Thế giới đã tiến xa hơn kể từ lần đầu tiên chúng ta nghe thấy từ in 3D. Nó gần giống như những câu chuyện cổ tích thời thơ ấu, khi mọi thứ đều kỳ diệu và chúng tôi có toàn quyền kiểm soát nó. In 3D cung cấp cùng một lời hứa kiểm soát thế giới vật lý nhưng theo một cách kỹ thuật hơn. In 3D đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ nay và vẫn đang cung cấp cho những người thường xuyên các công cụ thiết kế và sản xuất mạnh mẽ. Đây là một quá trình chế tạo phụ gia có thể biến hình học do máy tính tạo ra thành các vật thể bằng nhiều vật liệu khác nhau. Từ những máy in để bàn cũ cho đến tương lai của sản xuất phụ gia, in 3D đã đi một chặng đường dài kể từ cuối những năm 80.
Đột phá, thay đổi trò chơi và đột phá chỉ là một vài trong số rất nhiều từ để mô tả rõ hơn về công nghệ đang phát triển được gọi là in 3D. Điều làm cho công nghệ này đặc biệt độc đáo trong số các công nghệ chế tạo khác là nó dễ dàng truy cập. Thêm vào đó, nó đã làm cho không thể tưởng tượng được bằng cách biến giấc mơ thành hiện thực đa chiều. Tuy nhiên, in 3D là nhiều hơn những gì đáp ứng mắt. Có lẽ phần quan trọng nhất của quy trình in 3D là sử dụng đúng chất liệu. Và khi nói đến vật liệu, PLA và ABS là hai loại vật liệu phổ biến nhất được sử dụng để in 3D, chủ yếu là in 3D FDM, với mỗi loại là khác nhau.
Poly Lactic Acid, hay thường được gọi đơn giản là PLA, là một loại nhựa nhiệt dẻo dựa trên ngô thường được sử dụng bởi mọi máy in 3D FDM trên thị trường. Đây là một trong những loại sợi in 3D phổ biến nhất và là vật liệu dễ làm việc. Nó là một loại nhựa nhiệt dẻo tan trong nước, có thể được sử dụng làm vật liệu hỗ trợ và có thể được rửa sạch bằng nước (không phải dung môi) và tái sử dụng. Vì nó được sản xuất từ bột bắp, axit lactic được trùng hợp trong quá trình này. Và phần tốt nhất, nó có thể được tái chế và vì nó là nhựa không hóa dầu, nên nó là một lựa chọn vật liệu thân thiện với môi trường.
Acrylonitrile Butadiene Styrene, hoặc ABS, là một loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến được sử dụng lý tưởng cho đúc phun. Nó là một loại nhựa gốc dầu mạnh mẽ và cứng cáp nhưng nó không thân thiện với môi trường như PLA vì thành phần nhựa gốc dầu. Nó có điểm nóng chảy cao hơn và tuổi thọ dài hơn PLA, cộng với nó có lợi thế về nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh cao hơn nhiều. ABS là lựa chọn vật liệu ưa thích cho các bộ phận và vật thể có khả năng chịu nhiệt độ lên tới 100 độ C để đảm bảo rằng các vật thể in tuân thủ nền tảng.
PLA là một trong những vật liệu nhiệt dẻo phổ biến nhất được sử dụng trong in 3D và nó là một loại nhựa nhiệt dẻo có khả năng phân hủy sinh học dựa trên ngô được tạo ra từ các nhà máy đường như mía, ngô và khoai mì. Nó có thể được tái chế và vì nó là nhựa không hóa dầu, nên nó là một lựa chọn vật liệu thân thiện với môi trường. Mặt khác, ABS là một loại nhựa nhiệt dẻo gốc dầu với nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh cao hơn nhiều nhưng không thân thiện với môi trường như PLA vì thành phần nhựa gốc dầu. Không giống như PLA, nó cũng có thể khó hoạt động và đòi hỏi một nền tảng xây dựng nóng để in.
Cả hai sợi PLA và ABS là những vật liệu phổ biến nhất được sử dụng để in 3D. Tuy nhiên, PLA cứng hơn và linh hoạt hơn ABS nhưng có điểm nóng chảy thấp hơn nhiều so với ABS khoảng 180 đến 220 độ C. Mặt khác, ABS được coi là vô định hình có nghĩa là nó không có điểm nóng chảy thực sự. ABS được tạo ra bằng cách trùng hợp styren và acrylonitril với sự có mặt của polybutadiene, cho phép polymer mềm dần khi nhiệt độ tăng. PLA thể hiện độ ma sát cao hơn so với ABS khiến cho việc đùn cực kỳ khó khăn.
Các sợi PLA có độ bền kéo lớn hơn nhưng hiệu suất tương đối giống như các sợi ABS. PLA có chất lượng phù hợp hơn khi xuất ra từ máy đùn và nó không tỏa ra mùi khó chịu. Hơn nữa, nó hiếm khi bong bóng hoặc cong vênh trong giai đoạn in, làm cho nó lý tưởng cho các đối tượng chi tiết hơn. Tuy nhiên, ABS không được khuyến nghị cho các thiết kế có độ chi tiết cao vì nó dễ bị sủi bọt trong giai đoạn đùn. Không giống như PLA, ABS cũng có thể khó hoạt động và nó đòi hỏi một nền tảng xây dựng nóng, điều mà nhiều máy in tại nhà không có.
Cả hai đều là lựa chọn vật liệu ưa thích để in FDM và thường có chi phí tương tự nhau, nhưng ABS phù hợp nhất cho các ứng dụng yêu cầu cường độ, độ ổn định nhiệt và độ dẻo. Nó được sử dụng theo nhiều cách khác nhau từ các ứng dụng công nghiệp để đùn cho đến đồ chơi của trẻ em như gạch Lego cho đến các nhạc cụ. PLA, mặt khác, dễ sử dụng và an toàn hơn và cũng dễ vỡ hơn nhiều so với các loại nhựa nhiệt dẻo khác. Nhựa PLA thường được sử dụng cho hộp đựng thực phẩm và màng nhựa để đóng gói. Nó kém chắc chắn hơn so với ABS, giúp sử dụng thẩm mỹ tốt hơn là cơ học.
Mặc dù cả sợi PLA và ABS là vật liệu nhiệt dẻo phổ biến nhất được sử dụng cho in 3D FDM, mỗi loại có các đặc tính độc đáo riêng cho vay để thiết kế chi tiết hơn hoặc các bộ phận bền hơn. PLA dễ sử dụng và an toàn hơn và cũng dễ vỡ hơn nhiều so với các loại nhựa nhiệt dẻo khác, nhưng ABS phù hợp nhất cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền, độ ổn định nhiệt và độ dẻo. Tuy nhiên, PLA dễ bị bong bóng và cong vênh hơn, tốt hơn cho việc sử dụng thẩm mỹ hơn là cơ học.