Stampa 3D con la plastica ABS: Tutto quello che devi sapere

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) è una delle termoplastiche più popolari per la stampa 3D. Grazie alla sua robustezza, all’alta resistenza al calore e all’usura e al suo costo relativamente basso, l’ABS è comunemente usato in una varietà di applicazioni industriali e di consumo. L’ABS è anche noto per essere più forte e più durevole del PLA, un’altra termoplastica preferita, anche se un po’ più difficile da lavorare.

Il tutorial di oggi esaminerà i vantaggi e le limitazioni della stampa 3D con ABS, e darà anche alcuni suggerimenti su come superare le difficoltà comuni e rendere la stampa 3D con ABS un processo il più semplice possibile.

Perché stampare in 3D con l’ABS?

• Forti proprietà meccaniche: L’ABS possiede grandi proprietà meccaniche, in particolare rispetto al PLA. La sua tenacità, durata e duttilità lo rendono un ottimo materiale per le applicazioni di “usura”. A differenza del PLA, l’ABS può anche resistere alle alte temperature e ha un migliore allungamento a rottura.

• Post-processing: L’ABS si presta bene a varie tecniche di post-elaborazione. Levigatura, verniciatura (con vernici acriliche), incollaggio, fresatura, foratura e taglio – tutte queste fasi di post-elaborazione possono essere fatte con un pezzo in ABS. Essendo una plastica solubile in acetone, l’ABS può anche essere levigato con acetone per ottenere una finitura superficiale lucida.
• Nuovi materiali: L’ABS può essere usato per creare materiali con proprietà migliorate. Tali materiali includono proprietà come la biocompatibilità, la conduttività e la traslucenza, per citarne alcune. Come il nylon, l’ABS può anche essere miscelato con altri materiali per ottenere maggiori proprietà meccaniche, ad esempio PC-ABS (policarbonato-ABS) con forza e resistenza al calore superiori.
• Precisione: la stampa 3D con ABS può creare parti dimensionalmente accurate. Le stampe in ABS tendono ad essere dimensionalmente accurate con caratteristiche minime di 1,2 mm, anche se va notato che le impostazioni della stampante e la complessità di una parte determinano principalmente il livello di precisione.

Quali sono i limiti della stampa 3D con ABS?

• L’ABS è igroscopico, cioè assorbe umidità dall’aria. Se non conservati correttamente, i filamenti ABS umidi possono portare a una stampa di scarsa qualità o addirittura a un processo di stampa fallito a causa dell’intasamento di un ugello.

• I materiali ABS possono essere danneggiati dall’esposizione prolungata alla luce del sole, che influenzerà negativamente la qualità di una stampa. Quindi, per le applicazioni che saranno esposte alla luce ultravioletta diretta, è meglio scegliere un filamento resistente ai raggi UV, per esempio, ASA.

• Quando si lavora con l’ABS, è necessaria l’impostazione corretta della temperatura per garantire che una stampa si raffreddi lentamente. Un processo di raffreddamento lento previene la rottura di una parte ed è anche responsabile di una migliore adesione degli strati. Gestire la giusta temperatura, tuttavia, può richiedere un po’ di tempo e può comportare alcuni tentativi ed errori.
• Quando viene riscaldato, l’ABS emette fumi intensi e puzzolenti che possono causare irritazione e mal di testa. Pertanto, la stampa 3D con ABS richiede uno spazio di lavoro con una buona ventilazione. Tuttavia, molte stampanti FDM 3D disponibili sono dotate di un involucro o di un filtro e una ventola per l’estrazione dei fumi.

• I rapidi cambiamenti di temperatura durante il processo di stampa possono anche causare problemi di stampa come deformazioni e restringimenti. Tuttavia, questi effetti possono essere minimizzati seguendo i consigli che discuteremo di seguito.

Applicazioni comuni

L’ABS è un buon filamento per la stampa 3D per scopi generali. Le applicazioni comuni per questo materiale includono la prototipazione funzionale, la modellazione concettuale e la produzione di utensili e di alcune parti di uso finale.

Le proprietà dell’ABS come la stabilità termica, la duttilità e la lavorabilità lo rendono ideale per la produzione di prototipi a basso costo e modelli architettonici per ingegneri o dipartimenti di ricerca, e anche protesi mediche a basso costo, maniglie per utensili e persino porta-spine per auto elettriche. Questo materiale si trova anche in alcuni giocattoli stampati in 3D, come i mattoncini LEGO.

Grazie alle sue proprietà di isolamento elettrico, i filamenti ABS possono essere utilizzati per creare involucri per l’elettronica. L’industria automobilistica utilizza l’ABS per produrre strumenti come maschere e attrezzature, nonché per personalizzare i componenti interni delle auto. Nel 2014, Local Motors ha addirittura stampato in 3D l’intero telaio e il corpo di un’auto con ABS rinforzato con fibra di carbonio.

Suggerimenti e trucchi

Requisiti di base per la stampa:

Temperatura dell’estrusore: 220-250 °C
Temperatura del letto di stampa: 95-110 °C
Involucro: altamente raccomandato
Rivestimento del letto di stampa: raccomandato (nastro Kapton, ABS Slurry)

• L’ABS è sensibile ai cambiamenti di temperatura, e questo può causare il ritiro del materiale. Per questo motivo, un letto di stampa riscaldato è un must quando si stampa con l’ABS. Assicurarsi che il letto di stampa sia riscaldato a 110º C per evitare il restringimento. È anche consigliabile che una stampante 3D abbia un recinto per prevenire qualsiasi rapido cambiamento di temperatura.

• Come regola empirica, è tipicamente una buona pratica stampare i primi strati della tua parte con una temperatura da 10 a 20 gradi più alta per assicurare che gli strati aderiscano correttamente al letto di stampa.

• Per una migliore adesione degli strati, considera anche di coprire il letto di stampa con nastro Kapton. Questo renderà anche più facile pulire il letto di stampa dopo. Un’altra opzione può essere uno slurry ABS: mescolare un po’ di filamento ABS con acetone e spargerlo sul letto di stampa prima di stampare.

• Le stampe ABS più grandi possono anche essere afflitte da deformazioni. Per evitarlo, inserite nel progetto della vostra parte un’ulteriore tesa intorno ai bordi inferiori. Un bordo aggiunge diversi anelli di materiale che sono attaccati alla parte sui primi strati. Gli orli aiutano a migliorare l’adesione degli strati e prevengono l’arricciatura. Una volta che l’oggetto è completo, un bordo può essere facilmente rimosso.

• Poiché l’ABS produce fumi irritanti quando viene riscaldato, assicurati di stampare in un’area ben ventilata.

• Siccome i filamenti ABS assorbono l’umidità, non esporli all’aria e all’acqua per lunghi periodi di tempo. È fondamentale conservare i rotoli di filamento in contenitori sigillati in luoghi freschi e asciutti per evitare la degradazione.

La stampa 3D con l’ABS può richiedere inizialmente un po’ di tempo e di sforzo per trovare le impostazioni giuste per la tua applicazione. Tuttavia, nonostante questo, l’ABS possiede una vasta gamma di vantaggi che, insieme al suo basso costo, lo rendono un materiale da utilizzare sia per le applicazioni industriali che per quelle di consumo.