Prusament PLA vs PETG vs ASA: Detaljerad materialjämförelse och test

Introduktion

PLA, PETG och ASA förblir de tre mest använda 3D-utskriftsmaterialen trots det växande utbudet av tillgängliga termoplaster. Varje material erbjuder distinkta fördelar och kompromisser. Denna jämförelse testar Prusament-filament gällande utskriftsvänlighet, mekaniska egenskaper, slagtålighet och termisk stabilitet för att hjälpa dig välja rätt material för ditt projekt.

Förpackning och prissättning

Alla tre Prusament-material levereras i förseglade kartonger med återförslutningsbara plastpåsar och torkmedel. Spolarna har distinkta hexagonala utskärningar som minskar vikt och fraktkostnader samtidigt som de ger fästpunkter för filamentändar. Varje spole inkluderar tillverkningsdatum, utskriftsinställningar och en QR-kod för spårbarhet och kvalitetskontrollinformation.

Prissättningen varierar beroende på material. PLA kostar 25 € per kilogram, medan PETG och ASA båda säljs för 30 € per spole. ASA-spolen innehåller dock endast 850g istället för 1kg, eftersom ASA har 15 % lägre densitet. Detta resulterar i ett kilopris på 35 € för ASA. Beräknat per längd kostar PLA 7,5 cent per meter, medan både PETG och ASA kostar 9 cent per meter. I USA finns Prusament tillgängligt på Amazon med gratis Prime-frakt.

Utskriftskvalitet och utseende

Alla tre material skrevs ut framgångsrikt på en Original Prusa i3 Mk3s med standardinställningar utan parameterjusteringar. PLA skrevs ut vid 215°C med 100 % kylfläkt, PETG vid 250°C med 30-50 % fläkt och ASA vid 260°C med 20 % fläkt.

Överhäng presterade bra upp till 55° för alla material, med försämring som började vid 65°. ASA bibehöll märkbart kvaliteten vid brantare vinklar. Stringing och små detaljer var likvärdiga mellan materialen, där PETG visade något mer stringing vid fina spetsar. PLA utmärkte sig vid bryggning, PETG presterade tillräckligt bra och ASA visade störst svårigheter.

3D Benchy-testmodellerna såg utmärkta ut för alla tre material. Den armégröna PLA:n och den kolsvarta PETG:n uppvisade glansiga ytor, medan den orangea ASA:n gav ett matt utseende. PETG visade mindre stringing och ASA uppvisade ett litet steg i golvhöjden, vilket indikerar större kontraktion under kylning. ASA-skorstensdetaljen, som vanligtvis är utmanande för denna materialgrupp, skrevs ut rent tack vare den använda kylfläkten.

Statisk styrka och lagerhäftning

Mekanisk testning använde anpassade krokprover snarare än standardiserade dragprovstavar. Horisontella krokar (utskrivna liggande) testade statisk styrka, medan vertikala krokar (utskrivna stående) utvärderade lagerhäftning.

Resultaten för horisontella krokar visade att PLA brast vid 73kg med plötsligt brott efter minimal töjning. ASA brast vid 57kg med liknande sprött beteende. PETG var svagast vid 55kg men uppvisade betydande duktilitet, där materialet sträcktes avsevärt före brott istället för att knäckas plötsligt.

Testning av vertikala krokar avslöjade skillnader i lagerhäftning. PLA-krokar brast vid i genomsnitt 40kg, vilket motsvarar 55 % av den horisontella styrkan. PETG-krokar brast vid 25kg, eller 46 % av den horisontella styrkan. ASA-krokar brast vid endast 17kg, bara 29 % av den horisontella styrkan. Denna svaghet återspeglar ASA:s preferens för utskrift i uppvärmd kammare utan kylning. När ASA testades i en inneslutning vid cirka 30°C ökade brottlasten till 20kg, en förbättring på 20 %. Idealiska resultat skulle kräva högre kammartemperaturer.

Styvhetsjämförelse

Styvhet mäter motstånd mot deformation, vilket skiljer sig från styrka. Ett 3-punkts böjtest med solida stavar kvantifierade böjmodulen för varje material.

PLA uppvisade högst styvhet vid 3 300 MPa. ASA rankades tvåa vid 2 300 MPa. PETG var mest flexibelt vid 1 900 MPa och uppnådde endast 70 % av PLA:s styvhet. Denna skillnad blir relevant vid design av delar som kräver rigiditet.

Test av slagtålighet

Slagbeteende skiljer sig från statisk styrka på grund av töjningshastighetsberoende materialegenskaper. Skårade IZOD-slagprov träffades av en kalibrerad hammare, där energiabsorptionen mättes genom minskningen i hammarens svinghöjd.

PLA absorberade cirka 8 % av hammarens kinetiska energi, vilket gav en slaghållfasthet på 5 kJ/m². PETG absorberade 14 %, vilket resulterade i 8,6 kJ/m². ASA visade sig vara betydligt segare och absorberade nästan 30 % av hammarens energi för en slaghållfasthet på 18 kJ/m². Detta representerar mer än tre gånger PLA:s slagtålighet och mer än dubbelt så mycket som PETG. Denna överlägsna slagprestanda gör ASA värdefullt för applikationer som utsätts för chocklaster, såsom drönarramar.

Termisk resistans och prestanda

Temperaturtestning innebar att belastade prover placerades i en varmluftsugn med ett termoelement för att mäta mjuknings- och brottpunkter.

PLA började mjukna vid 60°C och brast helt vid 65°C. PETG mjuknade vid 80°C och brast vid 85°C. ASA visade sig vara mest termiskt stabilt, mjuknade vid 110°C och brast vid 120°C, vilket gör det lämpligt för applikationer nära kokande vattentemperaturer.

Att välja rätt material

Inget enskilt material utmärker sig i alla kriterier. PLA förblir det enklaste att skriva ut med utmärkt styrka och styvhet, vilket gör det lämpligt för de flesta allmänna applikationer. Dess sprödhet och låga termiska resistans begränsar användningen i miljöer med hög slagrisk eller värme.

PETG erbjuder förbättrad duktilitet och seghet jämfört med PLA samtidigt som det bibehåller rimlig utskriftsvänlighet. Dess lägre styvhet och blygsamma förbättring av slagtålighet jämfört med PLA gör det dock mindre idealiskt för viktkritiska applikationer. Det presterar tillräckligt bra upp till cirka 80°C.

ASA glänser i krävande applikationer som kräver termisk stabilitet, slagtålighet och UV-resistans. Dess lägre densitet ger viktfördelar jämfört med PLA med jämförbara styrka-till-vikt-förhållanden. Kompromissen innebär minskad lagerhäftning utan utskrift i uppvärmd kammare och starkare lukt under utskrift.

För en quadcopter-ram erbjuder PLA tillräcklig styrka och styvhet. ASA blir attraktivt på grund av sin slagtålighet, termiska stabilitet och lägre densitet, trots att det kräver mer noggrann utskriftsinställning. PETG fungerar om vikt inte är kritiskt men ytterligare seghet och termisk stabilitet behövs.

Slutsats

Prusament-filament från alla tre materialfamiljer skrevs ut pålitligt med utmärkt kvalitet. Ditt val beror på dina specifika krav: enkel utskrift och styvhet talar för PLA, förbättrad seghet och termisk prestanda talar för PETG, och krävande applikationer med krav på slag- och värmetålighet talar för ASA. Överväg din applikations mekaniska och miljömässiga krav när du väljer mellan dessa tre beprövade material.