Акрилонитрилбутадиенстирол – так звучит полное название продукта сополимеризации нескольких химических элементов, образующих стабильный полимер, одну из модификаций ударопрочного полистирола. А именно мономеров: акрилонитрила, бутадиена и стирола (как раз последнего в готовом продукте наибольшее количество, около 50%). ABS-пластик – сокращенное название этого синтетического полимера, образованное из трех первых букв основных компонентов. Кстати, для производства одного килограмма готового ABS-пластика потребуется около двух килограмм нефти. Не самый экологичный материал, согласитесь. Однако он подлежит повторной переработке и, несмотря на свое химическое происхождение, используется даже в детских конструкторах LEGO, что, безусловно, говорит о безопасности ABS-пластика для человека.

abs-plastik_dlya_3d-ruchki_bogofi

3D ручка – инструмент для трехмерного моделирования

Такое пространное вступление потребовалось нам потому, что именно ABS-пластик является самым распространенным материалом, используемым для изготовления филаментов или, говоря проще, пластмассового прутка, применяемого в 3D ручках. Роль филаментов в процессе «рисования в воздухе» очевидна, и если проводить аналогию с обычными пишущими ручками, то в 3D ручках они заменяют чернила. Прежде чем говорить о преимуществах и недостатках ABS-пластика в контексте применения его в трехмерном моделировании, остановимся подробнее на его основных конкурентах в этой области, к которым относятся:

PLA-пластик. Еще один популярный материал, применяемый не только для 3D рисования или моделирования, но и 3D печати. Главное его преимущество над ABS-пластиком – натуральное происхождение. Этот термопластичный алифатический полимер получают из растительного материала, такого как: кукурузный и картофельный крахмал, соевый белок, клубни маниоки, целлюлоза и т. п. Структурной единицей этого полилактида является молочная кислота. Очевидно, что в сравнении с нефтяными полимерами, к которым относится ABS-пластик, PLA явно выигрывает в экологичности, но безнадежно проигрывает в другом важном компоненте – долговечности. Модели, изготовленные из PLA-пластика недостаточно прочные, чтобы эксплуатировать их длительное время.
Фотополимерная смола. Хотя этот материал также активно используется в 3D моделировании, назвать его конкурентом ABS-пластика можно лишь условно. Дело в том, что фотополимеры используют в качестве исходного материала только в, так называемых, холодных 3D ручках, то есть тех, что не имеют в своей конструкции нагревательных элементов. Это объясняется физическими свойствами фотополимерной смолы, которая заправляется в 3D ручку в жидком состоянии и моментально затвердевает под воздействием ультрафиолета. Конечно, отсутствие нагревательных элементов делает подобный инструмент абсолютно безопасным. Холодные 3D ручки позволяют наносить узоры даже на открытую кожу, без риска обжечься. Но и против этого материала у ABS-пластика есть весомый аргумент – гораздо более низкая стоимость.

ABS-пластик, в качестве расходного материала для использования в 3D ручках представляет собой нить или прут, с наиболее распространенным диаметром в 1,75 мм. Некоторые модели ручек требуют другого диаметра, например, 3Doodler, филаменты для которых имеют толщину 3 мм. Но это, скорее, исключение из правил и для подавляющего большинства 3D ручек разных производителей, широко представленных сегодня на рынке, подойдет стандартный прут, применяемый также и в 3D принтерах. В отличие от диаметра, цветовая палитра ABS-пластика для 3D печати отличается завидным разнообразием. Кроме нити различных ярких и насыщенных расцветок, можно приобрести и более редкие варианты, например, светящийся в темноте или имитирующий деревянную структуру пластик.

abs_plastik_dlya_3d-ruchki_bogofi

Преимущества ABS-пластика

Чтобы понять, насколько популярным в мире является сегодня этот материал, приведем несколько цифр:

Объем производства ABS-пластика составляет порядка 10 млн. тонн в год;
Рост производства оценивается более чем на 5% в год;
Международная торговля пластиком достигла цифры в 10 млрд. долларов;
Около 75% мирового производства находится в Тайване, Южной Корее и Японии;
55% всего производимого в мире ABS-пластика потребляет Китай.

Полимер выпускается как в виде гранул или порошка, так и как готовые листы. Именно из гранулированного пластика и изготавливаются различные изделия, в том числе и филаменты для 3D ручек. На областях применения ABS-пластика остановимся позже, а пока обратим внимание на свойства ABS-пластика, которые и сделали его настолько популярным материалом. Среди них:

Ударопрочность и износостойкость. Несколько цифр лучше всяких слов покажут, насколько плотным материалом является ABS-пластик. Так, требуемое разрушающее напряжение: при растяжении полимера до 60 МГТа, при изгибе до 87 МГТа, а при сжатии до 80 МГТа. При этом ударная вязкость составляет 80-100 кДж/м2, а твердость по Бринеллю – 100 МПа.
Эластичность. Указанные выше цифры говорят не только о прочности пластика, но и о его отличной упругости, то есть свойству ABS-пластика возвращаться в изначальную форму при различных видах деформации.
Долговечность. Механические свойства ABS-пластика позволяют говорить о длинном сроке службы. При этом следует иметь в виду, что некоторые его виды могут разрушаться под воздействием ультрафиолетовых лучей.
ABS-пластик практически не восприимчив к воздействию щелочей, смазочных масел, растворов солей и кислот, жиру и углеводородов. Но зато боится ацетона, эфира, бензола и некоторых других агрессивных веществ.
Материал обладает незначительным водопоглощением и сохраняет первоначальную твердость и вязкость при температурах до 40 градусов по Цельсию. В то же время, устойчивость можно назвать ограниченной в силу упомянутого выше негативного воздействия на ABS-пластик солнечных лучей.
Теплостойкость. ABS-пластик выдерживает не продолжительный нагрев до 100-130 градусов. Продолжительная эксплуатация возможна при температуре до 80 градусов, хотя существуют и особо теплостойкие марки полимера, максимальная температура эксплуатации которых превышает 100 градусов Цельсия.

Все эти свойства и делают ABS-пластик очень востребованным материалом, в том числе и в индустрии 3D печати. Для этой цели используются марки полимера с повышенными требованиями к качеству и экологичности. Но, несмотря на это, применение ABS-пластика в качестве расходного материала для 3D ручек имеет и некоторые замечания. Речь идет о присутствии устойчивого химического запаха при плавлении пластика в процессе рисования, который может сопровождаться и небольшими выделениями дыма. Но, как утверждают производители, и медики, в принципе, подтверждают их слова, выделения не являются токсичными и не приносят ни малейшего вреда, как человеческому организму, так и окружающей среде. Косвенным подтверждением этому можно считать и разрешение соответствующих контролирующих органов, в том числе и международных, на применение ABS-пластика при изготовлении товаров для детей и 3D ручки в этом смысле не являются исключением.

abs-plastik_dlya_3d-ruchki-bogofi

Применение ABS-пластика

Разумеется, он используют не только в процессе 3D печати и моделирования. Диапазон применения материала чрезвычайно широк. Можно сказать, что мы каждый день сталкиваемся в своей повседневной жизни с предметами, изготовленными из этого полимера, просто не обращая на это внимание. В частности, из ABS-пластика изготовлены:

Многие детали наших автомобилей, например: панель приборов, различные переключатели и рукояти, элементы обивки дверей, радиаторная решетка и многие другие.
Большинство корпусов бытовой и организационной техники. Пылесосы, кухонные комбайны, кофеварки и кофемолки, а также принтеры, телефоны, компьютеры и многие другие предметы повседневного использования, точнее, их корпуса, изготовлены из ABS-пластика.
Игрушки и детские конструкторы. Практически все твердые пластмассовые детали различных игрушек для детей изготовлены именно из этого прочного и безопасного полимера.
Спортинвентарь. Включая детали спортивного оружия или, например, каное и байдарки для состязаний на воде и многое другое.
Большая часть канцелярских товаров. Таких, как: авторучки, маркеры, различные подставки и держатели документов.
Тара для хранения пищевых продуктов и воды. В этом случае используется специальная пищевая разновидность ABS-пластика.

Кроме того, из этого прочного и долговечного материала изготавливают: музыкальные инструменты, медицинское оборудование, сантехнические изделия, чемоданы, корпуса аккумуляторов. Этот список можно продолжать и дальше, но и так совершенно очевидно, что ABS-пластик уверенно занял позиции в различных сферах нашей жизни и продолжает свою экспансию. А поскольку сейчас все большую популярность получает и 3D моделирование, в том числе и с помощью 3D ручек, то и здесь ABS-пластик в качестве, как расходного материала, так и материала для изготовления корпусов самого инструмента, является одним из главных участников процесса.

ABS пластик для 3D ручки