Prusament PLA vs PETG vs ASA: Comparativo Detalhado e Testes de Materiais

Introdução

PLA, PETG e ASA continuam sendo os três materiais de impressão 3D mais utilizados, apesar da crescente gama de termoplásticos disponíveis. Cada um oferece vantagens e compensações distintas. Este comparativo testa os filamentos Prusament quanto à facilidade de impressão, propriedades mecânicas, resistência ao impacto e estabilidade térmica para ajudar você a escolher o material certo para o seu projeto.

Embalagem e Preço

Todos os três materiais da Prusament chegam em caixas de papelão lacradas com sacos plásticos resseláveis e sachês de sílica. Os carretéis apresentam recortes hexagonais distintos que reduzem o peso e os custos de envio, além de fornecer pontos de ancoragem para as pontas do filamento. Cada carretel inclui data de fabricação, configurações de impressão e um código QR para rastreamento e informações de controle de qualidade.

O preço varia de acordo com o material. O PLA custa €25 por quilograma, enquanto o PETG e o ASA são vendidos por €30 por carretel. No entanto, o carretel de ASA contém apenas 850g em vez de 1kg, pois o ASA tem uma densidade 15% menor. Isso resulta em um preço por quilograma de €35 para o ASA. Quando calculado por comprimento, o PLA custa 7,5 centavos por metro, enquanto o PETG e o ASA custam 9 centavos por metro. Nos EUA, o Prusament está disponível na Amazon com frete Prime gratuito.

Qualidade de Impressão e Aparência

Todos os três materiais foram impressos com sucesso em uma Original Prusa i3 Mk3s usando as configurações padrão, sem ajustes de parâmetros. O PLA foi impresso a 215°C com ventoinha de resfriamento a 100%, o PETG a 250°C com ventoinha a 30-50% e o ASA a 260°C com ventoinha a 20%.

Os balanços (overhangs) tiveram um bom desempenho até 55° em todos os materiais, com degradação começando em 65°. O ASA notavelmente manteve a qualidade em ângulos mais íngremes. A formação de fios (stringing) e os pequenos detalhes foram semelhantes entre os materiais, com o PETG apresentando um pouco mais de fios em pontas finas. O PLA se destacou em pontes (bridging), o PETG teve um desempenho adequado e o ASA apresentou a maior dificuldade.

Os modelos de teste 3D Benchy ficaram excelentes em todos os três materiais. O PLA verde-militar e o PETG preto-azeviche exibiram acabamentos brilhantes, enquanto o ASA laranja produziu uma aparência fosca. O PETG mostrou pequenos fios e o ASA exibiu um pequeno degrau na altura da base, indicando maior contração durante o resfriamento. O detalhe da chaminé do ASA, geralmente desafiador para este grupo de materiais, foi impresso de forma limpa devido ao uso da ventoinha de resfriamento.

Resistência Estática e Adesão entre Camadas

Os testes mecânicos usaram amostras de gancho personalizadas em vez de corpos de prova padronizados. Ganchos horizontais (impressos deitados) testaram a resistência estática, enquanto ganchos verticais (impressos em pé) avaliaram a adesão entre camadas.

Os resultados dos ganchos horizontais mostraram o PLA falhando a 73kg com fratura súbita após deformação mínima. O ASA falhou a 57kg com comportamento frágil semelhante. O PETG foi o mais fraco, com 55kg, mas demonstrou ductilidade significativa, esticando consideravelmente antes da falha em vez de quebrar repentinamente.

O teste de gancho vertical revelou diferenças na adesão entre camadas. Os ganchos de PLA falharam a uma média de 40kg, representando 55% da resistência horizontal. Os ganchos de PETG falharam a 25kg, ou 46% da resistência horizontal. Os ganchos de ASA falharam a apenas 17kg, apenas 29% da resistência horizontal. Essa fraqueza reflete a preferência do ASA por impressão em câmara aquecida sem resfriamento. Quando o ASA foi testado em um gabinete a aproximadamente 30°C, a carga de falha aumentou para 20kg, uma melhoria de 20%. Resultados ideais exigiriam temperaturas de câmara mais altas.

Comparação de Rigidez

A rigidez mede a resistência à deformação, distinta da resistência. Um teste de flexão de 3 pontos com barras totalmente densas quantificou o módulo de flexão de cada material.

O PLA demonstrou a maior rigidez, com 3.300 MPa. O ASA ficou em segundo lugar, com 2.300 MPa. O PETG foi o mais flexível, com 1.900 MPa, atingindo apenas 70% da rigidez do PLA. Essa diferença torna-se relevante ao projetar peças que exigem rigidez.

Testes de Resistência ao Impacto

O comportamento ao impacto difere da resistência estática devido às propriedades do material dependentes da taxa de deformação. Corpos de prova de impacto IZOD entalhados foram atingidos por um martelo calibrado, com a absorção de energia medida pela redução na altura do balanço do martelo.

O PLA absorveu aproximadamente 8% da energia cinética do martelo, resultando em uma resistência ao impacto de 5 kJ/m². O PETG absorveu 14%, resultando em 8,6 kJ/m². O ASA provou ser significativamente mais resistente, absorvendo quase 30% da energia do martelo para uma resistência ao impacto de 18 kJ/m². Isso representa mais de três vezes a resistência ao impacto do PLA e mais que o dobro da do PETG. Esse desempenho superior ao impacto torna o ASA valioso para aplicações sujeitas a cargas de choque, como quadros de drones.

Resistência Térmica e Desempenho

O teste de temperatura colocou amostras carregadas em um forno de convecção com um termopar para medir os pontos de amolecimento e falha.

O PLA começou a amolecer a 60°C e falhou completamente a 65°C. O PETG amoleceu a 80°C e falhou a 85°C. O ASA provou ser o mais termicamente estável, amolecendo a 110°C e falhando a 120°C, tornando-o adequado para aplicações próximas a temperaturas de água fervente.

Escolhendo o Material Certo

Nenhum material se destaca em todos os critérios. O PLA continua sendo o mais fácil de imprimir, com excelente resistência e rigidez, tornando-o adequado para a maioria das aplicações gerais. Sua fragilidade e baixa resistência térmica limitam o uso em ambientes sujeitos a impactos ou aquecidos.

O PETG oferece ductilidade e tenacidade aprimoradas em comparação com o PLA, mantendo uma facilidade de impressão razoável. No entanto, sua menor rigidez e modesta melhoria de impacto em relação ao PLA o tornam menos ideal para aplicações onde o peso é crítico. Ele tem um desempenho adequado até aproximadamente 80°C.

O ASA brilha em aplicações exigentes que requerem estabilidade térmica, resistência ao impacto e resistência aos raios UV. Sua menor densidade oferece vantagens de peso sobre o PLA com relações resistência-peso comparáveis. A compensação envolve menor adesão entre camadas sem impressão em câmara aquecida e odor mais forte durante a impressão.

Para um quadro de quadricóptero, o PLA oferece resistência e rigidez suficientes. O ASA torna-se atraente devido à sua resistência ao impacto, estabilidade térmica e menor densidade, apesar de exigir uma configuração de impressão mais cuidadosa. O PETG funciona se o peso não for crítico, mas for necessária tenacidade adicional e estabilidade térmica.

Conclusão

Os filamentos Prusament de todas as três famílias de materiais foram impressos de forma confiável e com excelente qualidade. Sua escolha depende de seus requisitos específicos: facilidade de impressão e rigidez favorecem o PLA, tenacidade aprimorada e desempenho térmico favorecem o PETG, e aplicações exigentes com demandas de impacto e térmicas favorecem o ASA. Considere os requisitos mecânicos e ambientais da sua aplicação ao selecionar entre esses três materiais comprovados.