Materiais ABS comuns para modelagem de deposição fundida (FDM)

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

A modelagem de deposição fundida (FDM) é um método aditivo que cria peças por extrusão de material através de um bico aquecido, uma camada de cada vez, até que a peça esteja completa. As impressoras FDM podem fabricar peças maiores do que muitas outras tecnologias aditivas e permitem que os 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 em FDM com uma variedade de características físicas e químicas, por isso é essencial que as equipes de produto deixem que as necessidades da aplicação final guiem a seleção do material.

Considerações importantes sobre o material para impressão FDM

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

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

A escolha do material deve, portanto, estar alinhada com as características exigidas da peça. O desempenho esperado da peça também limitará o conjunto de materiais viáveis. As peças que devem ser retardantes de chama, resistentes aos raios UV, flexíveis ou que fornecem isolamento elétrico levantarão um conjunto específico de considerações ao escolher os 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 levados em consideração ao selecionar um material de produção.

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

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

PC-ABS

Essa combinação de termoplásticos de policarbonato (PC) e ABS é resistente, durável e resistente ao calor, além de oferecer boa resistência à flexão. O PC-ABS é extremamente útil na fabricação de equipamentos industriais e prototipagem de ferramentas elétricas. As métricas a seguir são para o plano XZ, salvo indicação em contrário.

• Temperatura de deflexão de calor @ 66 psi:257°F (125°C)
• Força de rendimento:36 MPa (5.300 psi)
• Alongamento @ rendimento:3,01%
• Força na quebra (orientação ZX):34 MPa (5.070 psi)
• Alongamento na quebra:4,7%
• Módulo de tração:1,98 GPa (270 ksi)
• Módulo de flexão:1,9 GPa (270 ksi)
• Resistência ao impacto:249 J/m com entalhe (655 J/m sem entalhe)

ABS-ESD7

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

• Temperatura de deflexão de calor @ 66 psi:221°F (105°C)
• Força de rendimento:35 MPa (5.130 psi)
• Alongamento @ rendimento:2,06%
• Força na quebra (orientação ZX):35 MPa (4.920 psi)
• Alongamento na quebra:3,4%
• Módulo de tração:2,7 GPa (390 ksi)
• Módulo de flexão:2,4 GPa (350 ksi)
• Resistência ao impacto:35 J/m com entalhe (200 J/m sem entalhe)

ABS-M30

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

• Temperatura de deflexão de calor @ 66 psi:220 °F (104 °C)
• Força de rendimento:30 MPa (4.470 psi)
• Alongamento @ rendimento:8,06%
• Força na quebra (orientação ZX):35 MPa (4.920 psi)
• Alongamento na quebra:3,4%
• Módulo de tração:2,4 GPa (320 ksi)
• Módulo de flexão:2,22 GPa (320 ksi)
• Resistência ao impacto:100 J/m com entalhe (290 J/m sem entalhe)

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 de calor @ 66 psi:204°F (96°C)
• Força de rendimento:331 MPa (48.007 psi)
• Alongamento na quebra: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 com entalhe (283 J/m sem entalhe)

ASA

O 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 de calor @ 66 psi:216°F (102°C)
• Força de rendimento:33 MPa (4750 psi)
• Alongamento @ rendimento:2,52%
• Força na quebra (orientação ZX):30 MPa (4630 psi)
• Alongamento na quebra:5,9%
• Módulo de tração:2,14 GPa (310 ksi)
• Módulo de flexão:1,97 GPa (285 ksi)
• Resistência ao impacto:45 J/m com entalhe (285 J/m sem entalhe)

Por que ABS/ASA?

As resinas ABS e ASA são fortes, duráveis ​​e resistentes à abrasão, tornando-as adequadas para uma ampla gama de aplicações de peças, como caixas de proteção, bens de consumo embalados e outros objetos que precisam resistir ao desgaste. Os plásticos ABS também demonstram bom isolamento elétrico e alta estabilidade dimensional, o que significa que não se degradam mecanicamente com o tempo. Além disso, as resinas ABA e ASA são de fabricação econômica, tornando-as amplamente acessíveis para equipes de produtos com orçamentos de todos os tamanhos.

Vale a pena notar que as resinas ABS são conhecidas por se tornarem quebradiças após longa exposição à luz solar. No entanto, como mencionado acima, os plásticos ASA oferecem uma resistência muito melhor aos raios UV e às intempéries.

Introdução ao ABS/ASA

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

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