ในขอบเขตของการพิมพ์ 3 มิติ การเลือกวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดประสิทธิภาพและช่วงการใช้งานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย Acrylonitrile Styrene Acrylate (ASA) และ Polyethylene Terephthalate Glycol (PETG) โดดเด่นในฐานะวัสดุเทอร์โมพลาสติกสองชนิดที่เป็นที่นิยมอย่างสูง โดยแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อจำกัดที่แตกต่างกัน บทความนี้ให้การเปรียบเทียบเชิงลึกของ ASA และ PETG โดยเน้นที่คุณสมบัติทางกายภาพ ความสามารถในการพิมพ์ การใช้งานในอุดมคติ และเทคนิคหลังการประมวลผล เพื่อช่วยให้ผู้ใช้ตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาด
ASA: ทนต่อสภาพอากาศได้ดีเยี่ยมและมีความแข็งแรงสูง
ASA ซึ่งเป็นรูปแบบดัดแปลงของพลาสติก ABS นั้นมีความโดดเด่นในการทนต่อสภาพอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง เช่น ภายนอกรถยนต์ เฟอร์นิเจอร์กลางแจ้ง และแบบจำลองสถาปัตยกรรม ความทนทานเป็นพิเศษเกิดจากโครงสร้างทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งยางอะคริเลตแทนที่ยางบิวทาไดอีนใน ABS ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพจาก UV
องค์ประกอบทางเคมีและการผลิต
ASA ผลิตขึ้นผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบกราฟต์ที่เกี่ยวข้องกับโมโนเมอร์สามชนิด: อะคริโลไนไทรล์ สไตรีน และอะคริเลต อะคริเลตถูกกราฟต์ลงบนกระดูกสันหลังโคพอลิเมอร์สไตรีน-อะคริโลไนไทรล์ โดยรวมจุดแข็งของแต่ละส่วนประกอบ อะคริโลไนไทรล์ให้ความเสถียรทางเคมีและความทนทานต่อความร้อน สไตรีนมีส่วนช่วยในด้านความแข็งและความสามารถในการแปรรูป และอะคริเลตช่วยเพิ่มความทนทานต่อสภาพอากาศและความแข็งแรงของแรงกระแทก
การใช้งานหลัก
นอกเหนือจากการพิมพ์ 3 มิติแล้ว ASA ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแบบดั้งเดิม ในอุตสาหกรรมยานยนต์ จะใช้สำหรับชิ้นส่วนภายนอก เช่น ตัวเรือนกระจกและแผงตัวถัง เนื่องจากทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากแสงแดด ในงานก่อสร้าง ASA ใช้สำหรับช่องระบายอากาศบนหลังคาและโปรไฟล์หน้าต่างเพื่อให้มั่นใจถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานภายใต้สภาพอากาศที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังเป็นที่นิยมสำหรับป้ายกลางแจ้ง ของเล่น และอุปกรณ์กีฬา
คุณสมบัติทางกายภาพ
ASA มีความหนาแน่นประมาณ 1.07 g/cm³ ความต้านทานแรงดึงประมาณ 44 MPa และโมดูลัสการดัดงอประมาณ 2200 MPa อุณหภูมิหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 250°C ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ ASA ยังแสดงความเสถียรของมิติที่ดีเยี่ยม ลดการเสียรูปภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิ
การพิมพ์ 3 มิติด้วย ASA
โดยทั่วไป ASA จะถูกจัดหาให้เป็นเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.75 มม. หรือ 2.85 มม. ต้องใช้อุณหภูมิการพิมพ์ที่สูงกว่า (ประมาณ 260°C) เมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ จำนวนมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดการบิดงอ เพื่อลดปัญหานี้ ขอแนะนำให้ใช้เตียงทำความร้อนและห้องสร้างแบบปิดเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ในระหว่างการพิมพ์ แม้จะมีความท้าทายเหล่านี้ ASA ให้การยึดเกาะของชั้นที่แข็งแรง ส่งผลให้งานพิมพ์มีความทนทานและพื้นผิวเรียบ ความทนทานต่อ UV ช่วยให้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ยังคงรูปลักษณ์และการทำงานไว้ได้นาน
หลังการประมวลผล
ASA เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลหลังการผลิต สามารถขัดเพื่อทำให้เส้นชั้นเรียบ ทาสีเพื่อการตกแต่งแบบกำหนดเอง และยึดติดโดยใช้กาวมาตรฐานสำหรับการประกอบงานพิมพ์หลายส่วน
PETG: ความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และใช้งานง่าย
PETG ซึ่งเป็นรุ่นดัดแปลงของ PET เป็นอีกหนึ่งตัวเลือกยอดนิยมในการพิมพ์ 3 มิติ การเติมไกลคอลจะเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุล ลดความเป็นผลึก และปรับปรุงความยืดหยุ่นและความสามารถในการพิมพ์ การปรับเปลี่ยนนี้ช่วยให้ PETG ยังคงรักษาความแข็งแรงและความทนทานต่อสารเคมีของ PET ไว้ได้ ในขณะที่ประมวลผลได้ง่ายขึ้น
องค์ประกอบทางเคมีและการปรับเปลี่ยน
PETG สังเคราะห์จากกรดเทเรฟทาลิก เอทิลีนไกลคอล และสารปรับแต่งไกลคอล สารปรับแต่งจะรบกวนความสม่ำเสมอของโซ่โมเลกุลของ PET ลดความเป็นผลึกและเพิ่มความยืดหยุ่นและความทนทานต่อแรงกระแทก นอกจากนี้ยังช่วยลดอุณหภูมิหลอมเหลว อำนวยความสะดวกในการอัดขึ้นรูปและการขึ้นรูป
การใช้งานหลัก
ความสามารถรอบด้านของ PETG ขยายไปถึงบรรจุภัณฑ์อาหาร อุปกรณ์ทางการแพทย์ ส่วนประกอบยานยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค โดยทั่วไปจะใช้สำหรับภาชนะบรรจุอาหาร ขวดเครื่องดื่ม และท่อทางการแพทย์ เนื่องจากเข้ากันได้ทางชีวภาพและทนทานต่อสารเคมี ในส่วนประกอบภายในรถยนต์ PETG ใช้สำหรับแผงหน้าปัดและฝาครอบไฟ นอกจากนี้ยังเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับขาตั้งแสดงสินค้า ป้าย และของเล่น
คุณสมบัติทางกายภาพ
PETG มีความหนาแน่นประมาณ 1.27 g/cm³ ความต้านทานแรงดึงประมาณ 50 MPa และโมดูลัสการดัดงอประมาณ 2000 MPa หลอมเหลวที่ 220–250°C และมีความเสถียรของมิติ ความทนทานต่อสารเคมี และความโปร่งใสที่ดีเยี่ยม
การพิมพ์ 3 มิติด้วย PETG
PETG พิมพ์ได้ดีที่สุดที่ 220–260°C ซึ่งต่ำกว่า ASA เล็กน้อย มีแนวโน้มที่จะบิดงอน้อยกว่าและการแยกชั้นน้อยกว่า ต้องขอบคุณอัตราการหดตัวต่ำ ไม่จำเป็นต้องใช้เตียงทำความร้อนอย่างเคร่งครัด ทำให้เข้าถึงได้ง่ายสำหรับเครื่องพิมพ์ที่หลากหลาย ความโปร่งใสของ PETG เป็นข้อได้เปรียบที่โดดเด่น แม้ว่าการตั้งค่าการพิมพ์ เช่น ความสูงและความเร็วของชั้น จะส่งผลต่อความชัดเจน การบำบัดพื้นผิวทางเคมี เช่น การใช้ไดคลอโรมีเทน สามารถเพิ่มคุณสมบัติทางแสงได้
หลังการประมวลผล
PETG สามารถขัดและทาสีได้ แม้ว่าการขัดจะช่วยลดความโปร่งใส นอกจากนี้ยังรองรับการขัดด้วยเปลวไฟ ซึ่งเป็นเทคนิคที่หลอมชั้นนอกเพื่อสร้างผิวเงางาม การยึดเกาะทำได้ง่ายด้วยกาวทั่วไป
ความท้าทาย
PETG เป็นสารดูดความชื้น ดูดซับความชื้นจากอากาศ ซึ่งอาจทำให้คุณภาพการพิมพ์ลดลง ขอแนะนำให้เก็บเส้นใยไว้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งและทำให้แห้งก่อนใช้งาน
ASA เทียบกับ PETG: การวิเคราะห์เปรียบเทียบ
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ
ความทนทานและความทนทานต่ออุณหภูมิ
อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของ ASA (105°C) สูงกว่าของ PETG (80°C) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง วัสดุทั้งสองมีความทนทาน แต่ ASA นั้นแข็งกว่าและทนต่อรอยขีดข่วนได้มากกว่า
การยึดเกาะของชั้น
PETG ทำได้ดีเยี่ยมในการยึดเกาะของชั้น ลดความเสี่ยงของการหลุดลอกในการพิมพ์ที่ซับซ้อน
การเลือกวัสดุที่เหมาะสม
เลือกใช้ ASA หากโครงการของคุณต้องการ:
เลือก PETG สำหรับ:
ข้อควรพิจารณาขั้นสุดท้าย
ไม่มีวัสดุใดที่เหนือกว่าอย่างสากล ทางเลือกขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ ความทนทานต่อสภาพอากาศและความแข็งแรงของ ASA มาพร้อมกับความซับซ้อนในการพิมพ์ที่สูงกว่า ในขณะที่ PETG สร้างสมดุลระหว่างความง่ายในการใช้งานและความสามารถรอบด้าน การทำความเข้าใจข้อแลกเปลี่ยนเหล่านี้จะนำคุณไปสู่วัสดุที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการในการพิมพ์ 3 มิติของคุณ
