PETG и ABS: В чем разница

Если рассматривать PETG и ABS, то оба эти материала являются распространенными и недорогими для функциональной FDM-печати. Ознакомьтесь с результатами их сравнения.

В настоящее время полимолочная кислота (PLA) является, пожалуй, самым распространенным филаментом для домашней 3D-печати методом послойного наплавления (FDM). Он нравится пользователям за простоту печати, широкий выбор типов и доступность, что делает его прекрасным выбором для декоративных отпечатков или нефункциональных прототипов.

Однако PLA не рекомендуется использовать для создания функциональных прототипов или деталей конечного использования из-за его более низких механических свойств, таких как хрупкость (низкая прочность на изгиб и удар при деформации надреза) и низкая термостойкость. Именно здесь на помощь приходят такие филаменты, как полиэтилентерефталат гликоля (PETG) и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS).

PETG — это адаптированный полиэтилентерефталат (PET), в который на молекулярном уровне добавляется гликоль для повышения прочности и долговечности, что также помогает в 3D-печати. Существует множество вещей, которые можно напечатать с помощью PETG. ABS — один из самых распространенных пластиков во всем мире, из него делают все — от игрушек до автомобильных деталей. Это также один из самых ранних материалов, используемых для FDM-печати.

Но как они противостоят друг другу? Читайте дальше, чтобы узнать!

Сравнение характеристик

	PETG	ABS
Температура сопла	220-260 °С	230-270 °С
Температура стола	60-80 °С	90-120 °С
Корпус	Необязательно	Необходимо
Температура в камере	<50 °С	>65 °С
Простота печати	Легкая	Средняя
Температура тепловой деформации (ISO75, @1,8 МПа)	~75 °С	~100 °С
Пары	Низкие, относительно незаметные	Значительные, неприятные

Свойства филаментов

Сначала давайте рассмотрим свойства филаментов PETG и ABS. Мы рассмотрим их прочность, долговечность, термостойкость, возможность постобработки, гидроскопичность и возможность вторичной переработки.

Прочность

Прочность филаментов — это, пожалуй, один из самых важных факторов для сравнения. Хотя это понятие довольно широкое, мы сосредоточимся на предельной прочности на разрыв и ударной прочности PETG и ABS.

ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ

Предел прочности при растяжении (UTS) — это максимальное напряжение, которое материал может выдержать при растяжении или растягивании, прежде чем разорвется. Он измеряется с помощью машины для испытаний на растяжение, которая прикладывает к образцу растягивающую нагрузку до тех пор, пока он не разорвется.

Согласно техническим характеристикам филаментов, предел прочности PETG выше, чем у ABS, при одинаковой нагрузке на образец, напечатанный с использованием одинаковых настроек. При этом следует также учитывать, что плотность PETG на ~20 % выше (~1,24 г/см3), чем у ABS (~1,04 г/см3). Это делает их соотношение UTS к весу очень близким.

Важно отметить, что при печати при низкой температуре камеры у ABS снижается адгезия слоев, что уменьшает прочность детали, особенно при нагрузке на все слои. Однако это не является проблемой для принтеров с высокой температурой камеры, так как детали из ABS можно печатать с отличной адгезией слоев. Мы рассмотрим это подробнее в разделе «Печать» ниже.

УДАРОПРОЧНОСТЬ

Ударопрочность, также известная как сопротивление удару — это способность материала выдерживать ударную нагрузку, то есть способность материала поглощать внезапную или интенсивную силу или удар без разрушения. Распространенные методы испытаний включают ударное испытание по методу Изода и испытание на ударный изгиб с надрезом по методу Шарпи, при котором по образцу с надрезом наносится удар маятником и измеряется энергия, поглощенная при разрушении.

Согласно техническим характеристикам филаментов, ABS обладает гораздо более высокой ударопрочностью, чем PETG. Это неудивительно, ведь ABS известен своей очень высокой ударопрочностью по сравнению почти со всеми другими экономичными пластиками. ABS также более жесткий, чем PETG (хотя и более гибкий, чем PLA), поэтому он широко используется в качестве общего пластика, который является достаточно жестким, но при этом обладает очень высокой ударопрочностью.

При этом ударная прочность PETG все же превосходит PLA.

Для более глубокого погружения в подробном сравнении My Tech Fun включает в себя дополнительные тесты и филаменты, так как они сравнивают PLA, PETG, ABS, ASA и PC.

Долговечность

Если говорить о материале, то долговечность — это способность прослужить долгое время без существенного разрушения при соблюдении заданных условий эксплуатации. Долговечный материал или изделие помогает снизить экологические и экономические потери, позволяя избежать ремонта и постоянной замены деталей. Когда речь идет о долговечности PETG и ABS, можно рассмотреть различные аспекты.

УСТОЙЧИВОСТЬ К УЛЬТРАФИОЛЕТОВОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ

С точки зрения устойчивости к ультрафиолетовому излучению PETG лучше, чем ABS, поэтому его лучше использовать для печати, которая будет подвергаться воздействию ультрафиолетовых лучей. Однако PETG все равно разрушается при длительном воздействии.

Для длительного использования на открытом воздухе акрилонитрил-стирол-акрилат (ASA), небольшая производная от ABS, может обеспечить гораздо лучшую устойчивость к ультрафиолету и атмосферным воздействиям по сравнению с ABS и PETG. Он также сохраняет отличные механические свойства и термостойкость, как и ABS, хотя и стоит дороже PETG и ABS.

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ

С точки зрения химической стойкости PETG более устойчив к воздействию различных кислот и спиртов (и в различных концентрациях), чем ABS. Компания Prusa Research разработала сводную таблицу, в которой различные филаменты были протестированы в лабораторных условиях.

Термостойкость

Термостойкость, несомненно важна в различных областях применения.

Здесь ABS имеет преимущество перед PETG. В то время как температура стеклования PETG составляет около 80 °C, ABS может нагреваться до 105 °C.

Следует отметить, что температура стеклования — это не та температура, при которой можно безопасно эксплуатировать отпечаток, особенно при нагрузках. Скорее, это температура, при которой аморфный полимер переходит из твердого или стеклообразного состояния в мягкое или кожистое (или наоборот).

Стандарт испытаний ISO75 просто показывает температуру, при которой материал мгновенно прогибается на 0,25 мм (отсюда «температура теплового прогиба») при небольших нагрузках 0,45 МПа и 1,8 МПа. При температурах, близких к HDT, механические свойства деталей резко снижаются и делают их непригодными для механического использования. Безопасные рабочие температуры — это рабочие температуры с минимальной ползучестью материала, значительно ниже температур стеклования и теплового прогиба.

Например, заметная деформация может наблюдаться при длительной эксплуатации деталей из ABS при температуре выше 70 °C в закрытых принтерах с более высокой температурой. PETG не следует эксплуатировать при длительных температурах выше 50 °C.

Гигроскопичность

Филаменты PETG и ABS довольно гигроскопичны и легко впитывают влагу из воздуха.

Эта влага разрушает сам материал и вызывает чрезмерную паутину, образование пузырей и плохое сцепление слоев в процессе печати. Это приводит к ухудшению качества печати и снижению прочности деталей.

Поэтому важно хранить филаменты в невлажной среде и сушить их при соответствующей температуре (около 55 °C для PETG и 75 °C для ABS) перед печатью.

Безопасность для пищевых продуктов

Как чистый PETG, так и чистый ABS являются нетоксичными и безопасными для пищевых продуктов материалами. Они широко используются и одобрены для применения в пищевой промышленности. Однако для производства изделий из этих материалов обычно используются литьевые гранулы из чистого первичного сырья.

Филаменты PETG и ABS содержат множество добавок, которые значительно улучшают характеристики и производительность печати (например, не требуют очень высоких температур камеры и сопла для печати). В большинстве случаев эти добавки не позволяют использовать филамент в качестве пищевого материала. Тем не менее, некоторые производители предлагают филаменты, соответствующие пищевым стандартам. Несмотря на то, что на рынке больше вариантов PETG, есть также несколько вариантов ABS.

Тем не менее, те части принтера, которые контактируют с нитью, скорее всего, не являются безопасными для пищевых продуктов. Например, шестерни и сопла экструдера могут быть изготовлены не из пищевой стали и могли контактировать с непищевыми материалами или смазками. Кроме того, детали, напечатанные методом экструзии материала, имеют небольшие пустоты между слоями, что способствует размножению бактерий. Чтобы предотвратить это, необходимо проводить постобработку.

Таким образом, недостаточно того, является ли сам материал безопасным для пищевых продуктов, соответствует ли он требованиям или нет. Напечатанные методом FDM PETG и ABS, скорее всего, не являются безопасными для пищевых продуктов, и их не рекомендуется использовать в таких приложениях, если вы не учтете все остальные аспекты.

Переработка

Как PETG, так и ABS подлежат переработке. Однако они оба попадают под идентификационный код смолы #7 («Другое»), что означает, что ни один из них не подлежит переработке в обычных коллекциях. Поскольку PETG требует гораздо более высоких температур и обработки в процессе переработки, чем PET (материал, который в основном используется для изготовления пластиковых бутылок), он не попадает под идентификационный код #1 (PET).

И наконец, можно ли перерабатывать эти нити или нет, зависит от компании, занимающейся переработкой. Чаще всего полимеры из категории #7 нерентабельны или нецелесообразны для переработки, поэтому их утилизируют. Тем не менее, существуют сервисы по переработке 3D-отпечатков, в том числе для материалов PETG и ABS.

Печать

Как вы уже догадались, эти два материала, будучи настолько разными, требуют различных настроек печати для достижения наилучших результатов.

Температуры

Температура — важный фактор, который необходимо учитывать при печати обоими материалами, особенно для ABS. Давайте узнаем больше!

СОПЛО

Для экструзии ABS требуется немного более высокая температура, чем для PETG, но рекомендуется печатать оба филамента с цельнометаллическим хотендом. ABS обычно печатает при температуре 230-270 °C, а PETG — при 220-260 °C.

Как и в случае с большинством других филаментов, лучше склоняться к более высоким значениям этого диапазона, чтобы обеспечить максимальный поток и лучшую адгезию слоев. Однако будьте осторожны и не превышайте этот диапазон, так как слишком высокая температура может привести к чрезмерной паутине, тепловой ползучести или плохому свесу. Как всегда, не забывайте о рекомендациях производителя!

СТОЛ

Подогреваемый стол с более высокой температурой имеет решающее значение для печати деталей из ABS. Она не только обеспечивает хорошую адгезию первого слоя (для уменьшения деформации), но и помогает прогреть корпус с пассивным подогревом (о котором мы поговорим далее). В основном это значение находится в диапазоне 90-120 °C, но опытные пользователи склоняются к 110 °C, чтобы продлить срок службы магнитов для популярной магнитной билд пластин.

Температура стола PETG обычно лежит в районе 60-80 °C, что достаточно для хорошей адгезии первого слоя. Помните, что эти значения являются диапазоном, а точная температура зависит от конкретного филамента и настройкам.

Корпус

Хотя для деталей из PETG корпус не обязателен, он крайне важен для прочных и бездефектных деталей из ABS.

ABS печально известен своей склонностью к деформации и расслаиванию слоев из-за теплового сжатия. Корпус поддерживает температуру печати, что приводит к меньшему тепловому градиенту (чтобы детали не остывали слишком быстро), а значит, уменьшает проблемы коробления и расслоения. Он также уменьшает колебания температуры и сквозняки, которые негативно сказываются на производительности печати и прочности деталей из ABS.

Высокотемпературный шкаф или камера с активным подогревом лучше всего подходят для создания прочных деталей из ABS — высокая температура окружающей среды также позволяет слоям лучше скрепляться и снимает внутренние напряжения, в результате чего деталь становится значительно прочнее. Таким образом, для получения прочных отпечатков ABS рекомендуется использовать температуру в камере выше 65 °C. Еще более высокие температуры (80-90 °C) благоприятны для прочности, но они также требуют большего охлаждения.

PETG печатать гораздо легче, чем ABS, и он хорошо прилипает к слою. На самом деле PETG может слишком хорошо прилипать к гладким листам PEI или стеклу, если температура слоя установлена слишком высоко, что приводит к отрыву части слоя при печати! Для борьбы с этим некоторые пользователи предпочитают использовать клей-карандаш в качестве средства удаления, чтобы предотвратить слишком сильное сцепление со слоем.

В любом случае, для PETG корпус или камера с подогревом не требуются. Тем не менее, для особо прочных деталей можно рассмотреть возможность установки корпуса. Однако будьте осторожны и не завышайте температуру в камере: температура стеклования PETG значительно ниже, чем ABS, а вам не нужны тепловые ползучести!

Охлаждение

Обдув очень важен при FDM-печати для предотвращения дефектов печати. Для PETG настройки скорости вентилятора должны быть такими же, как и для других филаментов, которые не требуют нагреваемых камер, например PLA. Настройте параметр скорость вентилятора так, чтобы обеспечить хорошее соединение и свесы, но не настолько сильно, чтобы снизить прочность деталей.

Для ABS охлаждение зависит от температуры камеры, при которой производится печать. С одной стороны, оно может улучшить свесы и качество соединения. С другой стороны, слишком быстрое (или чрезмерное) охлаждение ABS может привести к ухудшению адгезии слоев, увеличению коробления и расслоения. Это не является проблемой при высоких температурах в камере — следовательно, чем выше температура в камере, тем большее охлаждение следует использовать.

Если ваш корпус имеет относительно низкую температуру и пассивный нагрев, остерегайтесь использовать слишком сильное охлаждение, так как это значительно снизит прочность детали.

Постобработка

ABS имеет больше возможностей для постобработки, чем PETG. Он особенно сияет (каламбур, конечно) своей способностью разглаживаться паром ацетона, создавая детали с очень гладкой, глянцевой поверхностью и без видимых линий слоев. PETG труднее растворяется растворителями и для его разглаживания можно использовать только специальные химикаты.

Кроме того, детали из ABS можно сравнительно легко модифицировать или соединять с помощью эффективного растворителя, например ацетона (или клея ABS, или производных цемента). Для крупных деталей или моделирования это особенно полезно.

При этом и PETG, и ABS легко поддаются постобработке с помощью шлифовки, сверления

Цена и ассортимент

Хотя раньше ABS был более распространен, его все чаще заменяет PETG. Эти материалы также имеют несколько разные варианты цветов и смесей. Вот некоторые различия, с которыми вы можете столкнуться:

PETG

PETG раньше был уникален благодаря своей доступности в прозрачных цветах, которые полезны для таких конструкций, как абажуры и вазы. ABS, однако, с тех пор догнал его, и некоторые бренды предлагают прозрачный белый, а также цветной.

Благодаря его популярности среди производителей, многие производители теперь предлагают нити PETG, а также композиты на основе PETG. Цена PETG может варьироваться от повседневного использования до премиум-класса, особенно если они смешиваются для повышения прочности или качества печати.

ABS

Преимущество ABS заключается в цене. В расчете на килограмм он обычно дешевле, чем PETG. ABS также легче, поэтому каждая катушка прослужит вам дольше.

Хотя вы увидите бренды, предлагающие нити ABS, оптимизированные для определенных свойств материала, ABS не имеет такого большого разнообразия, как PETG.

Проверить цену PETG и ABS на сайте:

• Aliexpress
• Яндекс.Маркет

Какой выбрать?

Для большинства людей нет причин выбирать ABS вместо PETG. PETG прочнее, долговечнее и лучше печатает. Он также доступен в широком разнообразии новинок и композитных филаментов.

ABS необходим только в том случае, если вам абсолютно необходима его термостойкость или возможность склеивания и окрашивания. В противном случае трудно оправдать трудности, связанные с печатью.

Надеюсь, это руководство помогло вам отличить один филамент от другого. За помощью в использовании этих материалов обращайтесь к нашим руководствам по успешной работе с PETG и ABS.