Prusament PLA vs PETG vs ASA: confronto dettagliato e test dei materiali

Introduzione

PLA, PETG e ASA rimangono i tre materiali per la stampa 3D più utilizzati nonostante la crescente gamma di termoplastici disponibili. Ognuno offre vantaggi e compromessi distinti. Questo confronto testa i filamenti Prusament in termini di stampabilità, proprietà meccaniche, resistenza agli urti e stabilità termica per aiutarti a scegliere il materiale giusto per il tuo progetto.

Confezionamento e prezzi

Tutti e tre i materiali Prusament arrivano in scatole di cartone sigillate con sacchetti di plastica richiudibili e bustine di essiccante. Le bobine presentano caratteristici fori esagonali che riducono il peso e i costi di spedizione, fornendo al contempo punti di ancoraggio per le estremità del filamento. Ogni bobina include una data di produzione, impostazioni di stampa e un codice QR per il tracciamento e le informazioni sul controllo qualità.

I prezzi variano in base al materiale. Il PLA costa 25 € al chilogrammo, mentre PETG e ASA vengono venduti a 30 € per bobina. Tuttavia, la bobina di ASA contiene solo 850 g anziché 1 kg, poiché l’ASA ha una densità inferiore del 15%. Ciò si traduce in un prezzo al chilogrammo di 35 € per l’ASA. Se calcolato in base alla lunghezza, il PLA costa 7,5 centesimi al metro, mentre sia il PETG che l’ASA costano 9 centesimi al metro. Negli Stati Uniti, Prusament è disponibile su Amazon con spedizione Prime gratuita.

Qualità di stampa e aspetto

Tutti e tre i materiali sono stati stampati con successo su una Original Prusa i3 Mk3s utilizzando le impostazioni standard senza modifiche ai parametri. Il PLA è stato stampato a 215°C con ventola di raffreddamento al 100%, il PETG a 250°C con ventola al 30-50% e l’ASA a 260°C con ventola al 20%.

Gli sbalzi hanno dato buoni risultati fino a 55° per tutti i materiali, con un degrado che inizia a 65°. L’ASA ha mantenuto notevolmente la qualità ad angoli più ripidi. La formazione di filamenti (stringing) e i piccoli dettagli erano simili tra i materiali, con il PETG che mostrava leggermente più stringing sulle punte sottili. Il PLA ha eccelso nei ponti (bridging), il PETG ha avuto prestazioni adeguate e l’ASA ha mostrato maggiori difficoltà.

I modelli di test 3D Benchy apparivano eccellenti con tutti e tre i materiali. Il PLA verde militare e il PETG nero corvino presentavano finiture lucide, mentre l’ASA arancione produceva un aspetto opaco. Il PETG ha mostrato un leggero stringing e l’ASA ha visualizzato un piccolo gradino nell’altezza del piano, indicando una maggiore contrazione durante il raffreddamento. Il dettaglio del camino dell’ASA, solitamente impegnativo per questo gruppo di materiali, è stato stampato in modo pulito grazie alla ventola di raffreddamento applicata.

Resistenza statica e adesione tra i layer

I test meccanici hanno utilizzato campioni a gancio personalizzati anziché provini standardizzati a osso di cane. I ganci orizzontali (stampati in piano) hanno testato la resistenza statica, mentre i ganci verticali (stampati in piedi) hanno valutato l’adesione tra i layer.

I risultati dei ganci orizzontali hanno mostrato che il PLA cede a 73 kg con una rottura improvvisa dopo uno snervamento minimo. L’ASA ha ceduto a 57 kg con un comportamento fragile simile. Il PETG è risultato il più debole a 55 kg, ma ha dimostrato una notevole duttilità, allungandosi considerevolmente prima della rottura anziché spezzarsi improvvisamente.

Il test dei ganci verticali ha rivelato differenze nell’adesione tra i layer. I ganci in PLA hanno ceduto a una media di 40 kg, rappresentando il 55% della resistenza orizzontale. I ganci in PETG hanno ceduto a 25 kg, ovvero il 46% della resistenza orizzontale. I ganci in ASA hanno ceduto a soli 17 kg, appena il 29% della resistenza orizzontale. Questa debolezza riflette la preferenza dell’ASA per la stampa in camera riscaldata senza raffreddamento. Quando l’ASA è stato testato in un involucro a circa 30°C, il carico di rottura è aumentato a 20 kg, un miglioramento del 20%. Risultati ideali richiederebbero temperature della camera più elevate.

Confronto di rigidità

La rigidità misura la resistenza alla deformazione, distinta dalla resistenza. Un test di flessione a 3 punti con barre completamente dense ha quantificato il modulo di flessione di ciascun materiale.

Il PLA ha dimostrato la massima rigidità a 3.300 MPa. L’ASA si è classificato secondo a 2.300 MPa. Il PETG è risultato il più flessibile a 1.900 MPa, raggiungendo solo il 70% della rigidità del PLA. Questa differenza diventa rilevante quando si progettano parti che richiedono rigidità.

Test di resistenza agli urti

Il comportamento all’impatto differisce dalla resistenza statica a causa delle proprietà del materiale dipendenti dalla velocità di deformazione. I provini di impatto IZOD intagliati sono stati colpiti da un martello calibrato, con l’assorbimento di energia misurato dalla riduzione dell’altezza di oscillazione del martello.

Il PLA ha assorbito circa l’8% dell’energia cinetica del martello, producendo una resistenza all’impatto di 5 kJ/m². Il PETG ha assorbito il 14%, risultando in 8,6 kJ/m². L’ASA si è dimostrato significativamente più tenace, assorbendo quasi il 30% dell’energia del martello per una resistenza all’impatto di 18 kJ/m². Ciò rappresenta più di tre volte la resistenza all’impatto del PLA e più del doppio di quella del PETG. Queste prestazioni superiori all’impatto rendono l’ASA prezioso per applicazioni soggette a carichi d’urto, come i telai dei droni.

Resistenza termica e prestazioni

Il test della temperatura ha posizionato i campioni caricati in un forno a convezione con una termocoppia per misurare i punti di rammollimento e rottura.

Il PLA ha iniziato ad ammorbidirsi a 60°C e ha ceduto completamente a 65°C. Il PETG si è ammorbidito a 80°C e ha ceduto a 85°C. L’ASA si è dimostrato il più stabile termicamente, ammorbidendosi a 110°C e cedendo a 120°C, rendendolo adatto per applicazioni vicino a temperature di acqua bollente.

Scegliere il materiale giusto

Nessun singolo materiale eccelle in tutti i criteri. Il PLA rimane il più facile da stampare con un’eccellente resistenza e rigidità, rendendolo adatto alla maggior parte delle applicazioni generali. La sua fragilità e la bassa resistenza termica ne limitano l’uso in ambienti soggetti a urti o riscaldati.

Il PETG offre una maggiore duttilità e tenacità rispetto al PLA, mantenendo una ragionevole stampabilità. Tuttavia, la sua minore rigidità e il modesto miglioramento dell’impatto rispetto al PLA lo rendono meno ideale per applicazioni in cui il peso è critico. Funziona adeguatamente fino a circa 80°C.

L’ASA brilla in applicazioni impegnative che richiedono stabilità termica, resistenza agli urti e resistenza ai raggi UV. La sua densità inferiore offre vantaggi di peso rispetto al PLA con rapporti resistenza-peso comparabili. Il compromesso comporta una ridotta adesione tra i layer senza stampa in camera riscaldata e un odore più forte durante la stampa.

Per un telaio di quadricottero, il PLA offre resistenza e rigidità sufficienti. L’ASA diventa interessante grazie alla sua resistenza agli urti, stabilità termica e densità inferiore, nonostante richieda una configurazione di stampa più attenta. Il PETG funziona se il peso non è critico ma sono necessarie maggiore tenacità e stabilità termica.

Conclusione

I filamenti Prusament di tutte e tre le famiglie di materiali sono stati stampati in modo affidabile con una qualità eccellente. La tua scelta dipende dai tuoi requisiti specifici: facilità di stampa e rigidità favoriscono il PLA, maggiore tenacità e prestazioni termiche favoriscono il PETG, e applicazioni impegnative con richieste di impatto e termiche favoriscono l’ASA. Considera i requisiti meccanici e ambientali della tua applicazione quando selezioni tra questi tre materiali collaudati.