Печать гранулами ABS, PETG, TPU и PLA: в чем различия?

Популярные материалы для FGF‑печати | Сравнение гранул ABS, PETG, TPU и PLA | 1. Удобство печати | 2. Прочность | 3. Устойчивость к атмосферным воздействиям | 4. Гибкость | 5. Термостойкость | 6. Биоразлагаемость и возможность  вторичного использования | Сводная таблица: выбор правильного материала для FGF‑принтера

3D‑печать по технологии прямой экструзии гранул (Fused Granulate Fabrication, FGF) – мощный производственный процесс, в котором в качестве основного расходного материала используются гранулированные полимеры. В отличие от FDM‑технологии, оперирующей филаментами (нитями), в экструдер принтера подаются гранулы термопластика. Материал расплавляется и послойно наносится на поверхность, формируя конечный объект. Этот метод исключительно эффективен для масштабного производства и создания крупноформатных объектов, поскольку позволяет снизить как стоимость материалов, так и время изготовления, особенно при печати промышленных изделий.

Чтобы помочь вам сделать грамотный выбор материалов для своих проектов, мы сравним четыре популярных полимера, используемых в FGF‑печати, – ABS, PETG, TPU и PLA. Оценим каждый из них по таким факторам, как удобство печати, прочность, устойчивость к атмосферным воздействиям, гибкость, термостойкость и влияние на окружающую среду.

Найдите 3D-принтер, подходящий именно вам

Популярные материалы для FGF‑печати

1. Гранулы ABS

Акрилонитрил‑бутадиен‑стирол (ABS) – распространенный инженерный термопластик, известный своей прочностью, долговечностью и ударостойкостью. Он широко используется для изготовления автомобильных компонентов, потребительских товаров и промышленных изделий благодаря своей надежности и механическим свойствам. ABS особенно популярен в FGF‑печати, поскольку относительно доступен по цене и может применяться в сценариях с высокой нагрузкой.

2. Гранулы PETG

Полиэтилентерефталат гликоля (PETG) – универсальный материал, сочетающий в себе прочность и долговечность ABS с простотой использования PLA. PETG отличается хорошей химической стойкостью и устойчивостью к погодным условиям, что делает его отличным выбором для производства деталей, подвергающихся воздействию атмосферных явлений или химикатов. Прозрачность или полупрозрачность PETG – еще одна причина его популярности в создании компонентов с эстетическими или функциональными характеристиками, когда видимость является ключевым фактором.

3. Гранулы TPU

Термопластичный полиуретан (TPU) – это гибкий, эластичный полимер с резиноподобными свойствами, что делает его идеальным для деталей, требующих высокой гибкости и прочности. TPU обычно используется в таких изделиях, как защитные чехлы, уплотнители, прокладки и различные носимые компоненты. TPU – уникальный материал среди гранулированных термопластов за счет эластичности: он идеален для деталей, требующих амортизации или многократных изгибов без разрушения.

4. Гранулы PLA

Полимолочная кислота (PLA) – биоразлагаемый термопластик, получаемый из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал или сахарный тростник. PLA хорошо подходит для проектов начального уровня или в тех случаях, когда речь идет о воздействии на окружающую среду. Хотя PLA менее прочен, чем ABS или PETG, им легче печатать, он минимально деформируется и выделяет меньше паров, и поэтому подходит для нетехнических и образовательных проектов.

Сравнение гранул ABS, PETG, TPU и PLA

Давайте рассмотрим характеристики каждого материала более подробно и посмотрим, как они соотносятся для различных вариантов применения в FGF‑печати.

1. Удобство печати

Склонный к деформациям во время печати, ABS требует подогреваемого стола и контролируемой среды для предотвращения коробления и раcслоения моделей. Печать ABS‑пластиком может быть сложной для новичков, но при соблюдении правил получаются прочные и долговечные детали.

PETG обычно удобен при печати на FGF‑принтере, и у него минимальные проблемы с деформацией по сравнению с ABS. Также он не выделяет запахов, благодаря чему его охотно используют в офисах и учебных заведениях.

Гибкость TPU может стать проблемой в процессе аддитивного производства, так как материалу требуется точный контроль экструзии и скорости печати. TPU больше подходит пользователям среднего и продвинутого уровня, которые нуждаются в гибких деталях и имеют опыт работы с FGF‑технологией.

PLA – легкий в эксплуатации пластик © 3dwasp.shop

PLA – один из самых простых в работе материалов. Минимальная деформация и отсутствие необходимости в подогреваемом столе делают его идеальным для новичков. Адгезия слоев, которая может вызывать сложности при использовании других материалов, для PLA не проблема.

Лучшее качество печати: PLA и PETG – благодаря минимальной деформации и простоте использования.

2. Прочность

Известный своей высокой ударостойкостью и прочностью, ABS подходит для изготовления функциональных прототипов и прочных компонентов, например, автомобильных и промышленных деталей.

PETG обеспечивает баланс прочности и гибкости, становясь отличным решением для изготовления таких изделий, как упаковка и контейнеры для хранения.

Прототип детали для грузовика | Материал: модифицированный гранулированный PETG | Оборудование: IEMAI FAST JET 1500

TPU, хотя и не является прочным пластиком в традиционном смысле, отличается значительной прочностью на разрыв, что позволяет материалу поглощать удары и растягиваться, не ломаясь. TPU лучше всего подходит для деталей, требующих упругости, а не жесткости.

PLA обладает меньшей прочностью, чем ABS и PETG, и менее подходит для применения в условиях высоких нагрузок. Материал годится для решений с эстетической составляющей, деталей с низкой нагрузкой или заменяемых компонентов.

Лучшие по прочности: ABS и PETG, причем ABS особенно прочен для применения в условиях высокой нагрузки.

3. Устойчивость к атмосферным воздействиям

ABS обладает умеренной химической и водостойкостью, но может разрушаться под длительным действием ультрафиолета, что ограничивает его использование на открытом воздухе.

PETG устойчив к химическим веществам и воде, идеально подходя для наружного и промышленного применения в условиях, где он может подвергаться воздействию влаги или химикатов. Пластик сохраняет свои свойства даже во влажной или слегка коррозийной среде.

Декоративная панель со сложным орнаментом в виде дракона для использования как в помещении, так и в наружном оформлении | Материал: PETG, на 30% армированный стекловолокном | Оборудование: PioCreat G12

TPU обладает высокой устойчивостью к маслам, смазкам и химическим веществам, и хорошо подходит для изготовления деталей в промышленных условиях. Однако он менее устойчив к сильной жаре и длительному воздействию ультрафиолета.

PLA не обеспечивает устойчивость к воде и химическим веществам и может разрушаться под воздействием солнечного света и влаги. Изделия из этого полимера лучше использовать в помещениях.

Лучшие по устойчивости к атмосферным воздействиям: PETG, затем TPU для промышленных изделий, требующих химической стойкости.

4. Гибкость

ABS обладает ограниченной гибкостью и имеет тенденцию к жесткости. Это наилучший выбор для деталей, которым нужна долговечность, но не эластичность.

PETG относительно гибок, но при этом остается прочным, что позволяет ему выдерживать небольшие воздействия и не ломаться. Он подходит в тех случаях, когда требуется баланс между жесткостью и гибкостью.

TPU отличается высокой гибкостью и имеет резиноподобные свойства. Он превосходно подходит для деталей, подвергающихся многократным изгибам, таких как прокладки, уплотнения и гибкие корпуса.

Печать подошв из гранул TPU, самого гибкого из четырех термопластов

PLA – материал довольно жесткий и ломкий, поэтому он не годится для гибких или ударопрочных изделий.

Самый гибкий: TPU, так как он обеспечивает наибольшую эластичность и упругость.

5. Термостойкость

ABS‑пластик выдерживает умеренные температуры. Модели из ABS могут подвергаться некоторому нагреву, но не экстремальному.

PETG обладает хорошей термостойкостью, часто превосходя PLA, но уступая ABS. Он выдерживает умеренное нагревание, поэтому подходит для большинства сценариев применения, кроме высокотемпературных сред.

У TPU термостойкость ниже, в связи с чем материал непригоден для эксплуатации при длительном воздействии высоких температур.

PLA – полимер с самой низкой термостойкостью, он может деформироваться при температуре до 60 °C. Оптимальные условия его использования – температура окружающей среды.

Лучший по термостойкости: ABS, поскольку он сохраняет стабильность при умеренных температурах.

6. Биоразлагаемость и возможность вторичного использования

ABS не поддается биологическому разложению, но его можно перерабатывать. Однако предприятия по переработке этого пластика могут быть доступны не везде.

PETG также не является биодеградируемым материалом и также подходит для рециклинга. Многие заводы принимают PETG благодаря его совместимости с процессами переработки PET.

TPU, как правило, не подвержен биоразложению, а возможности его переработки ограничены, так как для этого требуются специализированные предприятия.

PLA поддается биологическому разложению в условиях промышленного компостирования, это наиболее экологичный из всех четырех материалов. Однако для его полного разложения требуются особые условия.

Лучшие показатели у PLA – по биоразлагаемости, у PETG и ABS – по пригодности к переработке.

Сводная таблица

Выбор правильного материала для FGF‑принтера

Каждый из рассмотренных материалов обладает уникальными преимуществами для 3D‑печати по технологии прямой экструзии полимерных гранул:

1. ABS идеально подходит для изготовления долговечных, высокопрочных деталей, функционирующих при умеренных температурах, например, автомобильных и промышленных компонентов.

2. PETG обладает сбалансированной прочностью, химической стойкостью и прост в эксплуатации. Напечатанные модели могут использоваться как в помещениях, так и на открытом воздухе.

3. TPU – лучший выбор, когда необходимы гибкость, амортизация и износостойкость применительно к промышленным изделиям и потребительским товарам.

4. PLA – экологически чистый, легкий в печати материал, лучше всего подходящий для нетехнических проектов или изделий, в которых важна внешняя эстетика.

Выбор подходящего материала зависит от конкретных требований вашего проекта, таких как прочность, гибкость, воздействие внешних факторов и экологическая безопасность.

Есть вопросы? Задайте их нашим экспертам онлайн

Статья опубликована 20.03.2025 , обновлена 20.03.2025