ABS-materialen selecteren voor hoogwaardig FDM 3D-printen

ABS-kunststoffen zijn een familie van veelvoorkomende thermoplastische harsen gekenmerkt door hun hoge impactssterkte, rigiditeit en chemische weerstand. Gemaakt door een rubberachtige versterker te polymeriseren met styreen- en acrylonitrielverbindingen, zijn ABS-kunststoffen relatief goedkoop te produceren, eenvoudig te CNC-bewerken of te frezen, en uitstekend geschikt voor injectiegieten. ABS-kunststoffen en gerelateerde Acrylonitriel-Styreen-Acrylaat (ASA) materialen hebben ook lage smeltpunten, wat ze ideaal maakt voor sommige additieve productieprocessen.

Fused Deposition Modeling (FDM) is een additieve methode die delen creëert door materiaal door een verwarmde neus te extruderen, laag voor laag, tot het stuk compleet is. FDM-printers kunnen grotere delen produceren dan veel andere additieve technologieën en stellen fabricanten in staat om snelle, economische prototypes en eindgebruiksdelen te maken met diverse afwerkopties.

Echter, verschillende ABS- en ASA-materialen kunnen gebruikt worden om FDM-geprinte componenten te creëren met diverse fysieke en chemische kenmerken, dus het is essentieel dat productteams de behoeften van de eindtoepassing de materiaalkeuze laten sturen.

Belangrijke materiaaloverwegingen voor FDM-printen

Bij het selecteren van een ABS-thermoplast moeten ingenieurs rekening houden met de eindtoepassing van het deel, de functie, het uiterlijk en of de materialen extra certificering vereisen.

De toepassing van het stuk moet de primaire drijfveer zijn voor materiaalkeuze. Het proberen zachte, flexibele materialen te gebruiken voor componenten die hoge sterkte en impactweerstand vereisen, zal alleen de functionele effectiviteit van het deel ondermijnen.

Materiaalkeuze moet daarom afgestemd zijn op de vereiste kenmerken van het deel. Hoe het deel verwacht wordt te presteren, zal ook de pool van haalbare materialen beperken. Delen die vlambaard, UV-bestendig, flexibel moeten zijn of elektrische isolatie moeten bieden, zullen elk een specifieke set overwegingen oproepen bij het kiezen van materialen.

Sommige ABS-kunststoffen kunnen in volledige CMYK-kleur FDM-geprint worden met hoge resolutie en indrukwekkende cosmetische afwerkingen, terwijl andere extra polijsten of nabehandeling vereisen. Deze extra kosten zijn niet noodzakelijk prohibitief, maar moeten in gedachten gehouden worden bij het selecteren van een productiemateriaal.

Ten slotte, afhankelijk van de toepassing, kunnen materialen gecertificeerd moeten worden voor biocompatibiliteit, chemische weerstand, sterilisatiemogelijkheden, toxiciteit of andere factoren, door de FDA of andere industrie-specifieke organisaties.

Hier zijn enkele van de meest voorkomende ABS- en ASA-materialen die gebruikt worden voor FDM. Let op dat de volgende metrieken gebaseerd zijn op Stratasys-materialen, en er kunnen kleine variaties zijn tussen leveranciers.

PC-ABS

Deze combinatie van polycarbonaat (PC) en ABS-thermoplasten is zacht, duurzaam en hittebestendig, terwijl het ook goede buigsterkte biedt. PC-ABS is extrem nuttig bij het fabriceren van industriële apparatuur en het prototypen van elektrisch gereedschap. De volgende metrieken gelden voor het XZ-vlak, tenzij anders aangegeven.

• Warmteafbuigingstemperatuur @ 66 psi: 257°F (125°C)
• Strekgrens: 36 MPa (5.300 psi)
• Rekking @ strekgrens: 3,01%
• Sterkte @ breuk (ZX-orientatie): 34 MPa (5.070 psi)
• Rekking @ breuk: 4,7%
• Trekkingsmodulus: 1,98 GPa (270 ksi)
• Bukmodulus: 1,9 GPa (270 ksi)
• Impactssterkte: 249 J/m genotched (655 J/m onge-notched)

ABS-ESD7

Deze thermoplast heeft statisch-dissipatieve eigenschappen die het ideaal maken voor toepassingen waar gevoeligheid voor statische ontlading een zorg is, waaronder hulpmiddelen voor het assembleren van elektronica, verpakking en behuizingen.

• Warmteafbuigingstemperatuur @ 66 psi: 221°F (105°C)
• Strekgrens: 35 MPa (5.130 psi)
• Rekking @ strekgrens: 2,06%
• Sterkte @ breuk (ZX-orientatie): 35 MPa (4.920 psi)
• Rekking @ breuk: 3,4%
• Trekkingsmodulus: 2,7 GPa (390 ksi)
• Bukmodulus: 2,4 GPa (350 ksi)
• Impactssterkte: 35 J/m genotched (200 J/m onge-notched)

ABS-M30

ABS-M30 biedt sterkere laagbinding dan standaard ABS, wat dit materiaal aanzienlijk meer sterkte geeft. Het is een uitstekend materiaal voor functionele prototypes, hulpmiddelen en eindgebruiksdelen.

• Warmteafbuigingstemperatuur @ 66 psi: 220 °F (104°C)
• Strekgrens: 30 MPa (4.470 psi)
• Rekking @ strekgrens: 8,06%
• Sterkte @ breuk (ZX-orientatie): 35 MPa (4.920 psi)
• Rekking @ breuk: 3,4%
• Trekkingsmodulus: 2,4 GPa (320 ksi)
• Bukmodulus: 2,22 GPa (320 ksi)
• Impactssterkte: 100 J/m genotched (290 J/m onge-notched)

ABS-M30i

Dit hoogsterkte materiaal is vergelijkbaar met ABS M30, met het extra voordeel van biocompatibiliteit. Het materiaal kan ook gesteriliseerd worden, wat het goed geschikt maakt voor FDM-geprinte componenten die in contact komen met voedsel, medicijnen of huid.

• Warmteafbuigingstemperatuur @ 66 psi: 204°F (96°C)
• Strekgrens: 331 MPa (48.007 psi)
• Rekking @ breuk: 4%
• Trekkingssterkte: 36 MPa (4.650 psi)
• Trekkingsmodulus: 2.400 MPa (350.000 psi)
• Buksterkte: 61 MPa (8.800 psi)
• Bukmodulus: 2.300 MPa (336.000 psi)
• Impactssterkte: 139 J/m genotched (283 J/m onge-notched)

ASA

ASA lijkt op ABS maar biedt superieure UV-weerstand, weshalb het veel gebruikt wordt voor delen die aan de elementen blootstaan en voor infrastructuurtoepassingen.

• Warmteafbuigingstemperatuur @ 66 psi: 216°F (102°C)
• Strekgrens: 33 MPa (4.750 psi)
• Rekking @ strekgrens: 2,52%
• Sterkte @ breuk (ZX-orientatie): 30 MPa (4.630 psi)
• Rekking @ breuk: 5,9%
• Trekkingsmodulus: 2,14 GPa (310 ksi)
• Bukmodulus: 1,97 GPa (285 ksi)
• Impactssterkte: 45 J/m genotched (285 J/m onge-notched)

Waarom ABS/ASA?

ABS- en ASA-harsen zijn sterk, duurzaam en slijtvaste, wat ze goed geschikt maakt voor een breed scala aan deeltoepassingen, zoals beschermende behuizingen, consumentengoederen en andere objecten die slijtage moeten weerstaan. ABS-kunststoffen tonen ook goede elektrische isolatie en hoge dimensionale stabiliteit, wat betekent dat ze niet mechanisch afbreken in de loop van de tijd. Daarnaast zijn ABS- en ASA-harsen kosteneffectief te produceren, wat ze breed toegankelijk maakt voor productteams met budgetten van alle formaten.

Het is de moeite waard om op te merken dat ABS-harsen na langdurige blootstelling aan zonlicht broos kunnen worden. Echter, zoals hierboven vermeld, bieden ASA-kunststoffen veel betere UV- en weerbestendigheid.

Aan de slag met ABS/ASA

ABS- en ASA-harsen zijn een veelzijdige groep thermoplastische materialen bekend om hun hoge sterkte, stijfheid en impactweerstand – kenmerken die ze ideaal maken voor veel toepassingen die duurzaamheid vereisen. Omdat de ABS-familie een scala aan verschillende fysieke en chemische eigenschappen biedt, is het kiezen van het materiaal dat het beste past bij een gegeven toepassing de sleutel tot het garanderen van het succes en de effectiviteit van het deel.

Samenwerken met een ervaren fabrikant als Fast Radius kan meer vereenvoudigen dan alleen het materiaalselectieproces. Ons team van ingenieurs en ontwerpers staat klaar om deeloontwerpen te optimaliseren, wat ons in staat stelt tijd- en kostenbesparingen door te geven aan onze klanten zonder verlies aan productkwaliteit. We bieden end-to-end advisering en productontwikkelingsdiensten aan al onze klanten, zodat niet alleen producten geoptimaliseerd zijn voor fabricagebaarheid, functionaliteit en esthetiek, maar ook snel en betaalbaar geproduceerd worden. Neem vandaag nog contact met ons op om een order te starten.

Bezoek onze site voor meer informatie over de volledige suite van productiediensten die we aanbieden. Ons resource center biedt ook inzichten in alles van hoe digitale productie de wereldwijde economie beïnvloedt tot andere diepgang in veelvoorkomende materialen voor additieve productie.

Klaar om uw delen te maken met Fast Radius?