Prusament PLA vs PETG vs ASA: Gedetailleerde materiaalvergelijking en tests

Introductie

PLA, PETG en ASA blijven de drie meest gebruikte 3D-printmaterialen, ondanks het groeiende aanbod aan thermoplasten. Elk materiaal biedt unieke voordelen en compromissen. Deze vergelijking test Prusament-filamenten op het gebied van printbaarheid, mechanische eigenschappen, slagvastheid en thermische stabiliteit om u te helpen het juiste materiaal voor uw project te kiezen.

Verpakking en prijsstelling

Alle drie de Prusament-materialen worden geleverd in verzegelde kartonnen dozen met hersluitbare plastic zakken en droogmiddel. De spoelen hebben kenmerkende zeshoekige uitsparingen die het gewicht en de verzendkosten verlagen en tegelijkertijd ankerpunten bieden voor het uiteinde van het filament. Elke spoel bevat een productiedatum, printinstellingen en een QR-code voor tracking en kwaliteitsinformatie.

De prijs varieert per materiaal. PLA kost €25 per kilogram, terwijl PETG en ASA beide €30 per spoel kosten. De ASA-spoel bevat echter slechts 850g in plaats van 1kg, omdat ASA een 15% lagere dichtheid heeft. Dit resulteert in een prijs per kilogram van €35 voor ASA. Berekend per lengte kost PLA 7,5 cent per meter, terwijl zowel PETG als ASA 9 cent per meter kosten. In de VS is Prusament verkrijgbaar via Amazon met gratis Prime-verzending.

Printkwaliteit en uiterlijk

Alle drie de materialen konden succesvol worden geprint op een Original Prusa i3 Mk3s met standaardinstellingen zonder parameterwijzigingen. PLA werd geprint op 215°C met 100% koelventilator, PETG op 250°C met 30-50% ventilator en ASA op 260°C met 20% ventilator.

Overhangen presteerden goed tot 55° bij alle materialen, met kwaliteitsverlies vanaf 65°. ASA behield opvallend goed de kwaliteit bij steilere hoeken. Stringing en kleine details waren vergelijkbaar tussen de materialen, waarbij PETG iets meer stringing vertoonde bij fijne punten. PLA blonk uit in bridging, PETG presteerde adequaat en ASA vertoonde de meeste moeite.

De 3D Benchy-testmodellen zagen er uitstekend uit bij alle drie de materialen. De legergroene PLA en gitzwarte PETG vertoonden glanzende afwerkingen, terwijl de oranje ASA een matte uitstraling gaf. PETG vertoonde lichte stringing en ASA liet een kleine stap in de vloerhoogte zien, wat wijst op grotere krimp tijdens het afkoelen. Het detail van de ASA-schoorsteen, doorgaans uitdagend voor deze materiaalgroep, werd strak geprint dankzij de ingeschakelde koelventilator.

Statische sterkte en laag-adhesie

Voor mechanische tests werden aangepaste haak-samples gebruikt in plaats van gestandaardiseerde dog-bone teststukken. Horizontale haken (plat geprint) testten de statische sterkte, terwijl verticale haken (staand geprint) de laag-adhesie evalueerden.

De resultaten van de horizontale haken toonden aan dat PLA bezweek bij 73kg met een plotselinge breuk na minimale vervorming. ASA bezweek bij 57kg met vergelijkbaar bros gedrag. PETG was het zwakst bij 55kg, maar vertoonde aanzienlijke ductiliteit; het rekte aanzienlijk uit voor het bezweek in plaats van plotseling te breken.

De test met verticale haken onthulde verschillen in laag-adhesie. PLA-haken bezweken bij gemiddeld 40kg, wat 55% van de horizontale sterkte vertegenwoordigt. PETG-haken bezweken bij 25kg, of 46% van de horizontale sterkte. ASA-haken bezweken bij slechts 17kg, slechts 29% van de horizontale sterkte. Deze zwakte weerspiegelt de voorkeur van ASA voor printen in een verwarmde kamer zonder koeling. Toen ASA werd getest in een behuizing bij ongeveer 30°C, steeg de bezwijkbelasting naar 20kg, een verbetering van 20%. Ideale resultaten zouden hogere kamertemperaturen vereisen.

Stijfheidsvergelijking

Stijfheid meet de weerstand tegen vervorming, wat verschilt van sterkte. Een 3-punts buigtest met volledig massieve staven kwantificeerde de buigmodulus van elk materiaal.

PLA vertoonde de hoogste stijfheid met 3.300 MPa. ASA stond op de tweede plaats met 2.300 MPa. PETG was het meest flexibel met 1.900 MPa en bereikte slechts 70% van de stijfheid van PLA. Dit verschil is relevant bij het ontwerpen van onderdelen die stijfheid vereisen.

Slagvastheidstests

Slaggedrag verschilt van statische sterkte vanwege materiaaleigenschappen die afhankelijk zijn van de reksnelheid. Ingekerfde IZOD-slagteststukken werden geraakt door een gekalibreerde hamer, waarbij de energieabsorptie werd gemeten door de afname in de zwaaihoogte van de hamer.

PLA absorbeerde ongeveer 8% van de kinetische energie van de hamer, wat resulteerde in een slagvastheid van 5 kJ/m². PETG absorbeerde 14%, wat resulteerde in 8,6 kJ/m². ASA bleek aanzienlijk taaier en absorbeerde bijna 30% van de energie van de hamer voor een slagvastheid van 18 kJ/m². Dit is meer dan drie keer de slagvastheid van PLA en meer dan twee keer die van PETG. Deze superieure slagvastheid maakt ASA waardevol voor toepassingen die onderhevig zijn aan schokbelastingen, zoals droneframes.

Thermische weerstand en prestaties

Bij de temperatuurtests werden belaste samples in een convectieoven geplaatst met een thermokoppel om verzachtings- en bezwijkpunten te meten.

PLA begon te verzachten bij 60°C en bezweek volledig bij 65°C. PETG verzachtte bij 80°C en bezweek bij 85°C. ASA bleek thermisch het meest stabiel; het verzachtte bij 110°C en bezweek bij 120°C, waardoor het geschikt is voor toepassingen in de buurt van kokend water.

Het juiste materiaal kiezen

Geen enkel materiaal blinkt uit in alle criteria. PLA blijft het makkelijkst te printen met uitstekende sterkte en stijfheid, waardoor het geschikt is voor de meeste algemene toepassingen. De brosheid en lage thermische weerstand beperken het gebruik in omgevingen met schokbelasting of hoge temperaturen.

PETG biedt verbeterde ductiliteit en taaiheid in vergelijking met PLA, terwijl de printbaarheid redelijk blijft. De lagere stijfheid en bescheiden verbetering in slagvastheid ten opzichte van PLA maken het echter minder ideaal voor gewichtskritische toepassingen. Het presteert adequaat tot ongeveer 80°C.

ASA blinkt uit in veeleisende toepassingen die thermische stabiliteit, slagvastheid en UV-bestendigheid vereisen. De lagere dichtheid biedt gewichtsvoordelen ten opzichte van PLA met vergelijkbare sterkte-gewichtsverhoudingen. Het compromis is een verminderde laag-adhesie zonder verwarmde kamer en een sterkere geur tijdens het printen.

Voor een quadcopter-frame biedt PLA voldoende sterkte en stijfheid. ASA wordt aantrekkelijk vanwege de slagvastheid, thermische stabiliteit en lagere dichtheid, ondanks dat het een zorgvuldigere printopstelling vereist. PETG werkt als gewicht niet kritiek is, maar extra taaiheid en thermische stabiliteit nodig zijn.

Conclusie

Prusament-filamenten uit alle drie de materiaalfamilies printten betrouwbaar met uitstekende kwaliteit. Uw keuze hangt af van uw specifieke vereisten: printgemak en stijfheid pleiten voor PLA, verbeterde taaiheid en thermische prestaties voor PETG, en veeleisende toepassingen met schok- en thermische eisen voor ASA. Houd rekening met de mechanische en omgevingsvereisten van uw toepassing bij het kiezen tussen deze drie bewezen materialen.