3D-Druck mit ABS vs. PLA: Unterschiede und Vergleich

Der 3D-Druck kann auf vielfältige Weise in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Wenn es um Polymere für den 3D-Druck geht, sind ABS und PLA die beiden am häufigsten verwendeten Materialien, was oft zu Debatten darüber führt, welches Material man wählen soll.

Für Anfänger oder Enthusiasten, die den FDM-3D-Druck nutzen, kann es schwierig sein, herauszufinden, welches Material besser geeignet ist. Um diese Frage zu beantworten, müssen wir die Eigenschaften und Unterschiede zwischen ABS und PLA sorgfältig vergleichen und verstehen, um Ihnen bei der Auswahl des Materials zu helfen, das Ihren Anforderungen am besten entspricht.

Was ist ABS und PLA?

PLA oder Polymilchsäure zeichnet sich durch seine Umweltfreundlichkeit aus, da es aus erneuerbaren Pflanzenquellen wie Mais oder Zuckerrohr hergestellt wird. Es ist biologisch abbaubar und einfach zu verwenden, was es zu einer ersten Wahl für Anfänger macht. PLA wird oft aufgrund seiner Vielseitigkeit bei komplexen Drucken ausgewählt und wird häufig im Prototyping und in Architekturmodellen verwendet.

Andererseits bietet ABS oder Acrylnitril-Butadien-Styrol Haltbarkeit und Schlagfestigkeit und eignet sich daher für Funktionsteile und Prototypen, die Festigkeit erfordern. Es ist seit den Anfängen ein fester Bestandteil des 3D-Drucks und wird häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt.

ABS vs. PLA: Unterschiede und Vergleich

ABS und PLA unterscheiden sich in mehreren Aspekten. Die folgende Tabelle vergleicht die Materialeigenschaften von ABS- und PLA-Filamenten.

Eigenschaften im Vergleich	ABS	PLA
Chemischer Name	Acrylnitril-Butadien-Styrol	Polymilchsäure
Drucktemperatur	210-240 ℃	180-200 ℃
Schmelzpunkt	173 ℃	200 ℃
Druckgeruch	Starker stechender Geruch	Bonbonduft
Heizplattentemperatur	Über 80℃	Bei 60℃ verwenden
Bruchdehnung	6%	50%
Signaldichte	1.3 g / cm³	1.4 g / cm³
Zugfestigkeit	37 MPa	60 MPa
Auswirkungen auf den Druckkopf	Weniger anfällig für Verstopfungen des Hotends	Neigt dazu, das Hotend zu verstopfen
Materialeigenschaften	gute Zähigkeit	Hochfestes, umweltfreundliches Material
Biologisch abbaubar	Nein	Ja
Schlagzähigkeit (Izod-Kerbschlagzähigkeit, J/m)	200. - 215	96.1
Spröde	Nein	Ja
UV-beständig	Ja	Nein
Schrumpfung	Neigt zum Schrumpfen	Minimal

ABS ist relativ leicht zu drucken, neigt jedoch aufgrund der Schrumpfung beim Abkühlen zu Verformungen und Ablösungen. Es eignet sich für Umgebungen mit hohen Temperaturen, erfordert jedoch eine gute Belüftung. PLA ist leicht zu drucken und schrumpft nur minimal, was es ideal für große Objekte und den Druck vor Ort macht. Allerdings ist es nicht für hohe Temperaturen geeignet und spröde. Wählen Sie ABS für Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit, während PLA biologisch abbaubar und einfach zu verarbeiten ist.

ABS vs. PLA: Wärmeleistung

Die Wärmeleistung beeinflusst direkt das Verhalten und die Leistung von Materialien unter verschiedenen Temperaturbedingungen. Die folgende Tabelle vergleicht die Wärmeleistungsindikatoren von ABS und PLA.

Wärmeleistung	ABS	PLA
Schmelzindex (MFI)	9.7cm³/10min	10.3 cm³/10min
Glasübergangstemperatur	105 ℃	60-65 ℃
Ultimative Temperatur	110-125 ℃	70-80 ℃
Schmelztemperatur	210-240 ℃	160-190 ℃
Drucktemperatur	230-250 ℃	190-220 ℃
Empfohlene Betttemperatur	80-120℃（Dies erfordert die Verwendung eines beheizten Bettes）	50-70℃（Die Verwendung eines beheizten Bettes ist nicht zwingend erforderlich）

ABS hat im Vergleich zu PLA eine höhere Glasübergangstemperatur (Tg) und einen höheren Schmelzpunkt. Dadurch behält ABS seine Form und Steifigkeit auch bei höheren Temperaturen bei und eignet sich daher für Anwendungen, die thermische Stabilität erfordern. PLA hingegen hat eine niedrigere Tg und ist bei erhöhten Temperaturen anfälliger für Erweichung und Verformung.

ABS vs. PLA: Nachbearbeitung

Diese beiden Materialien weisen deutliche Unterschiede in der Glätte der gedruckten Teile auf: PLA-Komponenten sind tendenziell glänzender, während ABS mattierter erscheint.

Allerdings ist die Nachbearbeitung von ABS-3D-Drucken in der Regel einfacher als die von PLA. Dies liegt vor allem daran, dass ABS eine höhere Haltbarkeit und Anpassungsfähigkeit an mechanische Manipulationen bietet.

Wenn Sie außerdem eine glatte und glänzende Oberfläche auf ABS erzielen möchten, können Sie eine Glättung mit Acetondampf verwenden. Aceton ist als farblose Flüssigkeit ein gutes Lösungsmittel für ABS, da es winzige Partikel auf der Oberfläche schnell auflöst und das Teil so glatt wie Glas macht. Es kann jedoch nicht mit PLA verwendet werden.

Obwohl diese Methode nicht auf PLA anwendbar ist, gibt es glücklicherweise alternative Lösungen für PLA-Material. Wir verfügen auch über ähnliche Nachbearbeitungsmethoden. Durch die Verwendung von THF (Tetrahydrofuran) zur manuellen Verwendung PolierenObwohl der Effekt möglicherweise nicht so stark ist wie die Acetonbehandlung für ABS, kann er dennoch die Oberflächenglätte von PLA-Teilen in gewissem Maße verbessern.

ABS vs. PLA: Bedruckbarkeit

Sowohl ABS als auch PLA werden häufig im FDM-3D-Druck (Fused Deposition Modeling) verwendet. Sie weisen jedoch unterschiedliche Druckeigenschaften auf, die sich auf die Bedruckbarkeit und Qualität des Endprodukts auswirken.

ABS erfordert im Vergleich zu PLA eine höhere Drucktemperatur, die typischerweise zwischen 220 °C und 260 °C liegt. Diese höhere Temperatur gewährleistet eine gute Schichthaftung und minimiert Verziehen und Schrumpfung. Es erhöht jedoch auch das Risiko hitzebedingter Probleme wie Düsenverstopfung und Materialverschlechterung. PLA hingegen hat einen niedrigeren Drucktemperaturbereich von 180 °C bis 220 °C. Dies erleichtert das Drucken und ist weniger anfällig für hitzebedingte Probleme.

Bei beiden Materialien besteht häufig das Problem einer schlechten Haftung zwischen der ersten Schicht und dem Druckbett, die zu Verformungen führt. Die gebräuchlichste Lösung besteht darin, das Druckbett mit Klebeband, Klebstoff oder Spray abzudecken. Als Klebeband empfehlen wir die Verwendung von Kapton-Klebeband, aber auch Abdeckband eignet sich gut.

ABS vs. PLA: Kosten

Die Preise beider Filamentarten sind ungefähr gleich. Spezialfilamente wie PLA, gemischt mit Holz oder anderen Materialien, sind jedoch in der Regel teurer.

Im Allgemeinen liegt der Einstiegspreis für 1 kg PLA- und ABS-Filament bei etwa 18 US-Dollar, der Durchschnittspreis für einfache Filamentspulen scheint jedoch bei etwa 20 US-Dollar zu liegen. Natürlich können die Preise variieren, wenn Sie nach höherwertigem Filament oder Sonderfunktionen wie Mehrfarben- oder Profi-Optionen suchen.

ABS vs. PLA: Biologische Abbaubarkeit

PLA ist biologisch abbaubar, da es aus pflanzlichen Materialien hergestellt wird. Diese Bedingungen für den biologischen Abbau bestehen jedoch nur in industriellen Kompostieranlagen, die hohe Temperaturen und die Einwirkung spezifischer mikrobieller Umgebungen erfordern. In natürlichen Umgebungen kann es bis zu 80 Jahre dauern, bis PLA vollständig abgebaut ist.

ABS hingegen ist nicht biologisch abbaubar und es kann Hunderte von Jahren dauern, bis es vollständig abgebaut ist. Es kann jedoch recycelt werden.

Mit der Zeit können sich sowohl PLA als auch ABS zersetzen, wenn sie Sonnenlicht oder feuchten Umgebungen ausgesetzt werden.

ABS vs. PLA: Mechanische Eigenschaften

PLA ist spröde und hat eine höhere Oberflächenhärte. Beim Biegen bricht es leichter. Gegenstände aus diesem Material können geschnitten, geschliffen, bemalt und geklebt werden; Im Gegensatz zu ABS können sie jedoch nicht mit Aceton behandelt werden, um die Glätte der Oberfläche des gedruckten Objekts zu verbessern.

ABS-Teile sind robuster als PLA-Teile und verbiegen sich unter Druck eher, als dass sie brechen. ABS weist außerdem eine bessere Duktilität auf, was die Nachbearbeitung erleichtert.

ABS vs. PLA: Anwendungen

ABS wird häufig in Anwendungen verwendet, die Haltbarkeit, Zähigkeit und thermische Stabilität erfordern. Es eignet sich zur Herstellung von Prototypen, Funktionsteilen und Endprodukten in Branchen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt und Unterhaltungselektronik. ABS ist auch eine beliebte Wahl für die Herstellung von Spielzeug und anderen Produkten, die eine glatte und glänzende Oberflächenbeschaffenheit erfordern.

PLA erfreut sich zunehmender Beliebtheit bei Anwendungen, bei denen Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit im Vordergrund stehen. Es wird häufig bei der Herstellung verwendet Prototypen, Konzeptmodelle und Lernspielzeug. PLA eignet sich auch für Anwendungen, die eine matte Oberfläche erfordern oder bei denen das optische Erscheinungsbild weniger wichtig ist.

ABS vs. PLA: Druckgeschwindigkeit

Die Druckgeschwindigkeit beider Materialien ist im Allgemeinen ähnlich. PLA druckt typischerweise mit einer Geschwindigkeit von 60 mm/s, während ABS normalerweise im Bereich von 40–60 mm/s druckt, und höhere Geschwindigkeiten zu erreichen kann eine Herausforderung sein.

ABS vs. PLA: Teilegenauigkeit

Der 3D-Druck mit ABS ist komplexer als PLA. Da ABS zum Schmelzen höhere Temperaturen benötigt, kommt es beim Abkühlen des Teils zu abrupteren Änderungen. Diese thermische Schrumpfung kann zu einer Verformung des Teils führen, wobei Verzug eines der häufigsten Probleme ist.

Im Vergleich zu ABS ist PLA ein Material, das sich viel einfacher im 3D-Druck verarbeiten lässt und Teile mit stabilen Abmessungen herstellen kann.

ABS vs. PLA: Stärke

ABS hat eine höhere Biegefestigkeit und eine größere Bruchdehnung. Dies bedeutet, dass ABS selbst bei einer gewissen Verformung oder Beanspruchung die Integrität und Stabilität seiner Struktur bewahren kann.

Im Gegensatz dazu ist PLA mit seiner relativ geringeren Dehnung und Empfindlichkeit gegenüber physikalischer Belastung weniger für Anwendungen geeignet, die anhaltende physikalische Belastungen erfordern oder extremen Umgebungen ausgesetzt sind.

Wenn Sie jedoch auf der Suche nach einem 3D-Druckmaterial sind, das sich für die Herstellung maßgeschneiderter Teile eignet, die keiner übermäßigen physischen Belastung oder extremen Umweltbedingungen (wie UV-Strahlung und hohen Temperaturen) standhalten müssen, wäre PLA eine gute Wahl.

Wann sollten ABS und PLA verwendet werden?

Es hängt von zwei Aspekten Ihrer spezifischen Situation ab: erstens von Ihren Druckfähigkeiten und Ihrer Fähigkeit, mit den Druckschwierigkeiten umzugehen, und zweitens davon, welche Art von Endprodukt Sie wünschen.

Ihre Druckkenntnisse?

Das Drucken mit PLA ist im Allgemeinen einfacher als mit ABS. Wenn Sie Anfänger sind oder über geringere Druckkenntnisse verfügen und möchten, dass Ihr Produkt Vorteile für die Umwelt bietet, können Sie sich für PLA entscheiden. PLA weist eine geringere Druckschwierigkeit auf und kann in natürlichen Umgebungen biologisch abgebaut werden.

Wenn Sie sich jedoch dennoch für ABS zum Drucken entscheiden möchten, sind präzise Parametereinstellungen und feine Druckkenntnisse erforderlich. Die Drucktemperatur für ABS liegt im Allgemeinen zwischen 220 und 250 °C und ist damit höher als die Drucktemperatur von PLA (180 bis 220 °C).

Was drucken Sie?

PLA wird bei hohen Temperaturen leicht weich und eignet sich daher nicht für die Herstellung von Teilen, die hohen Temperaturen standhalten müssen.

PLA ist ein biologisch abbaubares Material und daher die erste Wahl, wenn Sie große Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Umwelt haben.

ABS hat eine bessere Hitzebeständigkeit und eignet sich zur Herstellung hitzebeständiger Teile.

Wenn Sie möchten, dass Ihr Produkt eine höhere Festigkeit und Zähigkeit aufweist und höhere Druckschwierigkeiten verträgt, können Sie sich für ABS entscheiden.

Fazit

ABS und PLA sind zwei unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften und Eigenschaften, die sie für verschiedene 3D-Druckanwendungen geeignet machen. Letztendlich hängt die Wahl zwischen ABS und PLA von den spezifischen Anforderungen und Einschränkungen des 3D-Druckprojekts ab.

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