{"id":39699,"date":"2022-08-08T00:01:19","date_gmt":"2022-08-07T22:01:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=39699"},"modified":"2022-08-05T14:51:32","modified_gmt":"2022-08-05T12:51:32","slug":"pla-vs-abs-080820221","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/pla-vs-abs-080820221\/","title":{"rendered":"PLA vs. ABS: Welches Material sollten Sie w\u00e4hlen?"},"content":{"rendered":"

Wenn es um Polymere f\u00fcr den 3D-Druck<\/a> geht, kann es schwierig sein, sich f\u00fcr ein bestimmtes Material zu entscheiden. Das gilt f\u00fcr so ziemlich jede 3D-Drucktechnologie, aber besonders f\u00fcr Anf\u00e4nger oder Hobbyisten, die mit FDM\/FFF 3D-Druck<\/a> arbeiten, kann es unm\u00f6glich sein zu wissen, welches Filament am besten geeignet ist. Bisher haben wir die Unterschiede zwischen den beiden 3D-Druck-Filamenten PLA und PETG<\/a> aufgeschl\u00fcsselt. Jetzt wollen wir noch weiter gehen und zwei der beliebtesten und am weitesten verbreiteten Filamente, PLA und ABS, miteinander vergleichen. Von den Eigenschaften bis hin zu den Druckanforderungen und mehr haben wir uns die \u00c4hnlichkeiten und Unterschiede von PLA und ABS genauer angesehen, damit Sie besser verstehen, welches Filament Sie je nach Ihren Bed\u00fcrfnissen verwenden sollten.<\/p>\n

Merkmale und Eigenschaften von PLA und ABS<\/h3>\n

Wenn es um die Eigenschaften von PLA und ABS geht, muss man nat\u00fcrlich zuerst einmal wissen, woraus sie bestehen. Obwohl es sich bei beiden um Thermoplaste oder Polymere handelt, die durch Erhitzen erweicht werden k\u00f6nnen, bevor sie abk\u00fchlen und aush\u00e4rten, enden die \u00c4hnlichkeiten hier. Bekanntlich wird PLA aus organischen Quellen wie Mais oder Zuckerrohr hergestellt, w\u00e4hrend ABS, wie die meisten Standardkunststoffe, aus Erd\u00f6l hergestellt wird. Genauer gesagt wird PLA aus fermentierter Pflanzenst\u00e4rke aus Quellen wie Mais, Maniok, Zuckerrohr oder Zuckerr\u00fcbenschnitzeln hergestellt. Der Zucker aus diesen Quellen wird in Milchs\u00e4ure umgewandelt, die dann zu Polymilchs\u00e4ure polymerisiert wird. Im Gegensatz dazu besteht ABS aus drei Monomeren: Acrylnitril, Butadien und Styrol. Acrylnitril ist ein synthetisches (k\u00fcnstlich hergestelltes) Monomer, das aus Propylen und Ammoniak gewonnen wird, Butadien ist ein Erd\u00f6lkohlenwasserstoff und Styrol wird durch Dehydrierung (Entfernung von Wasserstoff durch chemische Reaktion) von Ethylbenzol hergestellt. Es ist verst\u00e4ndlich, dass die Zusammensetzung dieser Materialien Auswirkungen auf die „Nachhaltigkeit“ der Materialien hat.<\/p>\n

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3D-gedruckte Teile aus PLA und ABS unterscheiden sich sowohl in ihrem Aussehen als auch in ihren Eigenschaften, wie oben zu sehen ist (Bild: Fictiv)<\/p><\/div>\n

PLA wird oft als umweltfreundlicheres Material angepriesen, weil es tats\u00e4chlich biologisch abbaubar ist. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass es nur unter den richtigen Bedingungen wirklich biologisch abbaubar ist und viele St\u00e4dte nicht \u00fcber die richtigen Mittel verf\u00fcgen, um das Material korrekt abzubauen. Das bedeutet, dass dies zwar m\u00f6glich ist, aber eigentlich nur durch industrielle Kompostierung erreicht werden kann. Obwohl PLA nat\u00fcrlich „gr\u00fcner“ ist als viele andere Materialien, zumal es aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird, ist es in Bezug auf die Entsorgung vielleicht nicht so umweltfreundlich, wie oft behauptet wird.<\/p>

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Auf der anderen Seite gilt ABS nicht als nachhaltiges oder umweltfreundliches Material. Wie bereits erw\u00e4hnt, wird es, wie die meisten Kunststoffe, aus Erd\u00f6l hergestellt, was bedeutet, dass seine Verarbeitung nicht so nachhaltig ist. Ein Pluspunkt ist jedoch, dass ABS recycelbar ist, auch wenn es von den Recyclingzentren nicht allgemein akzeptiert wird. In Anbetracht der Tatsache, dass vielen Menschen nicht bewusst ist, wie begrenzt die biologische Abbaubarkeit von PLA ist, k\u00f6nnte dies sogar als Vorteil f\u00fcr Anf\u00e4nger angesehen werden, die sich m\u00f6glicherweise sicherer sein k\u00f6nnen, dass der Kunststoff ordnungsgem\u00e4\u00df entsorgt wird, ohne mehr Abfall zu verursachen.<\/p>\n

Abgesehen von den Wurzeln des Materials haben ABS und PLA auch unterschiedliche Eigenschaften, durch die sie sich voneinander unterscheiden. Eine davon, die auch bei der Frage nach der Druckbarkeit eine Rolle spielt, ist die Hitzebest\u00e4ndigkeit der beiden Materialien. ABS ist n\u00e4mlich hitzebest\u00e4ndig und hat eine h\u00f6here Glas\u00fcbergangstemperatur, w\u00e4hrend PLA bei viel niedrigeren Temperaturen schmilzt und daher nicht als hitzebest\u00e4ndig gilt. Dies wirkt sich nat\u00fcrlich auf die Anwendungen der Materialien aus, auf die wir sp\u00e4ter noch eingehen werden.<\/p>\n

Generell gilt: Wenn Sie ein Material mit h\u00f6herer Festigkeit und besseren mechanischen Eigenschaften suchen, werden Sie sich f\u00fcr ABS entscheiden. Es ist nicht nur hitzebest\u00e4ndig und hat eine h\u00f6here W\u00e4rmeformbest\u00e4ndigkeit, sondern ist auch sto\u00dffester, haltbarer und leichter als PLA. Abgesehen davon haben die beiden Materialien eine \u00e4hnliche Zugfestigkeit (ABS ist jedoch etwas niedriger), obwohl ABS aufgrund seiner besseren Dehnbarkeit, d. h. der F\u00e4higkeit eines Materials, verformt zu werden, ohne zu brechen, sowie seiner h\u00f6heren Biegefestigkeit und besseren Dehnung vor dem Bruch h\u00e4ufig f\u00fcr industrielle Anwendungen bevorzugt wird. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass ABS im Vergleich zu dem spr\u00f6deren PLA flexibler ist. Dank dieser Eigenschaften kann ABS sogar f\u00fcr Endanwendungen eingesetzt werden und ist einer der Gr\u00fcnde, warum es in Branchen wie dem Spritzguss so beliebt ist.<\/p>\n

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Eigenschaften von PLA und ABS<\/p><\/div>\n

PLA gewinnt jedoch in einigen anderen Kategorien. Vor allem ist es fester und steifer als ABS. Aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts verliert es diese Eigenschaften jedoch oberhalb von 50 Grad Celsius, so dass es f\u00fcr alle Anwendungen, bei denen Hitze im Spiel ist, weniger geeignet ist. Aber auch wenn ABS wesentlich hitzebest\u00e4ndiger ist als PLA, werden beide Thermoplaste mit der Zeit sowohl durch UV-Licht als auch durch Hitze abgebaut. F\u00fcr Teile, die sich im Freien befinden, sind daher andere Materialien vorzuziehen.<\/p>\n

Die Einfachheit des Drucks<\/h3>\n

Nachdem wir nun die Merkmale und Eigenschaften von PLA und ABS behandelt haben, wollen wir uns im n\u00e4chsten Schritt mit dem 3D-Druckverfahren selbst befassen. Da die Glas\u00fcbergangstemperatur der beiden Thermoplaste unterschiedlich ist, wird die Vorbereitung des Drucks unterschiedlich sein. Dies liegt daran, dass der Temperaturbereich, in dem ein thermodynamischer \u00dcbergang in der Materie stattfindet, ber\u00fccksichtigt werden muss. Bei PLA liegt der Bereich der Glas\u00fcbergangstemperatur zwischen 60 und 100 \u00baC, bei ABS zwischen 105 und 200 \u00baC. Daraus ergibt sich der Schmelzpunkt des Materials, d. h. der Zeitpunkt, an dem es sich in einem fl\u00fcssigen Zustand befindet und somit druckbereit ist. Je nach den im Slicer eingestellten Parametern dauert es mehr oder weniger lange, den 3D-Drucker aufzuheizen und die gew\u00fcnschte Temperatur zu erreichen.<\/p>\n

In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Variablen des Herstellungsprozesses richtig einzustellen, sowohl das Bett als auch den Druckkopf. ABS erfordert eine hohe Druckbetttemperatur, etwa 80-110\u00baC, im Gegensatz zu den 60\u00baC, die normalerweise f\u00fcr PLA festgelegt werden. Was den Extruder betrifft, so ben\u00f6tigt PLA ebenfalls eine niedrigere Temperatur, n\u00e4mlich etwa 180-230 \u00b0C im Gegensatz zu den 210-250 \u00b0C, die f\u00fcr ABS erforderlich sind.<\/p>\n

Was die Benutzerfreundlichkeit angeht, so ist ABS bekannterma\u00dfen komplexer zu drucken als PLA. Die Schwierigkeiten beim Drucken h\u00e4ngen auch mit der Temperatur und den Eigenschaften der einzelnen Materialien zusammen. PLA schmilzt bei einer niedrigeren Temperatur als ABS, so dass nach Abschluss des 3D-Druckvorgangs des Teils die thermische Ver\u00e4nderung f\u00fcr die Verfestigung der Schichten geringer ist. Da ABS jedoch h\u00f6here Temperaturen zum Schmelzen ben\u00f6tigt, kommt es beim Abk\u00fchlen der Teile zu einer abrupteren Ver\u00e4nderung. Diese thermische Schrumpfung kann zu missgestalteten Teilen f\u00fchren. Eines der h\u00e4ufigsten Probleme ist das Verziehen, bei dem sich die Enden des Teils zusammenziehen, sich vom Tablett l\u00f6sen und verformen. Um dieses Ph\u00e4nomen zu vermeiden, ist es wichtig, beim Drucken mit ABS die Temperatur und die Druckumgebung zu kontrollieren und gegebenenfalls Klebstoffe zu verwenden. Dies ist auch einer der Gr\u00fcnde, warum beim Drucken mit ABS oft dringend empfohlen wird, einen 3D-Drucker mit einer geschlossenen Kammer zu verwenden.<\/p>\n

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ABS neigt dazu, sich zu verziehen. Ein Problem, das mit der Schrumpfung des Materials bei pl\u00f6tzlichen Temperaturschwankungen zusammenh\u00e4ngt.<\/p><\/div>\n

Beide Materialien haben in etwa die gleiche Druckgeschwindigkeit, was ein Vorteil ist, da man die Parameter im Slicer nicht f\u00fcr die verschiedenen Materialien neu einstellen muss. PLA druckt in der Regel mit 60 mm\/s, obwohl einige Anwender auch mit h\u00f6heren Geschwindigkeiten gearbeitet haben. ABS hingegen liegt normalerweise im Bereich von 40-60 mm\/s, und es w\u00e4re schwierig, eine h\u00f6here Geschwindigkeit zu erreichen.<\/p>\n

Ein weiterer Punkt, den man w\u00e4hrend des Herstellungsprozesses beachten sollte, sind die Emissionen, die bei der Herstellung entstehen. Wie bei fast allen thermoplastischen Filamenten entstehen beim Druck sch\u00e4dliche Ger\u00fcche und Gase, wobei einige sch\u00e4dlicher sind als andere. Wenn das Material erhitzt wird, setzt es Stoffe frei, die gesundheitssch\u00e4dliche Partikel enthalten. Da PLA aus nat\u00fcrlichen, pflanzlichen Quellen stammt, gibt es keinen starken Geruch ab und ist daher nicht bedenklich. ABS hingegen ist daf\u00fcr bekannt, dass es giftige Gase und einen unangenehmen Geruch abgibt. Auch aus diesem Grund wird bei der Verwendung von ABS dringend empfohlen, eine geschlossene Druckkabine sowie einen Luftfilter zu verwenden, um zu verhindern, dass D\u00e4mpfe in den Arbeitsbereich gelangen. Und selbst dann ist es ratsam, den Raum konstant zu l\u00fcften, um sicherzustellen, dass die D\u00e4mpfe nicht in die Lunge gelangen. Dies h\u00e4ngt mit dem in ABS enthaltenen Styrol zusammen, einem Material, das f\u00fcr den Menschen giftig ist, wenn es eingeatmet wird.<\/p>\n

Um aus erster Hand etwas \u00fcber die Eigenschaften und die Druckbarkeit beider Filamente zu erfahren, haben wir mit Fachleuten aus der Branche gesprochen. Luke Taylor, Marketing Manager bei Polymaker, erkl\u00e4rt: „PLA ist ein schw\u00e4cheres Material, aber der Vorteil ist, dass es sehr einfach zu verarbeiten ist, es l\u00e4sst sich sehr leicht drucken. Man braucht kein beheiztes Bett, keine hohen Temperaturen und es hat eine sehr niedrige Schrumpfungsrate, w\u00e4hrend ABS eine sehr hohe Schrumpfungsrate hat. Und das macht Sinn, denn im Allgemeinen gilt: Je besser die mechanischen Eigenschaften, desto schwieriger ist es zu verarbeiten. Allerdings k\u00f6nnen wir PLA auch etwas hinzuf\u00fcgen, um es st\u00e4rker zu machen, ohne die Druckbarkeit zu ver\u00e4ndern.“<\/em><\/p>\n

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Mit PLA-Filament von Polymaker 3D-gedruckte Figuren (Bild: Polymaker)<\/p><\/div>\n

Nachbearbeitung von PLA und ABS<\/h3>\n

Wenn man \u00fcber PLA und ABS nachdenkt, kann man mit Sicherheit sagen, dass f\u00fcr beide Thermoplaste \u00e4hnliche Nachbearbeitungstechniken<\/a> verwendet werden k\u00f6nnen. Allerdings gibt es einige bemerkenswerte Unterschiede, einer davon ist die Oberfl\u00e4che des Teils nach dem Druck. PLA-Teile sind unmittelbar nach dem Entfernen gl\u00e4nzender, w\u00e4hrend ABS eher eine matte Oberfl\u00e4che aufweist. Beide Materialien k\u00f6nnen auch nach dem Druck zur Dekoration lackiert werden.<\/p>\n

Allerdings l\u00e4sst sich ABS im Allgemeinen leichter nachbearbeiten als PLA. Daf\u00fcr gibt es eine Reihe von Gr\u00fcnden. Erstens k\u00f6nnen zwar beide Materialien abgeschliffen werden, doch ist dies bei ABS aufgrund seiner Haltbarkeit einfacher. PLA kann auch schwieriger zu schleifen sein, da es aufgrund seiner geringen Hitzebest\u00e4ndigkeit leichter schmilzt. Auch die maschinelle Bearbeitung ist bei beiden m\u00f6glich, aber auch hier m\u00fcssen die Benutzer bei PLA vorsichtiger sein.<\/p>\n

ABS hingegen l\u00e4sst sich nicht nur mit diesen grundlegenden Methoden leichter nachbearbeiten, sondern wenn Sie eine wirklich gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4che w\u00fcnschen, k\u00f6nnen Teile aus ABS mit Acetondampf gegl\u00e4ttet werden. Aceton ist eine farblose Fl\u00fcssigkeit, die h\u00e4ufig als L\u00f6sungsmittel f\u00fcr Kunststoffe verwendet wird. Obwohl es nicht f\u00fcr PLA verwendet werden kann, k\u00f6nnen ABS-Teile mit Aceton viel schneller nachbearbeitet werden und erhalten eine gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4che. Es ist jedoch m\u00f6glich, ein \u00e4hnliches Verfahren mit PLA durchzuf\u00fchren. THF, oder Tetrahydrofuran, kann zum Handpolieren verwendet werden, wenn Sie Teile aus PLA-Filament mit Dampf gl\u00e4tten m\u00f6chten.<\/p>\n

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Diese fertigen Teile erhalten durch das Gl\u00e4tten mit Aceton eine gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4che (Bild: Zortrax)<\/p><\/div>\n

Anwendungen f\u00fcr PLA und ABS<\/h3>\n

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen PLA und ABS besteht darin, f\u00fcr welche Anwendungen die beiden Materialien eingesetzt werden. Je nach Zweck des vorgeschlagenen Teils k\u00f6nnen wir das eine oder das andere w\u00e4hlen. PLA ist das am h\u00e4ufigsten verwendete Material im FDM-3D-Druck und wird meist in einer Maker-Umgebung verwendet. Das liegt vor allem daran, dass es sich leicht drucken l\u00e4sst und dass die mechanischen Eigenschaften die Teile zerbrechlich, schwach und empfindlich gegen\u00fcber Sonne und hohen Temperaturen machen. Aus diesem Grund wird es h\u00e4ufig von Anf\u00e4ngern oder f\u00fcr die Herstellung von dekorativen Elementen und Spielzeug verwendet.<\/p>\n

ABS hingegen ist ein industrielleres Material, das fortschrittlichere Eigenschaften bietet, und obwohl es schwieriger zu drucken ist, haben die Teile eine bessere Qualit\u00e4t. Es ist daher bei der Entwicklung von Prototypen, Zahnr\u00e4dern oder Werkzeugen von gro\u00dfem Interesse. Kurz gesagt, es wird in der Regel dort eingesetzt, wo die Teile physischen Belastungen ausgesetzt werden k\u00f6nnen und wo eine hohe mechanische und thermische Best\u00e4ndigkeit erforderlich ist. Bevor Sie mit dem additiven Fertigungsprozess beginnen, sollten Sie daher die Unterschiede zwischen den beiden Werkstoffen untersuchen, um Teile entsprechend ihrer Verwendung herzustellen.<\/p>\n

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PLA wird in der Regel f\u00fcr Anwendungen im Bereich der Herstellung f\u00fcr dekorative Elemente und Spielzeug verwendet. Andererseits kann ABS f\u00fcr Anwendungen verwendet werden, bei denen eine h\u00f6here mechanische und thermische Best\u00e4ndigkeit erforderlich ist.<\/p><\/div>\n

Preis<\/h3>\n

Was den Preis betrifft, so gibt es funktionell keinen Unterschied zwischen PLA und ABS. Der Preis h\u00e4ngt vielmehr von Faktoren wie dem Hersteller ab. Hersteller spielen vor allem dann eine Rolle, wenn es sich um 3D-Drucker handelt, die ein geschlossenes System haben. Das bedeutet, dass mit diesen Druckern nur Filamente verwendet werden k\u00f6nnen, die vom jeweiligen Hersteller hergestellt oder zugelassen sind. Diese Entscheidung wird oft getroffen, um eine Qualit\u00e4tskontrolle zu gew\u00e4hrleisten, kann sich aber auch auf den Preis auswirken. In einem geschlossenen System sind die Preise f\u00fcr ABS- und PLA-Filamente jedoch \u00e4hnlich, wenn nicht sogar identisch.<\/p>\n

Im Allgemeinen haben wir festgestellt, dass 1 kg PLA- und ABS-Filament bei etwa 18 $ beginnt, obwohl der durchschnittliche Preis f\u00fcr eine einfache Filamentrolle bei etwa 20 $ liegt. Wenn Sie hochwertigere Filamente oder besondere Eigenschaften wie Mehrfarbigkeit oder professionelle Qualit\u00e4t w\u00fcnschen, wird der Preis nat\u00fcrlich viel h\u00f6her sein. Da PLA, wie bereits erw\u00e4hnt, wahrscheinlich das beliebteste Filament f\u00fcr den 3D-Druck ist, gibt es eine gr\u00f6\u00dfere Auswahl an Farben und Optionen f\u00fcr PLA-Filamente, die von den meisten Material- oder 3D-Druckerherstellern angeboten werden.<\/p>\n

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Bild: ColorFabb<\/p><\/div>\n

Obwohl ABS-Filamente gelegentlich teurer sind als PLA-Filamente, ist dies aufgrund der geringeren Verf\u00fcgbarkeit in der Rohform genau umgekehrt. Als einer der beliebtesten Industriekunststoffe, der zum Beispiel von Herstellern wie LEGO verwendet wird, ist ABS als Rohmaterial, d. h. vor der Verarbeitung zu einer Form wie einem Filament, tats\u00e4chlich billiger. F\u00fcr FDM-Drucker hat dies zwar keine gro\u00dfen Auswirkungen, aber f\u00fcr diejenigen, die Granulat verwenden, k\u00f6nnte dies ebenfalls ein Faktor sein, da ABS in diesem Fall wahrscheinlich billiger ist als PLA.<\/p>\n

Hersteller der Materialien<\/h3>\n

Auf dem Markt der additiven Fertigung ist die Zahl der Unternehmen, die sich mit der Entwicklung von Materialien besch\u00e4ftigen, wirklich gro\u00df. Da der FDM-3D-Druck die am weitesten verbreitete Technologie ist, egal ob von Anf\u00e4ngern oder Industrieunternehmen, entwickeln die meisten Hersteller thermoplastische Polymerfilamente. Da PLA popul\u00e4rer als ABS und demokratischer ist, ist das Angebot viel gr\u00f6\u00dfer. Es gibt inzwischen Hunderte von verschiedenen Marken, Farben und Mischungen, und obwohl es auch ABS-Filamente in mehreren Marken und Farben gibt, ist das Angebot kleiner als bei PLA. Was die Hersteller von PLA-Materialien betrifft, so gibt es Unternehmen, die sich speziell der Entwicklung von Filamenten widmen, wie Polymaker, ColorFabb, Filamentum, MatterHackers, usw.<\/p>\n

Wenn wir uns auf ABS konzentrieren, k\u00f6nnen wir feststellen, dass im Allgemeinen Unternehmen, die diese Art von Filamenten entwickeln, wahrscheinlich auch PLA herstellen. In diesem Sinne k\u00f6nnen wir auch Polymaker, Hatchbox oder Filamentum finden, neben vielen anderen. Nicht zu vergessen sind auch die Maschinenhersteller, die, obwohl es nicht ihre Hauptt\u00e4tigkeit ist, einen Teil ihrer Zeit der Entwicklung von 3D-Druckmaterialien widmen. In diesem Fall sind Unternehmen wie Ultimaker, Zortrax oder Flashforge zu nennen.<\/p>\n

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Ein Vergleich zwischen PLA und ABS (Bild: 3Dnatives)<\/p><\/div>\n

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