3D-Druck mit PLA und ABS: Was ist der Unterschied?

PLA und ABS sind die beiden gebräuchlichsten Materialien für den FDM-3D-Druck von Prototypen (Desktop) – vielleicht abgesehen von PETG. Als Thermoplaste gehen beide Filamente beim Erhitzen in einen weichen und formbaren Zustand über und kehren beim Abkühlen in einen festen Zustand zurück. FDM-Drucker schmelzen und extrudieren PLA- und ABS-Filament durch eine Düse, um Teile Schicht für Schicht aufzubauen.

Obwohl beide Materialien für FDM verwendet werden, haben sie entscheidende Unterschiede, die sie für unterschiedliche Anwendungen optimal machen. In diesem Artikel gehen wir auf die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen häufig verwendeten Materialien ein.

Dieses praktische YouTube-Video erkärt Ihnen die Unterschiede zwischen PLA- und ABS-Filamenten.

Was ist PLA? Drucken mit Polymilchsäure

PLA (Polymilchsäure) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der aus erneuerbaren Quellen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen wird. Unter den richtigen Bedingungen ist PLA biologisch abbaubar und somit einer der beliebtesten Biokunststoffe. PLA eignet sich perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen, von Plastikbechern bis hin zu medizinischen Implantaten.

Im Vergleich zu vielen anderen 3D-Druckmaterialien ist PLA recht kosteneffizient und bietet ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis für hochwertige Bauteile mit relativ glatter Oberfläche. PLA ist einfach zu drucken und hat eine höhere Steifigkeit als ABS und andere Materialien wie Nylon, obwohl es hohe Temperaturen oder starke Belastungen nicht so gut verträgt. PLA ist zwar stärker als ABS und Nylon, aber nicht sehr hitze- oder chemikalienbeständig.

Was ist ABS? Drucken mit Acrylnitril-Butadien-Styrol

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) ist ein weiterer gängiger Thermoplast. Es wird häufig für den 3D-Druck verwendet und ist in der Welt des Spritzgusses sehr beliebt. Zu den realen Anwendungen von ABS gehören Spielzeuge (z. B. LEGO-Steine), Gehäuse für elektronische Geräte, Kfz-Teile, Haushaltsgeräte und vieles mehr.

ABS ist zäh und bis zu einem gewissen Grad stoßfest. Es hat bessere mechanische Eigenschaften als PLA und ist gleichzeitig leichter und haltbarer. Der Nachteil ist jedoch, dass es schwieriger zu drucken ist und oft für einen effektiven Druck höhere Temperaturen benötigt werden. Das Material kann Wärme besser ableiten als PLA, aber es ist nicht unbedingt für seine absolute Hitzebeständigkeit bekannt. Darüber hinaus sollten sich die Betreiber von 3D-Druckern im Klaren sein, dass es bei ABS während des Herstellungsprozesses zu starker Geruchsbildung kommen kann.

Was ist der Unterschied zwischen PLA und ABS?

PLA und ABS unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht, u. a. in ihrer einzigartigen Zugfestigkeit, ihrer Dichte und ihren idealen Anwendungen. In der folgenden Tabelle werden die wichtigsten Materialeigenschaften von PLA- und ABS-Filamenten verglichen.

Wie hoch ist die Teilegenauigkeit von PLA und ABS?

Im Allgemeinen hängen die Toleranzen und die Genauigkeit von mit FDM gedruckten Bauteilen von der Druckerkalibrierung und der Komplexität des Modells ab. Sie können jedoch mit PLA und ABS maßgenaue Teile mit Druckdetails von 0,8 mm und Mindestmerkmalen von 1,2 mm erstellen. Für verbindende oder ineinandergreifende Teile empfehlen wir eine Toleranz von 0,5 mm und eine Mindestwandstärke von 1–2 mm. So wird sichergestellt, dass Ihr Teil über alle Wandelemente hinweg eine ausreichende Festigkeit aufweist.

Dank der niedrigeren Drucktemperatur lässt sich PLA leichter drucken und verzieht sich weniger leicht (wenn es richtig abgekühlt ist). Mit PLA können Sie schärfere Ecken und feinere Merkmale drucken als mit ABS.

Wie stabil sind PLA- und ABS-Teile?

PLA und ABS haben ähnliche Zugfestigkeiten, was sie zu soliden Optionen für viele Prototyping-Anwendungen macht. Designer und Ingenieure bevorzugen ABS oft wegen seiner besseren Dehnbarkeit als PLA. ABS hat eine höhere Biegefestigkeit und eine bessere Bruchdehnung als PLA, was bedeutet, dass ABS auch für Endanwendungen eingesetzt werden kann. PLA hingegen wird eher für das Rapid Prototyping verwendet, wenn die Form wichtiger ist als die Funktion.

Insgesamt ist PLA eine gute Option für Ihre spezifischen Teile, wenn Sie nicht vorhaben, sie einer starken physischen Belastung (oder UV-Strahlung und hohen Temperaturen) auszusetzen. ABS ist besser für industrielle Anwendungen geeignet und hält physischen Belastungen besser stand als PLA.

Wie schnell kann man mit PLA und ABS drucken?

Sowohl PLA als auch ABS werden mit nahezu identischer Geschwindigkeit gedruckt. Das bedeutet, dass Sie die Geschwindigkeitseinstellungen an Ihren FDM-Maschinen nicht ändern müssen, wenn Sie zwischen Materialien wechseln. Für PLA ist eine Druckgeschwindigkeit von 60 mm/s ziemlich Standard, obwohl einige Anwender mit über 150 mm/s gedruckt haben, sodass die Standardgeschwindigkeit keineswegs eine Grenze darstellt. Sie können auch ABS mit der gleichen Geschwindigkeit drucken, aber 40–60 mm/s sind für dieses Material etwas genauer.

Oberflächenveredelungen und Nachbearbeitung für PLA und ABS

Unabhängig davon, ob Sie Teile mit PLA oder ABS herstellen, verfügen FDM-gedruckte Bauteile stets über sichtbare Schichten. Die Verwendung von PLA führt häufig zu einer glänzenderen Oberfläche, während ABS in der Regel mit einer matten Oberfläche gedruckt wird. Um ein ABS-gedrucktes Teil zu schlichten und ihm eine glänzende Oberfläche zu verleihen, können Sie in der Nachbearbeitung Aceton verwenden. Schleifen und zusätzliche Bearbeitung sind praktikable Nachbearbeitungsoptionen für ABS-gedruckte Teile. Auch PLA kann geschliffen und nachbearbeitet werden, allerdings ist dabei größere Sorgfalt geboten.

Wenn die ästhetische Qualität entscheidend ist, empfehlen wir den SLA-3D-Druck für die Herstellung Ihrer spezifischen Teile.

Wie hitzebeständig sind PLA und ABS?

Für Anwendungen, die höhere Temperaturen erfordern, ist ABS (Glasübergangstemperatur von 105 °C) gegenüber PLA (Glasübergangstemperatur von 60 °C) vorzuziehen. PLA kann schnell seine strukturelle Integrität verlieren und bei 60 °C durchhängen und sich verformen, insbesondere wenn es eine größere Last trägt.

Sind PLA und ABS biologisch abbaubar?

PLA ist unter allgemeinen atmosphärischen Bedingungen stabil, obwohl es in industriellen Kompostieranlagen innerhalb von 50 Tagen und in Wasser innerhalb von 48 Monaten biologisch abgebaut wird. ABS ist zwar nicht biologisch abbaubar, kann aber recycelt werden. Aus diesem Grund verwenden Hersteller in der Regel PLA für die Produktion von Gegenständen für die Lebensmittelbranche. Wir empfehlen Ihnen jedoch unbedingt, sich die Sicherheit von den Filamentherstellern bestätigen zu lassen.