Introduction

L'acrylonitrile butadiène styrène, ou ABS, est un polymère synthétique très populaire utilisé en impression 3D. Il est reconnu pour ses propriétés physiques très performantes combinées à une impression relativement facile. Vous trouverez ici tous les fournisseurs d'ABS répertoriés dans l'annuaire, les paramètres d'impression optimaux basés sur les données du fabricant et de l'utilisateur, ainsi que tout ce que vous devez savoir sur l'ABS, y compris comment il est fabriqué, comment imprimer avec ABS et comment il peut être post-traité.

Paramètres d'impression par défaut

Paramètres provenant des fabriquants

  • Températures moyennes MIN/MAX 224 › 255°C
  • Moyenne Tolerance0.07mm (MIN : 0.01, MAX : 0.1mm)
  • Moyenne prix affichés en EUR/kg30.39 (MIN : 12.09, MAX : 175)
  • Moyenne prix affichés en USD/kg27.34 (MIN : 11.25, MAX : 80)
Statistiques basées sur 2787 Filaments

Données des utilisateurs

  • Température moyenne du lit chauffant77 °C.
  • Facilité d'Impression
  • Experience globale
  • Qualité de l'Impression
  • Décollement
Statistiques basées sur 57 paramètres d'impression

Meilleure température par rapport à la vitesse pondéré par la satisfaction

Meilleure solution d'adhésion pondéré par la satisfaction

About

Découverte de l'ABS

L'ABS a été découvert au cours des dernières années de la Seconde Guerre mondiale dans le but de produire des feuilles de plastique à l'épreuve des balles. La base de l'ABS, le styrène-butadiène (SB)[17], était déjà utilisée comme alternative au caoutchouc bien qu'elle ait une résistance à la fatigue limitée. Les polymères de styrène-acrylonitrile (SAN) [15] étaient également utilisés depuis les années 1940 et étaient beaucoup plus résistants que le styrène, mais leur résistance aux chocs et leur capacité thermique étaient faibles. Les limites du SB et du SAN ont conduit à la production d'ABS en 1948 [4]. L'ABS a été introduit pour la première fois sur les marchés commerciaux par la Borg-Warner Corporation en 1954 [3].

Comment l'ABS est-il fabriqué ?

L'ABS est un polymère ramifié greffé <sup_ [8], ce qui signifie qu'il est constitué d'un long squelette linéaire (styrène-acrylonitrile) avec des branches de polybutadiène en croissance. L'acrylonitrile, le butadiène et le styrène sont tous des monomères synthétiques fabriqués indépendamment les uns des autres.

L'ABS a été fabriqué à l'origine dans les années 1950 en utilisant un procédé d'émulsion de longues chaînes de polybutadiène mélangées à de courtes chaînes de polystyrène-co-acrylonitrile. Le procédé à l'émulsion est plus variable que les autres méthodes et est toujours utilisé pour fabriquer des ABS à fort impact.

De nos jours, on utilise un procédé de masse continue [22]. Il est préférable au procédé à l'émulsion car il produit beaucoup moins d'émissions et est beaucoup plus simple. Le polybutadiène est dissous dans des monomères liquides d'acrylonitrile et de styrène qui sont polymérisés par des initiateurs de radicaux libres comme le peroxyde. Le processus de masse en continu se fait en une seule étape et permet d'alimenter en continu les matières premières dans une boucle de production. Ce procédé nécessite moins d'énergie et produit moins de déchets. En particulier, le procédé de masse en continu ne nécessite pas l'utilisation d'eau. Les eaux usées produites par le procédé d'émulsion sont très toxiques et nécessitent l'élimination des dimères d'acrylonitrile et des composés aromatiques mononucléaires pour traiter [20][20].

Le butadiène confère à l'ABS sa résistance aux chocs, l'acrylonitrile sa résistance à la chaleur et le styrène sa rigidité. Les proportions des 3 monomères différents de l'ABS peuvent être modifiées par le fabricant pour donner au filament final des propriétés différentes qui peuvent être utilisées pour de nombreuses applications différentes. Les fortes liaisons chimiques entre les polymères polystyrène-co-acrylonitrile et les propriétés de durcissement du caoutchouc du polybutadiène confèrent à l'ABS sa résistance et sa stabilité caractéristiques.

Les 5 plus grands producteurs d'APA au monde : Chi Mei Corporation [25], Bayer [26], LG Chemical [27], Sabic [28] et BASF [28] représentent plus de 50% du total de la production mondiale en ABS.


Propriétés physiques de l'ABS

Propriété Valeur
Formule chimique (C8H8 - C4H6 - C3H3N)n
Structure chimique ABS
Numéro CAS 9003-56-9 [5]
Code d'identification de la résine SPI [11] ABS ou 9
Cristallinité Amorphe
Transition vitreuse 105°C
Température de fusion Pas de point de fusion strict car amorphe. Communément donné à 230°C
Température d'impression 198-236°C
Densité 1.06-1.08g/cm3
Résistance à la traction* 26.4-50MPa
Allongement à la traction* 1-57%
Résistance à la flexion* 54-73MPa
Soluble dans l'eau Non
Autres solvants Esters, cétones, acétone et dichlorure d'éthylène. Une liste plus complète se trouve ici [16]
Exemple de fiche technique Innofil3D [10]
Exemple de fiche de données de sécurité Innofil3D [9]

*ASTM D638 Méthode d'essai Vous trouverez d'autres données techniques sur l'ABS ici [14].


Avantages de ABS

Impression

L'ABS est un plastique très performant dont la température d'impression est relativement basse, ce qui le rend plus facile et moins coûteux à imprimer que d'autres plastiques comparables. Il est relativement bon marché et peut facilement subir un post-traitement. L'ABS a tendance à imprimer avec moins de 'fils' que les filaments comme le PLA, ce qui donne une finition plus lisse.

Propriétés physiques

Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, l'ABS est un plastique très performant compte tenu de son faible coût et de sa température d'impression. L'ABS est robuste et résistant aux chocs et à la corrosion chimique. Il est important de noter que l'ABS est beaucoup plus résistant à la chaleur que les filaments comme le PLA et qu'il est donc souvent préféré pour les produits qui seront exposés à une chaleur modérée. L'ABS a une finition brillante et attrayante grâce à son composant styrène, mais il faut tenir compte du fait qu'il peut être éraflé. C'est la ténacité et la résistance globales de l'ABS qui en font un filament si populaire pour l'impression.

Recyclage

L'ABS peut être facilement recyclé, mais toutes les entreprises de recyclage n'ont pas l'équipement nécessaire pour trier correctement l'ABS, alors vérifiez auprès de votre autorité locale. Si votre entreprise de recyclage locale dispose d'un système de recyclage à flux unique, vous pouvez mettre vos déchets ABS avec tout le reste. Si votre entreprise de recyclage locale prend l'ABS mais doit le trier, vous le jetez généralement dans l'"autre" bac. Comme il s'agit d'un ABS thermoplastique, il est facile de le recycler en le réchauffant. S'il est fondu à plusieurs reprises, l'ABS peut commencer à se fragiliser lorsque le butadiène commence à se réticuler et à se dégrader. Pour éviter cela, l'ABS recyclé est souvent combiné en petites quantités avec de l'ABS vierge pour produire des copeaux qui deviendront tous des briques Lego à un autre filament ! Vous pouvez en savoir plus sur le recyclage de l'ABS en suivant ces liens [1] [2].

Inconvénients de l'ABS

Impression

L'impression avec ABS produit des fumées plastiques chaudes qui peuvent être dangereuses en cas d'inhalation. L'impression à basse température avec ABS peut produire des particules ultrafines qui peuvent être dangereuses en cas d'inhalation. Toujours consulter la fiche de données de sécurité [21] avant d'imprimer. L'ABS est également sujet à une forte déformation lors de l'impression. Consultez notre section "Impression avec ABS" ci-dessous pour en savoir plus !

Inflammabilité

Sous haute température, l'ABS est inflammable et produit de grandes quantités de fumée contenant des aldéhydes et des oxydes de carbone. L'ABS peut commencer à se dégrader au-dessus de 280°C et libérer ses constituants qui sont dangereux. A 400°C, l'ABS commence à libérer des fumées cancérigènes. L'ABS brûlant peut être éteint à l'aide de mousse, de dioxyde de carbone ou de produits chimiques secs, mais il faut éviter de pulvériser de l'eau à pleine capacité. Consulter la fiche de données de sécurité ABS [21] pour plus d'informations.

Les intempéries

L'ABS ne résiste pas bien aux intempéries et s'il est exposé aux rayons ultraviolets (UV) pendant une longue période de temps, il subira des microfissures. La formation de microfissures entraîne une détérioration de l'apparence physique ainsi qu'une détérioration des propriétés mécaniques et chimiques. La microfissuration se produit également lorsque l'ABS est exposé à certains solvants comme les cétones et les esters.

Environnement

Alors que la production d'ABS s'est considérablement améliorée en termes de déchets et de production de polluants, l'ABS reste un produit à base de pétrole et est donc considéré comme un matériau non-renouvelable.

Salubrité des aliments

Bien que l'ABS soit stable dans des conditions environnementales normales, on considère généralement qu'il n'est pas sans danger pour les aliments en raison de la toxicité des monomères qui le composent.


Impression avec ABS

Entreposage de filaments ABS

L'ABS est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'eau de l'air. Il en résulte une fragilité accrue, une rupture du filament, des bulles lors de l'impression ou une dégradation du filament. Dans certains cas, cela peut entraîner un blocage du filament dans l'extrémité chaude de l'imprimante, il peut même être nécessaire de remplacer l'extrémité chaude si le blocage est important. Ceci peut être évité en stockant vos filaments dans des sacs sous vide avec des "dry packs" en silicagel. Vous devriez également éviter de stocker le filament pendant une longue période de temps. Pour en savoir plus sur la protection de vos filaments d'impression 3D contre l'humidité, vous pouvez lire notre blog post.

Environnement imprimé et sécurité

Comme mentionné ci-dessus, l'ABS libère des fumées plastiques chaudes pendant l'impression. Ces fumées sentent très mauvais et peuvent être dangereuses quand elles sont inhalées, le PLA est un bon filament alternatif à l'ABS si vous avez besoin d'éviter les fumées lors de l'impression. L'impression avec n'importe quel plastique peut être une source de particules ultrafines [18] qui ne doivent pas être inhalées. Les particules ultrafines sont considérées comme un danger quelle qu'en soit la source, mais dans ce cas, le danger est encore aggravé par la nature cancérigène et toxique des composants de l'ABS. Assurez-vous que vous imprimez dans un endroit très bien ventilé.

La couche de base

L'utilisation d'une bonne couche de base est impérative pour assurer que la première couche d'impression adhère correctement et ne se décolle pas pendant l'impression. Pour en savoir plus sur l'importance de l'adhérence et de la couche de base, vous pouvez lire notre blog post.

  • Le papier peint est un choix de couche de base très populaire car il est facile et rapide ! Lors de l'utilisation de ruban adhésif pour peintres, vous devez vous assurer que le ruban couvre toute la surface de la plaque sans aucun espace ni chevauchement. L'utilisation d'un lit chauffant avec du ruban bleu peut réduire la capacité de l'ABS à adhérer au ruban. Le ruban adhésif devra être remplacé tous les 5 à 10 exemplaires car il perd sa capacité d'adhérer à l'ABS. Il s'agit d'une méthode courante depuis un certain temps, mais avec les nouvelles imprimantes, il existe de meilleures alternatives.
  • Le polyétherimide (PEI) est une légère amélioration sur les rubans de peinture. Il est adapté à l'impression ABS (à chaud). Une feuille PEI peut être collée directement sur votre lit de verre à l'aide d'un ruban adhésif de transfert et ne nécessite aucun autre traitement. Il suffit de niveler votre lit d'impression et d'imprimer ! PEI fonctionne particulièrement bien lorsqu'il est utilisé avec du jus ABS (ABS dissous dans de l'acétone), mais le jus ABS est très toxique.
  • Vaporiser sur des adhésifs en lit d'impression 3D comme DimaFix Fixative Spray [6] donne d'excellents résultats. Les sprays adhésifs peuvent être à base d'eau et sont beaucoup plus faciles à nettoyer que leurs alternatives. Si le spray n'est pas à base d'eau, il devra probablement être nettoyé avec de l'alcool dénaturé.
La première couche et la déformation

La première couche d'impression est essentielle pour obtenir le bon résultat afin d'éviter le décollement pendant l'impression. Ceci est particulièrement important pour l'impression 3D avec ABS car elle est sujette à une forte déformation en refroidissant. Si la première couche refroidit trop rapidement, elle se déformera et se détachera du lit d'impression pendant l'impression. L'adhérence de l'axe Z peut parfois être difficile lors de l'impression avec l'ABS, en particulier en adhérant à la couche de base.