So sánh PETG và ABS: Chọn Vật Liệu In 3D Kỹ Thuật Nào?
Ngày nay, Polylactic Acid (PLA) được xem là vật liệu phổ biến nhất dùng trong công nghệ in 3D FDM (Mô hình hóa lắng đọng nóng chảy) cho người dùng phổ thông (hobbyist). Vật liệu này được ưa chuộng vì đặc tính dễ in, chủng loại đa dạng và tính sẵn có, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các bản in mang tính trang trí hoặc tạo mẫu phi chức năng.
Tuy nhiên, PLA không được khuyên dùng cho các nguyên mẫu chức năng (functional prototypes) hoặc các chi tiết sử dụng cuối (end-use parts) do cơ tính (mechanical properties) còn hạn chế, ví dụ như độ giòn (thể hiện qua độ bền uốn và độ bền va đập có rãnh thấp) và khả năng chịu nhiệt kém.
Đây chính là lúc cuộc so sánh PETG và ABS bắt đầu, vì cả hai đều là lựa chọn hàng đầu để thay thế PLA cho các ứng dụng kỹ thuật.
PETG được cải tiến từ Polyethylene Terephthalate (PET), trong đó Glycol được thêm vào ở cấp độ phân tử để cải thiện độ bền và độ dẻo dai – điều này cũng hỗ trợ tốt hơn cho quá trình in 3D. Bạn có thể in 3D rất nhiều thứ với PETG.
(Để khám phá sâu hơn về [Phân Loại Các Nhựa PETG Phổ Biến 2025 và cách chọn đúng loại], hãy xem hướng dẫn chi tiết của chúng tôi.)
Mặt khác, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) là một trong những loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới, ứng dụng trong mọi thứ, từ đồ chơi đến phụ tùng ô tô. Đây cũng là một trong những vật liệu đầu tiên được sử dụng cho công nghệ in FDM.
Vậy, nên dùng PETG hay ABS cho dự án của bạn?
So sánh PETG và ABS: Thông số Kỹ thuật Tổng quan
Bảng dưới đây tóm tắt các thông số in 3D cơ bản và khác biệt giữa PETG và ABS:
Lưu ý: Mức HDT (ISO75, @1.8 MPa) nêu trên là giá trị ước tính chung và có thể khác biệt tùy theo nhà sản xuất. Các chi tiết sẽ bị biến dạng rão (creep) đáng kể khi chịu tải (under loads) ở ngưỡng nhiệt độ này hoặc trong thời gian dài. Không khuyến nghị sử dụng các chi tiết chịu tải liên tục ở nhiệt độ cao như vậy.
Phân tích Chuyên sâu: Đặc tính Vật liệu PETG vs ABS
Chúng ta hãy xem xét các đặc tính vật liệu của cả PETG và ABS, tập trung vào: độ bền cơ học, độ bền tổng thể, khả năng chịu nhiệt, khả năng hậu xử lý, tính hút ẩm và khả năng tái chế.
1. Độ bền cơ học (Strength)
“Độ bền cơ học” (strength) là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Chúng ta sẽ tập trung vào độ bền kéo tối đa (ultimate tensile strength) và độ bền va đập (impact strength).
Độ bền kéo tối đa (Ultimate Tensile Strength – UTS)
UTS là mức ứng suất lớn nhất mà vật liệu có thể chịu được khi bị kéo dãn trước khi bị phá hủy. Chỉ số này được đo bằng máy thử độ bền kéo (tensile testing machine).
- Theo các bảng dữ liệu kỹ thuật (datasheet) (ví dụ: từ Polymaker và 3DXTech), PETG có độ bền kéo tối đa (UTS) cao hơn ABS khi so sánh trên cùng một mẫu thử được in với cùng cài đặt.
- Tuy nhiên, cần lưu ý rằng PETG có tỷ trọng (density) cao hơn ~20% (khoảng 1.24 g/cm³) so với ABS (khoảng 1.04 g/cm³). Điều này làm cho tỷ số giữa độ bền kéo và trọng lượng (UTS-to-weight ratio) của chúng rất tương đồng.
- Yếu tố then chốt: Khi được in trong buồng in nhiệt độ thấp, ABS sẽ có độ bám dính giữa các lớp (layer adhesion) kém hơn, làm giảm độ bền cơ học của chi tiết, đặc biệt là khi chịu tải theo phương vuông góc với các lớp (loading across the layers). Đây không phải là vấn đề với các máy in có buồng in nhiệt độ cao (high chamber temperature), nơi ABS có thể đạt độ bám dính lớp tuyệt vời.
Độ bền va đập (Impact Strength)
Độ bền va đập (Impact strength), hay khả năng kháng va đập (impact resistance), là khả năng của vật liệu chịu được tải trọng sốc (shock loading) mà không bị phá hủy.
- Theo các bảng dữ liệu kỹ thuật, ABS có độ bền va đập cao hơn nhiều so với PETG. Điều này không ngạc nhiên, vì ABS vốn nổi tiếng về độ bền va đập rất cao khi so sánh với hầu hết các loại nhựa phổ thông (economical plastics) khác.
- ABS cũng cứng cáp (rigid) hơn PETG (mặc dù dẻo (flexible) hơn PLA), do đó nó được sử dụng rộng rãi như một loại nhựa đa dụng, vừa đủ cứng cáp nhưng lại có khả năng kháng va đập vượt trội.
- Dù vậy, độ bền va đập của PETG vẫn vượt trội hơn đáng kể so với PLA.
2. Độ bền Tổng thể (Durability)
Độ bền (durability) là khả năng vật liệu tồn tại lâu dài trong điều kiện vận hành thiết kế mà không bị xuống cấp.
Khả năng kháng tia UV (UV Resistance)
Về khả năng kháng tia UV, PETG thể hiện tốt hơn ABS, do đó nó là lựa chọn tốt hơn cho các chi tiết dự kiến phải tiếp xúc với ánh sáng UV (tia cực tím). Tuy nhiên, PETG vẫn sẽ bị xuống cấp (degrade) khi tiếp xúc trong thời gian dài.
Lưu ý chuyên sâu: Đối với việc sử dụng ngoài trời lâu dài, Acrylonitrile Styrene Acrylate (ASA), một biến thể của ABS, mang lại khả năng kháng tia UV và kháng thời tiết tốt hơn nhiều so với cả ABS và PETG, trong khi vẫn duy trì cơ tính tương tự ABS.
Khả năng kháng hóa chất
Về khả năng kháng hóa chất, PETG chống chịu tốt hơn ABS trước nhiều loại axit và cồn (ở các nồng độ khác nhau). Prusa Research đã xây dựng một bảng tóm tắt chi tiết về vấn đề này.
3. Khả năng chịu nhiệt (Temperature Resistance)
Đây là một trong những khác biệt lớn nhất giữa PETG và ABS.
- Về mặt này, ABS có lợi thế rõ rệt so với PETG.
- Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Glass Transition Temperature – Tg) của PETG là khoảng 80 °C, trong khi ABS có thể đạt tới khoảng 105 °C.
- Tuy nhiên, Tg không phải là nhiệt độ vận hành an toàn, đặc biệt là khi chịu tải. Tiêu chuẩn HDT (Nhiệt độ biến dạng vì nhiệt – ISO 75) chỉ cho thấy nhiệt độ mà vật liệu bị uốn 0.25 mm ngay lập tức dưới tải trọng nhỏ.
- Quan trọng hơn là Nhiệt độ vận hành an toàn (Safe operating temperature), mức nhiệt độ mà vật liệu chỉ bị biến dạng rão (creep) ở mức tối thiểu.
- Ví dụ, hiện tượng rão có thể quan sát rõ rệt khi các chi tiết ABS hoạt động trong thời gian dài ở nhiệt độ trên 70 °C (như bên trong buồng in kín).
- Với PETG, không nên vận hành liên tục trong thời gian dài ở nhiệt độ trên 50 °C.
4. Tính hút ẩm (Hygroscopy)
Cả sợi nhựa PETG và ABS đều có tính hút ẩm (hygroscopic) tương đối cao, nghĩa là chúng dễ dàng hấp thụ hơi ẩm từ không khí.
Độ ẩm này không chỉ làm suy giảm chất lượng vật liệu mà còn gây ra các vấn đề nghiêm trọng trong quá trình in, bao gồm:
- Hiện tượng kéo tơ (stringing) quá mức.
- Sủi bọt (bubbling) khi nước bốc hơi ở đầu đùn.
- Độ bám dính giữa các lớp kém (poor layer adhesion).
Điều này dẫn đến chất lượng bề mặt kém và làm suy giảm độ bền cơ học. Do đó, bắt buộc phải bảo quản sợi nhựa trong hộp kín (có túi hút ẩm) và sấy khô chúng ở nhiệt độ thích hợp (khoảng 55 °C đối với PETG và 75 °C đối với ABS) trước khi in.
5. An toàn Thực phẩm (Food Safety)
Bản thân PETG nguyên chất và ABS nguyên chất là những vật liệu không độc hại và đạt chuẩn an toàn thực phẩm (food-grade) khi được sản xuất bằng công nghệ ép phun (injection molded) sử dụng hạt nhựa nguyên sinh.
Tuy nhiên, câu trả lời phức tạp hơn với in 3D FDM:
- Chất phụ gia: Sợi nhựa (filament) chứa nhiều chất phụ gia (để cải thiện đặc tính in) và đa phần các chất này khiến sợi nhựa không còn đạt chuẩn an toàn thực phẩm.
- Thiết bị: Các bộ phận máy in 3D (như bánh răng đùn, đầu phun) có khả năng không an toàn thực phẩm (ví dụ, không làm từ thép chuẩn thực phẩm, hoặc đã tiếp xúc với vật liệu không an toàn trước đó).
- Cấu trúc lớp in: Các chi tiết in FDM luôn có những khe hở (voids) siêu nhỏ giữa các lớp, tạo môi trường lý tưởng cho vi khuẩn phát triển.
Do đó, các chi tiết PETG và ABS được in 3D (FDM) gần như chắc chắn là không an toàn thực phẩm và không khuyến khích sử dụng, trừ khi bạn đã xử lý hậu kỳ (như phủ coating an toàn thực phẩm) và xem xét tất cả các khía cạnh liên quan.
6. Khả năng tái chế (Recyclability)
Về mặt kỹ thuật, cả PETG và ABS đều có thể tái chế. Tuy nhiên, cả hai đều thuộc mã nhận dạng nhựa số 7 (“Khác”). Điều này có nghĩa là chúng không được chấp nhận trong các hệ thống thu gom rác tái chế thông thường.
Lý do là vì PETG đòi hỏi quy trình xử lý khác (nhiệt độ cao hơn) so với PET (mã số 1 – dùng làm chai nhựa). Việc lẫn PETG vào dòng tái chế PET có thể làm hỏng cả lô vật liệu.
Cuối cùng, việc tái chế phụ thuộc vào chính sách của từng công ty. Đa phần, polymer nhóm #7 bị coi là không khả thi để tái chế và thường bị đem đi chôn lấp hoặc đốt.
Yêu cầu In 3D: Khác biệt giữa PETG và ABS
Hai vật liệu này đòi hỏi các cài đặt in rất khác nhau để cho ra kết quả tốt nhất.
1. Nhiệt độ In (Đầu đùn & Bàn nhiệt)
Đầu đùn (Hot End)
ABS đòi hỏi nhiệt độ đùn cao hơn một chút so với PETG, nhưng cả hai vật liệu đều được khuyến nghị in bằng đầu đùn kim loại toàn phần (all-metal hot end).
- ABS: Thường in ở 230-270 °C.
- PETG: Thường in ở 220-260 °C.
Nên thiết lập nhiệt độ ở ngưỡng cao của dải này để đạt lưu lượng đùn tối đa và độ bám dính lớp tốt hơn. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể gây kéo tơ (stringing), tản nhiệt ngược (heat creep) và in phần nhô ra (overhangs) không đẹp.
Bàn nhiệt (Heated Bed)
Bàn nhiệt có nhiệt độ cao là yếu tố then chốt khi in ABS, giúp lớp đầu tiên bám dính (giảm cong vênh) và làm ấm buồng in thụ động.
- ABS: Yêu cầu bàn nhiệt trong khoảng 90-120 °C (người dùng có kinh nghiệm thường chọn 110 °C).
- PETG: Yêu cầu bàn nhiệt trong khoảng 60-80 °C.
Mẹo thực tế: PETG có thể bám quá chắc vào tấm PEI trơn hoặc kính nếu nhiệt độ bàn quá cao, thậm chí gây xé rách bề mặt bàn in khi gỡ mẫu. Có thể dùng keo thỏi (glue stick) như một chất hỗ trợ gỡ mẫu (removal agent).
2. Buồng in (Enclosure): Yếu tố Quyết định cho ABS
Đây là yêu cầu quan trọng nhất khi so sánh PETG và ABS:
- Với PETG: Buồng in là không cần thiết (nhưng có thể hữu ích để ổn định nhiệt độ, giúp tăng độ bền cơ học). Tuy nhiên, cẩn thận không để nhiệt độ buồng in quá cao (trên 50°C) vì nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh của PETG thấp, dễ gây tản nhiệt ngược (heat creep).
- Với ABS: Buồng in là cực kỳ quan trọng (bắt buộc) để có chi tiết bền chắc.
- ABS “khét tiếng” với xu hướng cong vênh (warp) và tách lớp (delaminate) do co ngót nhiệt.
- Buồng in giữ chi tiết luôn ấm, giảm chênh lệch nhiệt độ, ngăn nguội quá nhanh, qua đó giảm thiểu cong vênh và tách lớp.
- Một buồng in nhiệt độ cao hoặc buồng gia nhiệt chủ động (actively heated chamber) là tốt nhất. Khuyến nghị nhiệt độ buồng in vượt quá 65 °C để in ABS đạt độ bền cơ học cao.
3. Quạt làm mát (Cooling)
Việc sử dụng quạt làm mát (chi tiết) cũng có sự khác biệt rõ rệt.
- Đối với PETG: Cài đặt quạt tương tự như PLA. Chỉ nên cài đặt ở mức vừa đủ để đạt khả năng bắc cầu (bridging) và in phần nhô ra (overhang) tốt, nhưng không quá mạnh để tránh làm giảm độ bền liên kết lớp.
- Đối với ABS: Việc sửng dụng quạt phụ thuộc vào nhiệt độ buồng in.
- Buồng in nhiệt độ thấp (thụ động): Cẩn thận khi dùng quạt. Luồng gió lạnh sẽ gây sốc nhiệt, làm giảm đáng kể độ bền (gây tách lớp).
- Buồng in nhiệt độ cao (chủ động): Nghịch lý là, nhiệt độ buồng càng cao, bạn càng nên sử dụng nhiều quạt làm mát hơn. Lý do: Buồng in nóng giữ tổng thể chi tiết không bị co ngót, trong khi quạt giúp phần nhựa vừa đùn ra đông đặc nhanh để tạo hình sắc nét.
4. Hậu xử lý (Post-Processing)
ABS có nhiều tùy chọn hậu xử lý hơn PETG.
- Làm mịn bằng dung môi: Đây là lợi thế lớn nhất của ABS. Nó đặc biệt “tỏa sáng” ở khả năng được làm mịn bằng hơi (vapor smoothed) acetone. Quá trình này tạo ra các chi tiết có bề mặt hoàn thiện rất mịn, bóng loáng và hoàn toàn không nhìn thấy đường hằn lớp (layer lines).
- Ghép nối: Các chi tiết ABS có thể được chỉnh sửa hoặc ghép nối (joined) tương đối dễ dàng bằng cách sử dụng dung môi acetone (hoặc keo dán/xi măng ABS). Điều này rất hữu ích khi in các chi tiết lớn hoặc làm mô hình.
- PETG: Ngược lại, PETG khó bị hòa tan bởi dung môi hơn. Chỉ những hóa chất chuyên dụng (như Ethyl Acetate) mới có thể dùng để làm mịn, nhưng kém hiệu quả và nguy hiểm hơn.
- Hậu xử lý cơ học: Cả PETG và ABS đều có thể được hậu xử lý cơ học dễ dàng, chẳng hạn như chà nhám (sanding), khoan (drilling), hoặc taro ren (tapping).
Kết luận: Nên dùng PETG hay ABS?
Tóm lại, việc nên dùng PETG hay ABS phụ thuộc hoàn toàn vào ứng dụng cuối cùng và thiết bị bạn đang có.
- Chọn PETG nếu: Bạn cần một vật liệu dễ in hơn ABS (gần như PLA), không yêu cầu buồng in, và ưu tiên độ bền va đập (vượt trội PLA) cùng khả năng kháng hóa chất tốt. Đây là lựa chọn “dễ tiếp cận” cho các chi tiết chức năng đầu tiên.
- Chọn ABS nếu: Bạn cần vật liệu có khả năng chịu nhiệt độ cao (vận hành an toàn trên 70°C), độ bền va đập và độ cứng vượt trội, và khả năng hậu xử lý làm mịn bề mặt tuyệt vời. Tuy nhiên, bạn bắt buộc phải có máy in 3D với buồng in gia nhiệt (tối thiểu 65°C) để khai thác tối đa cơ tính và tránh lỗi in.
Tại Hoài Tín có các vật liệu in 3D PETG phù hợp cho nhu cầu của bạn, Khám phá đầy đủ các dòng vật liệu in 3D của chúng tôi tại đây: https://hoaitin.com/danh-muc-san-pham/nhua-in-3d
