Selecionando Materiais ABS para Impressão 3D FDM de Alta Qualidade

Plásticos ABS são uma família de resinas termoplásticas comuns caracterizadas por sua alta resistência ao impacto, rigidez e resistência química. Criados pela polimerização de um endurecedor semelhante a borracha com compostos de estireno e acrilonitrila, plásticos ABS são relativamente baratos de produzir, fáceis de usinar CNC ou fresar CNC, e excelentes para injeção. Plásticos ABS e materiais relacionados de Acrilonitrila Estireno Acrilato (ASA) também têm pontos de fusão baixos, o que os torna ideais para alguns processos de manufatura aditiva.

Modelagem por deposição fundida (FDM) é um método aditivo que cria peças extrudando material através de um bico aquecido uma camada por vez até que a peça esteja completa. Impressoras FDM podem fabricar peças maiores que muitas outras tecnologias aditivas, e permitem que fabricantes criem protótipos rápidos e econômicos e peças de uso final com uma variedade de opções de acabamento.

No entanto, diferentes materiais ABS e ASA podem ser usados para criar componentes impressos FDM com uma variedade de características físicas e químicas, então é essencial que as equipes de produto deixem as necessidades da aplicação final guiar a seleção de material.

Principais considerações de material para impressão FDM

Ao selecionar um termoplástico ABS, engenheiros devem considerar a aplicação final da peça, função, aparência e se os materiais precisam de certificação adicional.

A aplicação da peça deve ser o principal direcionador para seleção de material. Por exemplo, tentar usar materiais macios e flexíveis para criar componentes que precisam de alta resistência e resistência ao impacto apenas prejudicará a eficácia funcional da peça.

A escolha do material deve, portanto, alinhar-se com as características requeridas da peça. Como a peça deve performar também limitará o conjunto de materiais viáveis. Peças que devem ser retardantes a chamas, resistentes a UV, flexíveis ou que fornecem isolamento elétrico cada uma levantará um conjunto específico de considerações ao escolher materiais.

Alguns plásticos ABS podem ser impressos em FDM em cores CMYK completas com alta resolução e acabamentos cosméticos impressionantes, enquanto outros exigirão polimento adicional ou pós-produção. Esses custos adicionais não são necessariamente proibitivos, mas devem ser mantidos em mente ao selecionar um material de produção.

Finalmente, dependendo da aplicação da peça, materiais podem precisar ser certificados para biocompatibilidade, resistência química, capacidade de esterilização, toxicidade ou outros fatores, seja pela FDA ou outras organizações específicas da indústria.

Aqui estão alguns dos materiais ABS e ASA mais comuns usados para FDM. Observe que as seguintes métricas são baseadas em materiais Stratasys, e pode haver pequenas variações entre fornecedores.

PC-ABS

Esta combinação de termoplásticos de policarbonato (PC) e ABS é resistente, durável e resistente ao calor, enquanto também oferece boa resistência à flexão. PC-ABS é extremamente útil na fabricação de equipamentos industriais e prototipagem de ferramentas elétricas. As seguintes métricas são para o plano XZ, a menos que indicado de outra forma.

• Temperatura de deflexão térmica @ 66 psi: 257°F (125°C)
• Resistência ao escoamento: 36 MPa (5.300 psi)
• Alongamento @ escoamento: 3,01%
• Resistência @ ruptura (orientação ZX): 34 MPa (5.070 psi)
• Alongamento @ ruptura: 4,7%
• Módulo de tração: 1,98 GPa (270 ksi)
• Módulo de flexão: 1,9 GPa (270 ksi)
• Resistência ao impacto: 249 J/m entalhado (655 J/m não entalhado)

ABS-ESD7

Este termoplástico tem propriedades dissipativas de estática que o tornam ideal para aplicações onde a sensibilidade a descarga estática é uma preocupação, incluindo ferramentas usadas para montar eletrônicos, embalagens e invólucros.

• Temperatura de deflexão térmica @ 66 psi: 221°F (105°C)
• Resistência ao escoamento: 35 MPa (5.130 psi)
• Alongamento @ escoamento: 2,06%
• Resistência @ ruptura (orientação ZX): 35 MPa (4.920 psi)
• Alongamento @ ruptura: 3,4%
• Módulo de tração: 2,7 GPa (390 ksi)
• Módulo de flexão: 2,4 GPa (350 ksi)
• Resistência ao impacto: 35 J/m entalhado (200 J/m não entalhado)

ABS-M30

ABS-M30 oferece ligação de camada mais forte que ABS padrão, o que dá a este material resistência significativamente maior. É um excelente material para protótipos funcionais, ferramentas e peças de uso final.

• Temperatura de deflexão térmica @ 66 psi: 220°F (104°C)
• Resistência ao escoamento: 30 MPa (4.470 psi)
• Alongamento @ escoamento: 8,06%
• Resistência @ ruptura (orientação ZX): 35 MPa (4.920 psi)
• Alongamento @ ruptura: 3,4%
• Módulo de tração: 2,4 GPa (320 ksi)
• Módulo de flexão: 2,22 GPa (320 ksi)
• Resistência ao impacto: 100 J/m entalhado (290 J/m não entalhado)

ABS-M30i

Este material de alta resistência é semelhante ao ABS M30, com o benefício adicional de ser biocompatível. O material também pode ser esterilizado, tornando-o adequado para componentes impressos em FDM que entram em contato com alimentos, medicamentos ou pele.

• Temperatura de deflexão térmica @ 66 psi: 204°F (96°C)
• Resistência ao escoamento: 331 MPa (48.007 psi)
• Alongamento @ ruptura: 4%
• Resistência à tração: 36 MPa (4.650 psi)
• Módulo de tração: 2.400 MPa (350.000 psi)
• Resistência à flexão: 61 MPa (8.800 psi)
• Módulo de flexão: 2.300 MPa (336.000 psi)
• Resistência ao impacto: 139 J/m entalhado (283 J/m não entalhado)

ASA

ASA é semelhante ao ABS, mas oferece resistência UV superior, razão pela qual é comumente usado para peças expostas aos elementos e para aplicações de infraestrutura.

• Temperatura de deflexão térmica @ 66 psi: 216°F (102°C)
• Resistência ao escoamento: 33 MPa (4750 psi)
• Alongamento @ escoamento: 2,52%
• Resistência @ ruptura (orientação ZX): 30 MPa (4630 psi)
• Alongamento @ ruptura: 5,9%
• Módulo de tração: 2,14 GPa (310 ksi)
• Módulo de flexão: 1,97 GPa (285 ksi)
• Resistência ao impacto: 45 J/m entalhado (285 J/m não entalhado)

Por que ABS/ASA?

Resinas ABS e ASA são fortes, duráveis e resistentes à abrasão, tornando-as adequadas para uma ampla gama de aplicações de peças, como invólucros de proteção, bens de consumo embalados e outros objetos que precisam resistir a desgaste. Plásticos ABS também demonstram bom isolamento elétrico e alta estabilidade dimensional, significando que não se degradam mecanicamente ao longo do tempo. Além disso, resinas ABS e ASA são econômicas de fabricar, tornando-as amplamente acessíveis a equipes de produto com orçamentos de todos os tamanhos.

Vale notar que resinas ABS são conhecidas por se tornarem quebradiças após longa exposição à luz solar. No entanto, como mencionado acima, plásticos ASA fornecem resistência UV e à intempérie muito melhor.

Começando com ABS/ASA

Resinas ABS e ASA são um grupo versátil de materiais termoplásticos conhecidos por sua alta resistência, rigidez e resistência ao impacto — características que os tornam ideais para muitas aplicações que requerem durabilidade. Como a família ABS oferece uma gama de diferentes propriedades físicas e químicas, escolher o material mais adequado para uma dada aplicação é fundamental para garantir o sucesso e a eficácia da peça.

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