 원시 형태로, ABS는 노즐에서 직접 볼 수 있는 약간 더 매끄러운 인쇄 레이어를 제공합니다. 더 빠른 냉각 속도 덕분에 수직 PLA 표면에 뚜렷한 층 선이 생기는 것을 방지합니다.하지만, 다양한 증기 평활화 기술을 사용하면 두 재료 모두 필요한 경우 후반 작업에서 광택이 나는 사출 성형의 미학적인 느낌을 구현할 수 있습니다.
2. 페인트 프라이밍: 창의적인 옵션 활성화
원시 플라스틱에 대하여, PLA는 ABS보다 페인팅 및 아세톤 증기를 매끄럽게 하는 것과 같은 창의적인 후처리를 더 잘 받아들입니다., 엄격한 샌딩 준비 없이 스프레이 페인트 접착을 거부하는 경향이 있습니다. 여기에는 지배자가 없습니다. 두 재료 모두 적절한 워크플로로 창의적인 요구를 충족합니다.
기능적 열 한계
소량 생산 맞춤형 인클로저의 프로토타입을 제작하든 대규모 생산 라인 조립품을 제작하든, 열적 거동을 이해하면 가열된 실제 환경에서 두 가지 열가소성 플라스틱의 적합한 적용 분야가 결정됩니다.
1. 내열성 정의
평균 주변 대기 조건을 작동 배경으로 가정하면 PLA는 변형되기 전에 약 60 ̊C의 유리 전이 평균을 냅니다. 이 열적 한계는 뜨거운 액체 용기나 적당한 후드 아래 온도에 직면한 소형 엔진 부품과 같은 응용 분야를 제한합니다.
그 동안에, ABS는 평균 105°C의 유리 전이 온도를 제공합니다.내열성 한계치에 도달하기 전에 온수 시스템, 식품 가공 장비 및 특정 자동차 주변 장치에 대한 실현 가능성을 확대합니다.
2. 이상적인 응용 프로그램 명확화
이러한 유리 포인트를 기능적 절단점으로 염두에 두고, PLA는 일상 생활에 사용하는 가전제품과 같이 60°C 이하의 작동 환경에서 안정적으로 작동합니다. 최종 사용 시 극한 온도에 직면하지 않는 양조 도구 또는 개념적 렌더링. ABS는 80-100°C+ 환경을 안정적으로 견뎌내며, 차량 내 구성 요소에서 제품 또는 부품으로 열 버퍼가 필요한 가정용품에 이르기까지 다양합니다.
안전 요소: 가스 방출 및 폐기
동네 작업장부터 산업 시설까지 안전은 3D 프린팅 채택 확대와 관련하여 여전히 우선 순위 문제입니다. 배출 및 폐기물 처리에 대한 공공 규제가 강화됨에 따라 최근 수십 년 동안.
1. VOC 및 입자 문제
가열된 ABS 필라멘트는 특정 임계값에서 독성이 있는 스티렌 가스와 초미립자(UFP) 배출을 생성하며, 특히 자극과 폐 기능 저하와 관련이 있습니다. ABS 배출에 대한 연구가 제한적이어서 확신하기 어렵지만, 지금까지 사용 가능한 배출 데이터에 따르면 PLA는 VOC를 상당히 적게 배출합니다. 항상 인클로저를 사용하고 조심스럽게 호흡하세요.
2. 재활용 및 생분해
생물성 플라스틱의 특성으로 인해 PLA 필라멘트 산업용 퇴비화를 통해 자연적으로 분해되면 ABS 폐기물 축적에 비해 뚜렷한 지속 가능성 이점을 제공합니다. 대부분의 재활용업체는 3D 프린팅 플라스틱을 처리할 수 없습니다.. 회수자 지원은 천천히 증가하고 있지만 PLA 권리를 처분하는 것은 지금으로서는 훨씬 더 친환경적입니다.
추천 응용 분야: ABS 대 PLA
기술 사양과 테스트 데이터가 역량을 알려주는 반면, 현실 세계에서 성공하려면 재료의 거동을 적합한 응용 분야에 맞춰 최적화하여 잠재력을 극대화해야 합니다.
1. ABS 대신 PLA를 선택하는 경우...
매끄러운 시각적 프로토타입을 위해 PLA를 선호하세요, 사용자 정의 가능한 툴링 지그, 빠른 개념 및 열적 요구 사항에 직면하지 않는 프레젠테이션 모델. 더 견고하면서도 생분해성 특성의 이점을 얻는 모든 디자인은 여기에서 강력한 기능적 사용 사례도 만듭니다.
2. PLA 대신 ABS를 선택하는 경우...
견고한 기능적 구성 요소와 맞춤형 인클로저를 설계할 때 ABS를 선택하세요 더 높은 내구성, 내열성 및 정밀성이 필요합니다. 상당한 변형과 기후 스트레스에 직면한 대부분의 고정물과 최종 사용자 제품은 실제로 장기적으로 안정적으로 작동하려면 ABS 특성이 필요합니다.
3. 하이브리드 접근 방식 고려
매우 까다로운 애플리케이션의 경우 하이브리드 방식은 상호 보완적인 장점을 활용합니다. 가벼운 PLA 모형 가이드 폼 팩터는 견고한 ABS 실행으로 정제되었습니다. 창의적인 PLA 간판은 이후에 최적화된 견고한 ABS 하우징 구조를 장식합니다.. 강점을 전략적으로 결합하세요.
필요에 맞게 자료를 맥락화하세요
대중적인 ABS와 PLA 필라멘트 사이에 보편적으로 "더 나은" 소재는 존재하지 않습니다.. 부품 정확도, 강도 필요성, 작동 조건, 배출, 폐기 계획 및 적용 목표는 케이스별로 이상적인 재료 선택에 대한 정보를 제공합니다. 지속 가능성에 대한 우려는 기능성에 덜 의존하는 단기 제조를 위해 PLA와 같은 재생 가능한 바이오플라스틱을 점점 더 우선시합니다. 엔지니어에게 ABS는 수십 년 동안 입증된 산업적 성과에 걸쳐 가치 있는 회복성을 유지합니다. 그러나 이러한 열가소성 플라스틱 간의 적절한 균형을 맞추면 상호 보완적인 강점을 상황에 맞게 활용하여 둘 다 향상됩니다. 목표를 지정하고, 상충 관계를 평가하고, 이러한 고전적 재료가 각각 제공하는 이상적인 특성과 의도된 용도를 일치시켜 결정을 간소화합니다.