3D печать всё чаще используется не только для прототипирования, но и для изготовления функциональных деталей. Когда речь заходит о механических нагрузках, особенно ударных, ключевым вопросом становится выбор материала. При печати на FDM-принтерах чаще всего сравнивают два пластика — PLA и ABS.
В этой статье мы подробно разберём, как ведут себя изделия из PLA и ABS при падении с высоты, и какой материал лучше подходит для 3д печати на заказ, если деталь может подвергаться ударам.
Почему тест на падение важен для 3D-печати
При печати модели на 3d принтере многие ориентируются на внешний вид и точность геометрии, но в реальной эксплуатации изделия часто падают, ударяются и испытывают кратковременные перегрузки.
Для 3d печати деталей это особенно критично в следующих случаях:
- корпуса электроники;
- крепёжные элементы;
- защитные кожухи;
- промышленные прототипы.
Поэтому 3d печать прототипов без оценки ударной прочности даёт неполную картину.
PLA и ABS: краткое сравнение материалов
Оба пластика широко применяются в 3d печати пластиком, но имеют принципиально разные свойства.
| Параметр | PLA | ABS |
|---|---|---|
| Жёсткость | Высокая | Средняя |
| Ударная вязкость | Низкая | Высокая |
| Хрупкость | Повышенная | Низкая |
| Сложность печати | Низкая | Средняя |
Несмотря на популярность печать PLA, именно ABS традиционно считается более устойчивым к ударам.
Методика тестирования: как мы проводили испытания
Для объективного сравнения мы напечатали одинаковые образцы при печати на 3д принтере:
- одинаковая геометрия;
- 100% заполнение;
- одинаковая ориентация слоёв;
- стандартные параметры печати.
Испытания проводились путём падения образцов с высоты 1, 1,5 и 2 метров на твёрдую поверхность.
Результаты падения PLA
Изделия из PLA показали высокую жёсткость, но при ударе энергия практически не поглощалась.
Наблюдаемые эффекты:
- трещины по слоям;
- сколы углов;
- полное разрушение при падении с 2 метров.
При печати PLA пластиком важно учитывать, что материал плохо работает на удар, особенно если изделие имеет острые углы.
Результаты падения ABS
ABS показал совершенно иное поведение. Даже при падении с большей высоты материал частично деформировался, но не разрушался.
Основные наблюдения:
- отсутствие трещин по слоям;
- поглощение энергии за счёт пластической деформации;
- сохранение функциональности детали.
Именно поэтому 3d печать на заказ функциональных корпусов часто выполняется из ABS.
Влияние слоёв и ориентации на ударную прочность
При 3d печати решающую роль играет направление слоёв. PLA особенно чувствителен к межслойной адгезии.
ABS, за счёт лучшего спекания слоёв, демонстрирует более стабильные результаты при ударе.
Фотополимерная печать и ударные нагрузки
Фотополимерная печать часто используется для точных моделей, но при печать фотополимером большинство смол уступают ABS по ударной вязкости.
Для тестов на падение фотополимеры подходят хуже, чем FDM-пластики.
Экономика выбора материала
На первый взгляд цена для PLA ниже, чем для ABS. Однако при разрушении изделия стоимость переделки может превысить экономию.
Профессиональные 3д услуги всегда учитывают сценарии эксплуатации, а не только цену филамента.
Когда выбирать PLA, а когда ABS
PLA подходит, если:
- деталь не подвергается ударам;
- важна точность геометрии;
- изделие используется в помещении.
ABS предпочтительнее, если:
- возможны падения и удары;
- деталь несёт функциональную нагрузку;
- изделие используется в реальных условиях.
Практика 3D-печати на заказ
В проектах мы регулярно сталкиваемся с ситуацией, когда изначально выбранный PLA не выдерживает испытаний, и заказчику приходится переходить на ABS.
Это особенно актуально для услуги 3д в сфере прототипирования и мелкосерийного производства.
Тест падения наглядно показывает: PLA и ABS ведут себя принципиально по-разному. PLA жёсткий и хрупкий, ABS — более вязкий и ударопрочный. При 3d печати деталей, которые могут подвергаться падениям, ABS почти всегда оказывается более надёжным выбором.
Если вы сомневаетесь в выборе материала, специалисты MeritoGroup помогут подобрать оптимальное решение под реальные условия эксплуатации.
