Ketahanan Panas PLA Dijelaskan: Membandingkan ABS, ASA, PETG dan Bahan Pencetakan 3D Lainnya

Saat pencetakan 3D, kita harus selalu mempertimbangkan penggunaan akhir dan penempatan cetakan kita. Ini akan menghemat banyak jam pencetakan, bahan yang terbuang, dan kejutan negatif yang tidak terduga.

Salah satu hal terpenting yang perlu dipertimbangkan adalah suhu yang akan terpapar bagian. Mengingat fakta bahwa PLA adalah termoplastik paling populer yang digunakan dalam pencetakan 3D, tidak heran jika kita mungkin tertarik untuk mengetahui apakah PLA tahan panas atau tidak.

Tidak direkomendasikan untuk menggunakan PLA untuk mencetak model yang akan terpapar suhu di atas 60°C (149°F) untuk waktu yang lama karena ini adalah suhu transisi kaca-nya dan ia akan mulai merubah bentuk saat mencapai suhu ini, menjadikannya bukan termoplastik yang cocok untuk lingkungan ini. ABS, Polikarbonat, atau PETG harus digunakan sebagai gantinya.

Dengan demikian, jika PLA adalah satu-satunya opsi yang tersedia, mungkin untuk meningkatkan ketahanannya dengan melakukan annealing pada objek.

Apakah PLA akan meleleh di bawah sinar matahari

Suhu leleh PLA sekitar 160°C hingga 180°C, berarti ia tidak akan pernah meleleh di bawah sinar matahari, terlepas dari tempat Anda tinggal. Namun PLA kurang tahan panas dibandingkan filamen lain seperti ABS, PET atau PETG, dan biasanya tidak direkomendasikan untuk penggunaan yang memerlukan paparan terhadap luar ruangan dan matahari dalam waktu yang lama.

Singkatnya, sebagai hukum umum: jangan pernah menggunakan PLA untuk mencetak bagian fungsional atau objek yang dimaksudkan untuk digunakan di luar ruangan. Jika Anda tidak suka ABS, gunakan PET atau PETG untuk dua kasus penggunaan ini.

Seperti yang saya sebutkan sebelumnya, tergantung pada bahan baku, aditif, warna, dan proses manufaktur yang digunakan oleh merek tertentu untuk membuat filamen PLA, titik lelehnya bisa berada di antara 160-180C. Bahkan pada hari panas yang ekstrim, suhu tidak pernah mendekati 160C. Jadi jawabannya adalah: TIDAK, PLA tidak akan meleleh di bawah sinar matahari. Meskipun tidak akan meleleh, ia akan menjadi rapuh dan kehilangan kekuatan tarik serta resistensi tabrakan.

Selain itu, karena suhu transisi kaca (Tg) PLA hanya 60°C-65°C, cetakan PLA Anda juga cenderung merubah bentuk, lenguk, terbalik, rontok, dan melengkung dalam beberapa jam jika Anda membiarkan mereka di bawah sinar matahari pada hari panas.

Jika Anda tinggal di daerah yang cenderung tidak memiliki suhu sangat panas, Anda mungkin cenderung untuk berpikir bahwa kalimat-kalimat sebelumnya tidak berlaku untuk skenario spesifik Anda. Meskipun Anda mungkin benar, ingatlah bahwa hanya butuh beberapa hari dalam setahun untuk merubah bentuk, lenguk dan merusak integritas struktural cetakan 3D Anda.

Satu hal lain yang harus dipertimbangkan saat mencetak objek yang akan terpapar sinar matahari adalah warnanya. Karena objek gelap menyerap cahaya UV dan energi lebih efisien, mereka cenderung juga memanaskan lebih cepat (dan lebih) daripada objek putih. Meskipun rekomendasi keseluruhan masih untuk menghindari menggunakan PLA untuk tujuan ini, pilih warna yang lebih terang jika Anda tidak memiliki opsi lain yang tersedia.

Apakah PLA akan meleleh di dalam mobil?

Bahkan jika suhu lingkungan hanya 35-40C, itu masih cukup untuk merubah bentuk, rontok atau melengkung objek PLA. Jika Anda memiliki termometer digital, Anda akan dapat memverifikasi bahwa mobil yang parkir di bawah sinar matahari langsung akan memiliki suhu kabin sekitar 10°C-20°C lebih panas dari suhu luar. Ini sebagian besar karena efek rumah kaca di kabin, dan warna badan serta interior mobil.

Objek yang ditempatkan di dashboard paling rentan terhadap merubah bentuk dan rontok pada hari hangat, tetapi menempatkan objek di kursi belakang atau bagasi tidak akan menjamin bahwa objek mempertahankan bentuk dan properti strukturalnya. Meskipun menempatkan objek di dalam bagasi secara teknis akan melindunginya dari efek rumah kaca, ia masih rentan terhadap merubah bentuk jika ditempatkan di sana untuk waktu yang lama.

Dalam kasus di mana objek hanya perlu diangkut dari satu tempat ke tempat lain dalam mobil pada hari panas, saya merekomendasikan untuk menempatkannya di dalam kotak pendingin. Meskipun ini mungkin terdengar sedikit ekstrim, selalu lebih baik mencegah daripada menangani. Terutama jika cetakan Anda memakan waktu berjam-jam untuk selesai.

Filamen terbaik untuk ketahanan panas

PoliKarbonat (tahan 150°C)

PC biasanya datang dalam dua varian: PC/PBT (Polybutylene terephthalate) dan PC (poliKarbonat murni). Suhu transisi kaca-nya masing-masing 110C dan 150C.

PoliKarbonat sedikit lebih mahal dari filamen lain, tetapi adalah salah satu termoplastik terbaik ketika datang ke ketahanan panas. Ini telah menyebabkan banyak industri memilih untuk menggunakan PC sebagai termoplastik pilihan mereka. Selain itu, itu juga adalah material yang sangat kuat dan tahan aus, dengan kekuatan tarik yang baik dan resistensi tabrakan.

Ingat bahwa kecuali Anda memiliki akses ke printer 3D kelas industri, Anda tidak akan dapat mencetak poliKarbonat murni dan akan harus berebut dan menggunakan campuran poliKarbonat, sangat seperti PC Blend Prusa atau filamen Polymaker PoliKarbonat.

ABS (tahan 105°C) 

Dengan suhu transisi kaca 105C, ABS juga adalah salah satu pilihan terbaik untuk mencetak bagian tahan panas. Ini juga adalah material yang murah, mudah didapat, dan kuat. Kekurangannya adalah sulit, kotor untuk dicetak, dan menghasilkan asap beracun yang mengharuskan kita untuk benar-benar mempertimbangkan pemasangan ventilasi yang baik.

PETG (tahan 80°C) 

PETG memiliki suhu transisi kaca 80C. Ia berperforma jauh lebih baik daripada PLA dan bertahan cukup baik pada hari panas musim panas bahkan jika suhu lingkungan di atas 45°C.

Menurut pengalaman pribadi saya yang tidak ilmiah, bahkan PETG berwarna hitam adalah filamen yang baik untuk mencetak objek fungsional outdoor. Mereka dapat bertahan bertahun-tahun sebelum gagal.

Dengan demikian, saya masih tidak merekomendasikannya untuk mencetak objek untuk mobil Anda. Di daerah hangat, suhu kabin mobil yang parkir di bawah sinar matahari langsung dengan pendinginan dapat mencapai 70C. Ini dapat dengan mudah merubah bentuk, merusak, atau melengkung cetakan PETG Anda.

Jika Anda memikirkan untuk mencetak dengan PETG, maka saya merekomendasikan Anda untuk membaca artikel ini yang saya tulis tentang pengaturan spesifik yang harus digunakan, dan Anda juga harus mendapatkan filamen PETG ini karena ada beberapa yang sangat murah di luar sana yang mencetak dengan buruk!

Apakah PLA tahan UV?

PLA bukan merupakan termoplastik tahan UV. Ia dapat rusak secara permanen jika terpapar sinar matahari untuk waktu yang lama.

PLA terbuat dari senyawa organik yang diperoleh dari tanaman dan dapat terurai secara biologis dan sinar UV memicu efek fotokimia dalam struktur molekul polimer-nya. Ini mempercepat proses degradasi dan PLA cepat menjadi rapuh dan mudah pecah. Singkatnya, seperti disebutkan sebelumnya, tidak direkomendasikan sama sekali untuk mencetak bagian fungsional PLA jika ada risiko paparan UV.

Apakah sinar matahari akan mempengaruhi penampilan objek cetakan PLA?

PLA sempurna untuk mencetak model estetika. Paparan sinar UV pada suhu normal tidak akan merubah bentuk, rontok atau melengkung mereka, tetapi jangan salah, mereka akan menjadi rapuh dan lemah. Satu-satunya masalah adalah bahwa efek fotokimia yang dipicu oleh sinar UV juga memicu degradasi pigmen pewarna. Ini berarti bahwa warna model PLA akan pudar cukup cepat saat terpapar cahaya UV.

Filamen tahan UV terbaik untuk pencetakan 3D

Meskipun kita sebelumnya telah membahas filamen tahan panas terbaik dan bagian ini tampak redundan, penting untuk membedakan antara paparan cahaya UV dan ketahanan panas. Meskipun mereka cenderung berjalan bersama ketika menangani outdoor, ini tidak selalu terjadi.

PETG 

PETG dalam bentuknya yang murni (tanpa warna dan aditif) berperforma cukup baik di luar ruangan dan cukup tahan terhadap paparan sinar matahari langsung, bahkan untuk waktu yang lama. Sebagai catatan samping, ia juga tahan terhadap kimia korosif dan air, yang menjadikannya termoplastik yang kompatibel untuk sebagian besar kasus penggunaan outdoor.

Mengapa PETG berperforma lebih baik dari ABS dan PLA di bawah sinar matahari 

Karena permukaan yang halus, PETG dapat dengan mudah memantul sebagian besar radiasi yang jatuh pada permukaannya. Oleh karena itu, radiasi UV tidak memicu reaksi fotokimia yang dapat membuatnya rapuh dan memudarkan warnanya.

PETG alami transparan. Ini berarti bahwa ia tidak menangkap energi panas di dalam struktur polimer. Oleh karena itu, ia lebih tahan terhadap kenaikan suhu lingkungan.

Berbeda dengan ABS yang kaku, struktur polimer PETG cukup fleksibel, sehingga ia melebar dan menyusut. Sebagai akibatnya, ia melebar dan menyusut dengan perubahan suhu, mengurangi efek negatif dari variabilitas iklim.

ASA (Akril Stiren Akrilonitril) 

ASA adalah termoplastik yang sangat ringan yang dikembangkan sebagai alternatif untuk ABS. Ini adalah pilihan terbaik untuk mencetak bagian fungsional tahan panas dan UV, karena ia juga cukup kuat dan memiliki resistensi tabrakan yang tinggi dan resistensi aus yang tinggi.

ASA adalah filamen yang paling direkomendasikan untuk mencetak objek yang mengalami cuaca yang berat dan ekstrim. Karena karakteristiknya, Ia sudah digunakan oleh produsen untuk membuat pelindung cuaca luar ruangan untuk lampu LED dan lampu surya. Dashboard kendaraan juga biasanya terbuat dari ASA.

Meskipun secara struktural mirip dengan ABS, ASA lebih tahan cuaca dan UV (dengan faktor 10).

Kekurangan ASA adalah ia mahal dibandingkan dengan alternatifnya. Termoplastik ini juga sulit dicetak dengan printer reguler, yang mengarah pada cetakan gagal dan bahan yang terbuang.

Cara membuat PLA lebih tahan panas

Karena kesulitan proses yang rendah dan hasil yang baik yang dapat kita peroleh, melakukan annealing pada objek PLA adalah salah satu cara terbaik untuk secara signifikan meningkatkan kekuatan dan ketahanan panas objek PLA.

Dengan melakukan annealing pada objek PLA, saya maksud memanaskannya perlahan hingga 60°C (140°F) atau sedikit di atasnya, tetapi di bawah 160°C (320°F). Dengan kata lain, Anda harus mengekspos objek tersebut sedikit di atas suhu transisi kaca tetapi tentu saja di bawah suhu lelehnya. Saya merekomendasikan untuk mengekspos objek cetakan pada suhu ini selama sekitar 30 hingga 45 menit.

Bagaimana annealing meningkatkan kekuatan dan ketahanan panas objek cetakan 3d?

Annealing memungkinkan bagian cetakan untuk menjadi lebih kuat dan lebih tahan lama dengan meningkatkan jumlah struktur kristal besar dalam plastik, yang membantu untuk mendistribusikan stres dan energi panas secara merata.

Plastik pada tingkat mikroskopis biasanya terlihat tidak terorganisir dan amorf. Mereka cenderung menyebabkan fenomena yang disebut "banding" saat dicetak, yaitu saat plastik mendingin cepat di beberapa area membentuk kristal kecil dan lambat di area lain di mana kristal besar terbentuk. Proses annealing melegakkan struktur bagian dan stres cetakan berkurang.

Annealing juga membuat pemrosesan pasca lebih mudah dan menghemat waktu serta biaya untuk proses finishing karena ia juga meratakan permukaan objek, mengisi lubang yang hilang. Annealing cenderung membuat bagian seperti injeksi cetak, yang biasanya dianggap lebih profesional dan kelas industri.

Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan tebakan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau upgrade yang akan diperoleh, karena kami tahu ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan secara umum mengarah pada banyak kebingungan.

Kami telah memilih hanya sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan baik untuk pemula maupun menengah, dan bahkan pakar, membuat keputusan lebih mudah, dan filamen serta upgrade yang terdaftar semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sebagaimana mestinya.