5 najważniejszych różnic pomiędzy PLA a ABS

Jednymi z najbardziej popularnych materiałów do drukowania w technologii FDM są PLA (polilaktyd) i ABS (akrylonitrylo-butadieno-styren). Są to tworzywa sztuczne nazywane termoplastami. Oznacza to, że miękną po podgrzaniu, a także stają się podatne na formowanie. Wracają do stanu stałego, gdy oddają ciepło i stygną. Ta cecha topienia, a następnie recyklingu, czyni je dobrym materiałem do druku 3D. ABS sprawdza się ze względu na swoją wytrzymałość mechaniczną i termiczną, a także elastyczność. PLA jest używany ze względu na bardzo małe ograniczenia druku, znaczne zróżnicowanie kolorystyczne oraz biodegradowalność. Istnieje jednak znacznie więcej różnic między tymi filamentami, o których warto wiedzieć:

Właściwości fizyczne

Pierwsza różnica znajduje się już we wzorze sumarycznym ABSu: C8H8-C4H6-C3H3N)n. Wzór sumaryczny PLA to (C3H402)n. ABS jest zatem sztucznym polimerem, a związki chemiczne które go tworzą to akrylonitryl, butadien i styren. Natomiast PLA pochodzi z zasobów odnawialnych, a mianowicie skrobi kukurydzianej, trzciny cukrowej, skrobi, korzeni tapioki. W zależności od tego jaki wydruk chcemy uzyskać musimy dobrać odpowiedni filament. W przypadku, gdy chcemy otrzymać wytrzymalszy mechanicznie materiał, ABS jest lepszym wyborem. Natomiast, gdy potrzebujemy materiału biodegradowalnego, sięgamy po PLA.

PLA jest materiałem charakteryzującym się znacznie mniejszym skurczem termicznym, co oznacza, że ​​można z niego drukować elementy dokładniejsze wymiarowo o większych gabarytach. Z kolei ABS znacznie lepiej sprawdza się przy elementach technicznych, które podczas druku będą wymagały licznych podpór i mają mieć proste ścianki. Materiał ten pod wpływem nacisku ugina się – przeciwnie do PLA, które pęka. Z PLA można drukować wytrzymałe mechanicznie, trwałe przedmioty, ale w porównaniu do innych tworzyw sztucznych będą one kruche.

Podczas drukowania z ABSu wydziela się intensywny zapach, dlatego zalecane jest drukowanie w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Standardowe PLA w prawidłowych temperaturach druku nie wydziela zapachu.

Różnice wizualne

Pierwsze, co rzuca się w oczy, gdy patrzy się na filamenty, to fakt, że ABS jest bardziej matowy i nieco bardziej elastyczny. Próba złamania tworzywa w dłoniach będzie uciążliwa. PLA natomiast ma gładszą powierzchnię i jest błyszczący. Wyginając tworzywo w dłoniach znacznie łatwiej jest je złamać. Na szpuli różnica jest mniej widoczna, jednak po wydrukowaniu modelu z danego materiału widać wyraźnie, z jakim filamentem mamy do czynienia. Dodatkowo, aby rozróżnić materiały, można dany materiał  umieścić w acetonie. ABS ulegnie rozpuszczeniu, w przeciwieństwie do PLA.

Różnice w procesie druku 3D

Najważniejszą różnicą jest temperatura topnienia filamentów. Konkretne zakresy temperatur uzależnione są od danego producenta materiału, ale przyjmuje się, że ABS ulega roztopieniu w temperaturze 230-270 stopni Celsjusza, natomiast PLA wymaga temperatury w przedziale 190-220 stopni. Dodatkowo, ABS charakteryzuje się między innymi dużym skurczem termicznym w trakcie drukowania, wymaga podgrzewanego stołu oraz zamkniętej komory. Kurczliwość ABS powoduje częste problemy – między innymi podwinięcia modelu lub całkowite odklejenie się wydruku od stołu. PLA zaś uważa się za znacznie łatwiejszy materiał do druku 3D. PLA w odróżnieniu od ABS nie wymaga podgrzewanego stołu. Mimo to jednak przy szybkim drukowaniu i słabym chłodzeniu wydruków, modele mogą wydrukować się zniekształcone.

Obróbka wydruku

Wydruki często trzeba obrobić, między innymi wygładzić lub usunąć ostre krawędzie. Pod tym kątem ABS jest zdecydowanie lepszym materiałem do obróbki. Pozbycie się podpór jest łatwiejsze, a zamaskowanie śladów łączenia modelu z podporami jest łatwiejsze i mniej widoczne przy przeciętnej jakości obróbce. W przypadku PLA często nie dodajemy podpór i zwiększamy chłodzenie, aby nie pozostawić śladów łączenia, gdyż są one trudniejsze do usunięcia. W przypadku trudno dostępnych miejsc i dużej liczby struktur wspierających warto zastosować specjalny filament do podpór np. PVA, który po wydruku możemy rozpuścić.

PLA, podobnie jak ABS, można wygładzić chemicznie. W takim przypadku zamiast acetonu musimy użyć chloroformu, dichlorometanu lub tetrahydrofuranu. Substancje te są niebezpieczne, dlatego nie nadają się do użytku domowego.
W celu uzyskania gładkiej i błyszczącej powierzchni możemy ABS przecierać acetonem, ale należy pamiętać by dobrać odpowiednią ilość płynu, ponieważ aceton rozpuszcza ABS.

Chociaż oba materiały można ciąć, piłować, szlifować, malować (akrylem) i kleić, przed malowaniem PLA zaleca się użycie podkładu. PLA również można z powodzeniem poddawać obróbce mechanicznej. Wtedy jednak należy mieć na uwadze, aby nie przekraczać temperatury zeszklenia materiału.

Zastosowanie

PLA jest najczęściej używanym materiałem w procesie druku 3D ze względu na to, że jest idealnym filamentem dla początkujących i średnio-zaawansowanych użytkowników. Należy jednak pamiętać, że filament ten nie nadaje się do elementów, które muszą być zginane, skręcane lub odporne na uderzenia. PLA jest materiałem biodegradowalnym, dlatego nie nadaje się do zastosowania w środowisku wodnym (np. w akwarium). Z uwagi niską odporność na promieniowanie UV i wyższe temperatury, należy uważać na wystawianie elementów bezpośrednio na światło słoneczne. Filament można zastosować w produkcji prototypów, modeli edukacyjnych i architektonicznych. Ze względu na większą płynność, z PLA można drukować bardziej szczegółowe elementy, niż z ABSu.

Natomiast filament ABS lepiej nadaje się do druku przedmiotów, które są często używane, upuszczane lub podgrzewane. Może być stosowany do części mechanicznych, zwłaszcza jeśli są narażone na obciążenia lub wymagają zazębiania się z innymi częściami. Przykłady wydruków, które wykorzystują właściwości tego materiału, to etui na telefony, wytrzymałe zabawki, uchwyty na narzędzia, komponenty samochodowe i obudowy elektryczne.

Słowo na koniec – przechowywanie!

Oba rodzaje filamentu powinny być przechowywane w suchym miejscu, z dala od wilgoci. Zbytnia wilgoć może wpłynąć na różnice w średnicy materiału, co jest kluczowe przy druku przestrzennym, ponieważ może drastycznie wpłynąć na jakość wydruku. Dodatkowo, warto przechowywać filamenty w opakowaniach, aby zapobiec kontaktu materiału z kurzem i drobnoustrojami.