ASA: родственник ABS, которому не страшно солнце

01Та же семья, другая резина

ASA назван по трём веществам, как и ABS: акрилонитрил, стирол и акрилат. Две буквы из трёх у них общие. Стирол с акрилонитрилом и здесь образуют твёрдую основу, а в ней рассеяны крошечные шарики резины, от 100 до 450 нанометров^[1]. Резина гасит трещины, поэтому ASA, как и ABS, держит удар.

Разница в самой резине. В ABS она из бутадиена, в ASA из акрилата. На бумаге это одна буква, а на солнце вся разница. В цепочке бутадиена есть двойные связи, и свет умеет их рвать. В цепочке акрилата их нет. Посмотрите, что происходит с обеими под солнцем.

Когда резина твердеет, шарики перестают гасить трещины, и деталь из ABS становится хрупкой. Твёрдая основа у обоих пластиков одна и та же, и свет со временем добирается до неё тоже. Поэтому ASA не вечен, но стареет гораздо медленнее.

02Что свет делает с ABS

Как именно свет разбирает ABS, химики проверили на кубиках LEGO: их делают из ABS. Кубики держали под лампой со светом, похожим на солнечный, и после каждого срока смотрели, что осталось от пластика^[2].

Самое неожиданное в этом опыте касается тепла. Твёрдая основа ABS размягчается около 104 градусов, отсюда и его рабочая температура до 100. Под светом эта граница поползла вниз.

Двойные связи резины исчезли уже через полтора дня под лампой. Дальше свет взялся за твёрдую основу, и к концу опыта кубик размягчался при 85 градусах вместо 104. Значит, на солнце ABS со временем теряет не только вязкость, но и часть стойкости к жаре. Для детали в машине у окна это двойной удар.

03122 дня под лампой

Сравнить ABS и ASA под одной лампой решил Роман Силин из Смоленска и выложил опыт на Хабре^[12]. Он напечатал трубки из белых ABS и ASA одного производителя, надел их на бактерицидную лампу и снимал по паре примерно раз в 20 дней. Её ультрафиолет жёстче солнечного, поэтому опыт шёл быстрее, чем на улице.

Опыт домашний, но сходится с лабораторными: трубка из ABS пожелтела и стала такой хрупкой, что ломалась в зажиме, а ASA снаружи не изменился и почти не потерял эластичности. Похожий опыт на улице делали в Prusa Research: детали из ABS и ASA выставили на солнце, прикрыв одну сторону. ABS пожелтел, ASA сохранил и цвет, и свойства^[11].

04Солнце портит поверхность

В опыте с трубками есть важная подсказка: ультрафиолет просвечивал ABS насквозь, а ASA его задерживал. Солнце разрушает пластик там, куда достаёт, то есть прежде всего снаружи. Проверили это остроумно: напечатали брусок из ABS, а сверху и снизу положили всего два слоя ASA, четверть миллиметра^[3].

Прочность солнце почти не трогает: у голого ABS она упала на 5,5 процента. Зато вязкость, способность прогнуться и не лопнуть, упала почти наполовину. Тонкая оболочка из ASA сберегла её почти целиком.

Слабое место ASA

Если солнце портит поверхность, у ASA тоже есть уязвимое место: швы между слоями. В опыте детали из ASA год простояли на улице. Те, что напечатаны лёжа, где нагрузка шла вдоль слоёв, потеряли до 4 процентов прочности. А те, что напечатаны стоя и работали на разрыв поперёк слоёв, до 18^[5].

Поэтому перед печатью я спрашиваю, где деталь будет стоять и куда на неё будут давить. Зная это, я ставлю её на столе так, чтобы нагрузка шла вдоль слоёв. Для детали на улице это решает, сколько она проживёт.

05Машина: жара и стекло

Частый вопрос об ASA: брать ли его для машины. Ответ зависит от того, где деталь будет стоять. У детали в машине два врага, жара и ультрафиолет, и стекло пропускает их по-разному.

Жара проходит через любое стекло: оно пропускает солнечный свет, а обратно тепло не выпускает. С ультрафиолетом иначе. Лобовое стекло склеено из двух слоёв с плёнкой, и почти весь ультрафиолет остаётся в нём. Боковые стёкла у многих машин такой плёнки не имеют.

Поэтому для держателя на торпеде хватит ABS: он держит жару так же, как ASA, и стоит дешевле. Для детали у боковых стёкол и снаружи на кузове я советую ASA.

06Как печатают ASA

Печатают ASA так же, как ABS: горячий стол, слабый обдув, закрытый корпус. Остывая, он садится и тянет края детали вверх, хотя чуть слабее, чем ABS. Как это устроено и почему длинные детали ведёт сильнее, показано схемой в уроке об ABS.

Слои

Швы между слоями у ASA слабее, чем у PLA и PETG. В замере CNC Kitchen деталь из ASA, напечатанная стоя, держала всего 29 процентов от той же детали лёжа. У PETG было 46, у PLA 55. Когда воздух вокруг принтера прогрели до 30 градусов, шов у ASA стал крепче на пятую часть^[10]. Тёплый воздух помогает слоям свариться, это видно на схеме в уроке об ABS.

Запах и воздух

ASA пахнет при печати слабее ABS^[11], и этому есть объяснение: стирола он выделил меньше четверти того, что ABS в том же опыте^[8]. Но запах говорит не обо всём. Мелких частиц, которые не пахнут и глубоко проникают в лёгкие, ASA в другом опыте выделил в три с половиной раза больше, чем ABS^[9]. Поэтому ASA печатают в закрытом корпусе и в помещении с вытяжкой. Всё это касается печати: вы получаете готовую деталь.

07Где у ASA предел

Улица

Тепло

Тепло ASA держит почти до 100 градусов, как ABS. В замере CNC Kitchen деталь из ASA начала гнуться около 110 градусов, PETG около 80, PLA около 60^[10].

Удар и прочность

Удар ASA держит втрое лучше PLA и вдвое лучше PETG^[10]: это заслуга резины. А на разрыв он слабее обоих, около 45 МПа, примерно как ABS^[4].

Цена

ASA стоит 20 ₽ за грамм, на треть дороже ABS. Для детали в помещении это переплата: там солнца нет, и ABS справится не хуже. Если сомневаетесь, напишите в заявке, где будет стоять деталь. Я скажу, нужен ли ей ASA.

08Правда или миф

Об ASA ходят представления и слишком хорошие, и слишком плохие. Проверьте себя: выберите ответ, и карточка покажет, что говорят опыты.

09Какой пластик выбрать

ASA ближе всех к ABS, отличаются они солнцем и ценой. Разница с другими пластиками в таблице, подробнее в статьях о PLA, PETG и ABS.

Ответьте на три вопроса о своей детали, и я подскажу материал. Если сомневаетесь, опишите задачу в заявке: я посмотрю модель и скажу прямо, подходит ли ей ASA.

10Шпаргалка

Всё главное об ASA в одной таблице. Цифры относятся к детали, напечатанной слоем 0,2 мм. У печатной детали они зависят ещё от стенок, заполнения, положения на столе и тепла вокруг принтера.

11Сколько стоит печать из ASA

Считаю по весу готовой детали. Вес зависит не только от размера, но и от того, насколько плотно деталь залита внутри и сколько под неё нужно подпорок: это подбираю я, поэтому окончательную сумму называю по вашей модели.

Базовая цена печати из ASA это 20 ₽ за грамм при стандартном слое 0,2 мм. Тонкий слой печатается дольше, и грамм в нём стоит дороже. ASA печатается так же, как ABS: в закрытом корпусе и с горячим столом. Дороже его делает сам пластик, катушка ASA стоит заметно больше катушки ABS.

Одинаковых деталей много

На тираж действует скидка. Считается она по количеству одинаковых деталей и применяется к цене за грамм. Шкала ступенчатая: на 49 штуках работает пять процентов, на пятидесятой включаются десять.

Пример расчёта

Пусть это кронштейн для уличной камеры весом 60 граммов из ASA, стандартный слой. Одна штука выходит в 1 200 ₽. Те же 10 штук попадают на скидку 5 процентов, и весь заказ стоит 11 400 ₽, то есть 1 140 ₽ за деталь.

Минимальный заказ 1 000 ₽. Заказ, который по весу вышел дешевле, всё равно стоит эту сумму: подготовку модели и запуск принтера мелкая деталь занимает так же, как крупная. Срочная печать считается с наценкой 30 процентов.

Прикинуть свою сумму можно в калькуляторе на главной: там же лежит прайс по всем материалам сразу.

12Частые вопросы

13Источники

Цифры и выводы статьи опираются на эти работы. Почти все они на английском: основная литература о пластиках выходит в международных журналах. Сноска в тексте раскрывает список и ведёт к нужному пункту.