ABS או PLA יתרונות וחסרונות

PLA_vs_ABS

ברצונך להדפיס אוביקט תלת ממדי ולא ברור לך באיזה חומר לבחור ABS או PLA, ומה בכלל ההבדלים?  הרשה לנו לעשות סדר בנידון.

רקע כללי
ישנם חומרים רבים המשמשים להדפסת תלת מימד, עם זאת, שני סוגי הפלסטיק הדומיננטים להדפסה הם ABS ו-.PLA. שניהם ידועים כחומרים תרמופלסטיים. משמע שהם הופכים רכים בחימום וחוזרים למצב מוצק בקירור כאשר ניתן לחזור על תהליך זה שוב ושוב. היכולת שלהם להנמס ולהיות מעובדים פעם אחר פעם היא מה שהופכת אותם לנפוצים כל כך, ולכן רוב סוגי הפלסטיק שאנחנו באינטראקציה איתם על בסיס יומי הם תרמופלסטיים.
אף על פי שיש חומרים תרמופלסטיים רבים, מעטים מהם משמשים כיום להדפסת תלת מימד בתהליך FDM.
על מנת שחומר פלסטי מסויים יהיה שמיש עבור הדפסת תלת מימד, עליו לאפשר תהליך של שחול ראשוני (אקסטרוזיה) בתהליך קפדני בו שרף פלטי בצורה של כדוריות מוזרק בלחץ דרך חור לכדי יצירת חוט להט אחיד, צפוף, נטול בועות, עגול ועיקבי בגודלו דמוי איטריה, אשר יאסף על גבי גליל המותאם לשימוש במדפסת. כמו כן עליו לתמוך בשחול שני ע”י האקסטרודר של המדפסת בעת ההדפסה, ומכאן השימוש בחומרים תרמופלסטיים.
לחומרי הגלם השונים יש השפעה מכרעת על מאפיני הישום הסופי, והם ניבדלים זה מזה בטמפרטורת ההתכה, עובי חוט הלהט, יכולת הדיוק של החומר בפרטים, חוזק, עמידות לאורך זמן, ברק, חלקות וגימור חיצוני. לעתים, ישום מסוים ידרוש חומר גלם המטיב עימו מצד אחד אך לא בלי קבלת פשרות במאפיינים אחרים. פוליקרבונט לדוגמא, הוא חומר הדפסה פחות מוכר אשר אינו מתאים לכל ישום עקב טמפרטורת התכה גבוהה ומדפסת יחודית, יחד עם זאת ישום בחומר זה התאפיין בחוזק ודיוק מרבי של החלקים תוך התמזגות מלאה של שכבות ההדפסה.
כאן המקום להפריד בין שני סוגי הפלסטיק, בכדי להסביר מדוע קבוצות שונות מעדיפות אחד על משנהו לצורך הדפסה בתלת מימד.

אחסון
ABS ו-PLA מתפקדים במיטבם כאשר הם נשמרים אטומים ומבודדים מהאטמוספרה באופן המונע ספיגת לחות מהאוויר. חשיבות הבידוד עולה במיוחד אם הם מאוחסנים לטווח ארוך. זה לא אומר שהפלסטיק ייהרס על ידי שבוע של ישיבה על המדף בחנות, אך חשיפה ארוכת טווח לסביבה לחה יכולה להזיק, גם לתהליך ההדפסה וגם לאיכות של התוצר הסופי. לכן פעמים רבות יארז גליל חומר הגלם באריזת ואקום יחד עם סופג לחות. יש המהדרין המחזיקים את הגליל בקופסא אטומה גם במהלך השימוש.
-ABSעמוס לחות נוטה להיות בועתי ולהתפרץ מקצה הפיה בעת הדפסה. דבר המוביל לירידה באיכות החזותית של החלק המודפס, דיוק החלק והחוזק שלו. כמו כן, מעלה את הסיכון של סתימה בפיית המדפסת. ניתן ליבש ABS בקלות יחסית באמצעות מקור של אוויר חם ויבש כגון מייבש מזון.
- PLA מגיב קצת אחרת ללחות, בנוסף לבועתיות ולנטייה להתפרצות מהפיה, ייתכן שתראה שינוי צבע וירידה במאפייני ההדפסה תלת מימדית עקב תגובת החומר למים בטמפרטורות גבוהות ודה פולימרזציה. בעוד ש PLA ניתן גם כן לייבוש, חשוב לשים לב כי התהליך יכול לשנות את יחס הקריסטליות בחומר שעשוי להוביל לשינויים בטמפרטורת השחול כמו גם מאפייני שחול אחרים. עבור מדפסות תלת מימד רבות, זה לא צריך להיות מקור לדאגה רבה .

דיוק הדפסה
גם ABS וגם PLA מסוגלים ליצור חלקים מדויקים. עם זאת, יש כמה נקודות ראויות לציון בעניין זה.
ABS – עבור רבים, המשוכה הגדולה ביותר בהדפסת חלקים מדויקים בABS הינה הסתלסלות כלפי מעלה של פני השטח במגע ישיר עם מיטת ההדפסה של המדפסת. שילוב של חימום משטח ההדפסה ולהבטיח שהוא חלק, שטוח ונקי תורם משמעותית לצמצום התופעה. בנוסף, ישנם פתרונות שונים היכולים להיות שימושיים אם מיושמים לפני כן על פני השטח ההדפסה כמו ריסוס המשטח בספריי לשיער.
בהדפסת תלת מימד של חלקים עם פינות חדות כגון גלגלי שיניים, לעיתים יהיה עיגול קל של הפינות. מידה קטנה של אוורור ממוקד המספק קירור אקטיבי סביב פית ההדפסה יכולה לשפר את מידת הדיוק של הפינות, עם זאת, זה גם יגדיל את הסיכון בקירור יתר והפחתת ההידבקות בין שכבות, מה שסופו של דבר יכול להוביל לסדקים בחלק המוגמר.
PLA – יציג הרבה פחות עיוותים בהדפסה. מסיבה זו ניתן להדפיס בהצלחה ללא משטח חימום ולהשתמש בסרטי ציירים “כחולים” הזמינים יותר בדרך כלל כמשטח הדפסה. החומר עובר ‘שינוי מצב’ בקלות רבה יותר והופך להיות הרבה יותר נוזלי בעת החימום. אם עובר קירור באופן פעיל, ניתן לראות פרטים הרבה יותר חדים בפינות מודפסות ללא הסיכון של שבר או עיוות. הזרימה המוגברת תורמת לחיבור טוב יותר בין שכבות ושיפור כוחו של החלק המודפס.

מאפייני חומר כללים
בנוסף לצורך שהחלק המודפס יהיה מדוייק, עליו גם לבצע את המטרה שלשמה הודפס.
ABS – כפולימר יכול ללבוש צורות רבות והוא יכול להיות מהונדס להיות בעל תכונות רבות. באופן כללי, זה פלסטיק חזק עם גמישות קלה (בהשוואה ל PLA). ציבעו שלABS טבעי הוא חלבי ורך בצבע בז’ לפני הוספת צבעים. הגמישות של ABS מאפשרת יצירת חלקים שלובים ויותר קל לעבוד איתו. הוא ניתן לשיוף בקלות ידנית או בבמכונה . בנוסף, ABS מסיס באצטון, דבר המאפשר לרתך חלקים יחד עם טיפה או שתיים, או להחליק וליצור ברק על ידי צחצוח או טבילה של החלק באצטון. בהשוואה ל -PLA, הרבה יותר קל למחזר אותו.
כוחו של ה ABS, בגמישותו, יכולותו המכנית ועמידותו בפני טמפרטורות גבוהות יותר, הם מה שהופך אותו לעתים קרובות לפלסטיק המועדף על ידי מהנדסים ואנשים עם שימושים מכאניים לצורך הדפסה בתלת מימד.
PLA – נוצר מעיבוד מספר רכיבים צמחיים ביניהם תירס , תפוחי אדמה או סוכר סלק. PLA נחשב פלסטיק יותר ידידותי לסביבה לעומת ABS המבוסס על נפט. PLA במצב טבעי הינו שקוף ויכול להיות בצבע בדרגות שונות של שקיפות. PLA חזק ונוקשה יותר מאשר ABS, על כן יותר קשה לעבוד איתו בהדפסת חלקים משתלבים סבוכים ובעלי מפרקים. אובייקטים מודפסים בדרך כלל יש מראה מבריק מ ABS. טמפרטורת ההתכה הנמוכה של PLA הופכת אותו ללא מתאים ליישומים רבים, כאשר אפילו חלקים מודפסים עלולים לצנוח ולהתעוות לאחר בילוי יום במכונית חמה.

ריח
ABS – בתהליך הדפסת תלת מימד מפיק לעתים קרובות ריח בולט של פלסטיק חם. בעוד יש כאלו שיתלוננו על הריח, יש רבים אחרים שלא ישימו לכך לב או שלא יסבלו מכך יותר מדי. מספר גורמים יכולים להשפיע בעניין זה כגון, אוורור נאות בחדרים קטנים, לוודא שהחומר בשימוש הוא טהור ונקי מחומרים מזהמים, חימום לטמפרטורה הנכונה מכבש אמין יכולה לתרום להפחתת הריח באופן משמעותי.
PLA – לעומת זאת, בהיותו מופק מסוכר מדיף ריח דומה לשמן בישול חצי מתוק. למרות שזה בהחלט לא יחזיר זכרונות נעימים של בישול ביתי, בעיני רבים נחשב לנסבל יותר על פני הריח של פלסטיק חם.

לסיכום
הגורמים הרבים המשפיעים על השימוש בחומר אחד על פני השני הם:
ABS – כוח, גמישות, יכולת מכאנית, ועמידות בפני טמפרטורות גבוהות יותר הופכות אותו לעתים קרובות לפלסטיק מועדף על מהנדסים, ויישומים מקצועיים. ריח הפלסטיק החם בעל הרתעה מסוימת כמו גם היותו מבוסס נפט. הדרישה הנוספת של משטח הדפסה מחומם אינה מאפשרת הדפסה אמינה בחלק מן המדפסות תלת מימדיות אשר פשוט אינם מסוגלים להדפיס ABS.
PLA – מגוון הרחב של צבעים זמינים, מראה ותחושה מבריקה לעתים קרובות מושכים את מי שידפיס עבור תצוגה או המשתמש הביתי הקטן. רבים מעריכים את מקורו הצמחי ומעדיפים את הריח החצי מתוק על ABS. כאשר מקורר כראוי , PLA יש מהירויות הדפסה מקסימאלית גבוהות יותר, ופינות מודפסות חדות יותר. שילוב זה עם רמת עיוות נמוכה הופכת את ה PLA לפלסטיק פופולרי למדפסות ביתיות, חובבים, ובתי ספר.