3D-Druckerfilament PLA vs. ABS: Was ist besser?

Was ist PLA-Filament?

Polymilchsäure (PLA) ist ein biologisch abbaubarer und bioaktiver Thermoplast, der aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke, Zuckerrohr, Tapiokawurzeln und ähnlichen Materialien gewonnen wird. Es handelt sich um eine Polyesterart, die aus Milchsäurebausteinen besteht, die der Schlüssel zu ihrer biologischen Abbaubarkeit und Umweltfreundlichkeit sind.

PLA wurde 1932 von Wallace Carothers entdeckt und hat sich seitdem erheblich weiterentwickelt. Anfangs war nur PLA mit geringer Dichte erhältlich, heute kann jedoch auch PLA mit hoher Dichte hergestellt werden. PLA mit hoher Dichte ist aufgrund seiner Biokompatibilität und der sicheren Aufnahme durch den menschlichen Körper besonders für biomedizinische Anwendungen geeignet.

Im 3D-Druck ist PLA für seine Benutzerfreundlichkeit und Erschwinglichkeit bekannt. PLA-Filament hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt von 150 bis 160 °C (302 bis 320 °F) und eine Glasübergangstemperatur von 60–65 °C, was es für eine Vielzahl von 3D-Druckanwendungen handhabbar und praktisch macht. PLA-Filament zeichnet sich in der 3D-Druckbranche durch seine biologische Abbaubarkeit, nachhaltige Produktion und benutzerfreundlichen Eigenschaften aus.

Bildquelle: ColorFabb PLA Dual Light Blue

Was ist ABS-Filament?

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein robuster thermoplastischer Kunststoff, der für seine Festigkeit, Flexibilität und Hitzebeständigkeit bekannt ist. Es besteht aus drei verschiedenen Monomeren: Acrylnitril, das zur chemischen Beständigkeit und Festigkeit beiträgt, Butadien, das für Zähigkeit und Schlagfestigkeit sorgt, und Styrol, das für eine glänzende Oberfläche und Steifigkeit sorgt.

ABS wurde erstmals in den 1940er Jahren patentiert und hat sich seitdem aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften zu einem beliebten Material in verschiedenen Branchen entwickelt. Es findet sich häufig in Produkten von Automobilkomponenten bis hin zu Unterhaltungselektronik und ist das Material der Wahl für LEGO-Steine.

Der Wert von ABS im 3D-Druck liegt in seiner Haltbarkeit und seiner Fähigkeit, Temperaturschwankungen standzuhalten. Mit einem hohen Schmelzpunkt von etwa 210 bis 250 °C (410 bis 482 °F) und einer Glasübergangstemperatur von etwa 105 °C (221 °F) eignet sich ABS ideal für den Druck von Objekten, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind oder strukturelle Integrität erfordern. Daher ist es eine beliebte Wahl für die Herstellung von Autoteilen, Elektronikgehäusen und sogar funktionalen Prototypen.

Bildquelle: Overture PLA Blue

Spickzettel zum Vergleich von Eigenschaften

Bildquelle: FABTOTUM

Welches ist stärker?

Zugfestigkeit

● PLA: Bekannt für seine hohe Zugfestigkeit. PLA-Filament hält einer hohen Zugkraft stand, ohne sich zu dehnen oder zu brechen. Diese Eigenschaft macht es für Objekte geeignet, die keinen plötzlichen Stößen oder längerer Belastung ausgesetzt sind.

● ABS: Hat eine gute Zugfestigkeit und zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, Stöße zu absorbieren, ohne zu reißen, da es inhärent flexibel ist. ABS-3D-Drucke lassen sich unter Druck leicht biegen, ohne zu brechen.

Schlagfestigkeit

● PLA: Neigt dazu, spröder zu sein. PLA-3D-Drucke können bei plötzlichen Stößen oder starker Belastung reißen oder brechen.

● ABS: Bekannt für seine überragende Schlagfestigkeit. Es hält Stößen und Belastungen stand, die bei PLA zum Versagen führen würden, und ist daher die bevorzugte Wahl für Teile, die rauer Handhabung oder mechanischer Belastung standhalten müssen.

Was ist schneller und einfacher zu drucken?

Druckgeschwindigkeit

Sowohl PLA als auch ABS können mit ähnlichen Geschwindigkeiten gedruckt werden, typischerweise zwischen 45 und 60 mm/s. Die optimale Geschwindigkeit kann jedoch je nach den Fähigkeiten des Druckers und der Komplexität des zu druckenden Objekts variieren.

Einfaches Drucken

● PLA: Gilt als einfacher zu bedrucken als ABS. Es kann bei niedrigeren Temperaturen, normalerweise zwischen 190 und 220 °C, gedruckt werden und erfordert weder ein beheiztes Bett noch eine geschlossene Druckkammer, obwohl die Verwendung eines auf 40–70 °C eingestellten beheizten Betts die Haftung verbessern kann.

● ABS: Erfordert höhere Temperaturen von etwa 220–250 °C und muss auf einem beheizten Druckbett mit einer Temperatur von 95–110 °C gedruckt werden, um Verformungen zu vermeiden. Eine geschlossene Kammer ist ebenfalls wichtig, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten und Zugluft zu vermeiden.

Verziehen und Reißen

● PLA: Verzieht sich nur minimal und ist daher beim Drucken größerer flacher Oberflächen oder scharfer Ecken nachsichtiger.

● ABS: Neigt zu Verformungen und Rissen, insbesondere bei Teilen mit großer Grundfläche oder dünnen Wänden. Dies kann zu weniger genauen Drucken führen und zusätzliche Maßnahmen zur Behebung dieser Probleme erfordern.

Kühlung und Belüftung

● PLA: Benötigt während des Druckens einen Kühllüfter, um Verformungen zu vermeiden, insbesondere bei überhängenden Teilen.

● ABS: Normalerweise ist kein Kühllüfter erforderlich, manche Benutzer verwenden jedoch ABS-Filament für sehr kleine Teile, um die Detailgenauigkeit zu verbessern.

Nässen und Fädenziehen

● PLA: Neigt zum Auslaufen und zur Fadenbildung, was die Ästhetik des Drucks beeinträchtigen kann und zur Bereinigung möglicherweise eine Nachbearbeitung erforderlich macht.

● ABS: Weniger anfällig für diese Probleme, was zu saubereren Drucken führt und weniger Nachreinigungsbedarf nach dem Druck erfordert.

Welches hat eine glattere Oberfläche?

● Oberflächenbeschaffenheit von PLA-3D-Drucken : PLA bietet aufgrund seiner niedrigeren Schmelztemperatur direkt aus dem Drucker im Allgemeinen eine glattere Oberfläche, die feinere Details und schärfere Ecken ermöglicht. PLA-3D-Drucke können bei der richtigen Temperatur und mit entsprechenden Kühleinstellungen eine glänzende Oberfläche erzielen. PLA neigt jedoch eher zur Fadenbildung, wodurch feine Fäden zwischen den Druckteilen entstehen können, die nachträglich entfernt werden müssen.

● Oberflächenbeschaffenheit von ABS-3D-Drucken: ABS hat beim Drucken typischerweise eine matte Oberfläche, was für manche Anwendungen vorteilhaft sein kann. Ein großer Vorteil von ABS ist die Möglichkeit der Nachbearbeitung mit Acetondampfglättung. Der Prozess schmilzt die Oberfläche und verleiht dem Druck eine glänzende, glatte Oberfläche, die das Teil zusätzlich verstärkt. Außerdem neigt ABS weniger zur Fadenbildung als PLA, was zu saubereren Drucken mit geringerem Nachreinigungsbedarf führt.

Welches ist haltbarer?

● PLA: Kann mit der Zeit zerfallen, insbesondere bei Einwirkung von Elementen wie UV-Licht, was seine Struktur schwächen kann.

● ABS: Behält seine strukturelle Integrität über einen längeren Zeitraum und unter anspruchsvolleren Bedingungen, wie beispielsweise im Außenbereich oder bei Anwendungen, bei denen das Teil schwankenden Temperaturen ausgesetzt ist.

Welches ist umweltfreundlicher?

● PLA: Bekannt für seine biologische Abbaubarkeit. Es wird aus jährlich nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr hergestellt, was zu seinem Status als nachhaltigere Option beiträgt.

● ABS: Ein Kunststoff auf Erdölbasis, dessen Herstellung auf nicht erneuerbaren fossilen Brennstoffen beruht. Er ist nicht biologisch abbaubar, was bei unsachgemäßem Recycling zu einer langfristigen Umweltbelastung führen kann.

Welches sollte ich für mein 3D-Druckprojekt wählen?

● Überlegungen zur PLA-Auswahl: Wenn Sie neu im 3D-Druck sind, ist PLA im Allgemeinen einfacher zu verarbeiten. Wenn Sie ein Material benötigen, das sich schnell und unkompliziert drucken lässt, wählen Sie PLA-Filament, da es niedrigere Temperaturen benötigt und sich weniger verzieht. Wählen Sie PLA außerdem, wenn Sie Objekte erstellen, die weder hohen Temperaturen noch schweren Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Dekorationsartikel oder einfache Prototypen.

● Überlegungen zur Wahl von ABS: Wählen Sie ABS, wenn Ihr Druckobjekt robust, langlebig und temperaturbeständig sein muss. Wenn Sie einen Drucker mit beheiztem Bett und geschlossener Kammer haben, kann ABS eine gute Wahl für Funktionsteile sein, die robust und schlagfest sein müssen.

PLA eignet sich am besten für schnelle und einfache Projekte, bei denen ästhetische Qualität wichtig ist, während ABS ideal für anspruchsvollere Anwendungen ist, die Haltbarkeit und Festigkeit erfordern. Ihre Wahl sollte auf die spezifischen Anforderungen Ihres Projekts abgestimmt sein und Faktoren wie Festigkeit, Flexibilität, Präzision und Umweltverträglichkeit berücksichtigen.