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Das Duell der Filamente

ABS- vs PLA-Filament: Die Unterschiede

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Von Jennifer Bourabah
Feb 19, 2020
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PLA oder ABS, welches 3D-Drucker-Filament ist besser? Hier erklären wir dir die Unterschiede und Anwendungsfelder von ABS- und PLA-Filament.

ABS- und PLA-Filament sind die beliebtesten Materialien beim 3D-Druck. Beide sind thermoplastische Kunststoffe. Das bedeutet, dass sie im erhitzten Zustand jedwede Form annehmen können und diese nach dem Abkühlen beibehalten.

Doch trotz dieser grundsätzlichen Ähnlichkeit unterscheiden sich PLA- und ABS-Filament in sehr vielen Aspekten.

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ABS vs PLA-Filament

ABS vs PLA-Filament: Überblick

Polylactide (PLA), umgangssprachlich auch Polymilchsäure, ist ein biologisch abbaubarer thermoplastischer Kunststoff aus erneuerbaren Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr. PLA findet sich außerhalb des 3D-Drucks auch häufig in Lebensmittelverpackungen, Einweggeschirr und medizinischen Implantaten. Der Hauptvorteil von PLA-Filament ist, dass es ein extrem leicht zu druckendes Material ist.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein erdölbasierter thermoplastischer Kunststoff, der vor allem für Leitungssysteme, Fahrzeuginnenausstattung, Sturzhelme und Spielzeug (z.B. Lego) verwendet wird. Bauteile aus ABS-Material haben eine höhere Festigkeit, Flexibilität und Beständigkeit als solche aus PLA-Filament, sind aber in der Regel auch wegen des komplizierteren Druckvorgangs (Stichwort Dämpfe!) etwas schwerer herzustellen .

Wann ist PLA-, wann ABS-Filament besser geeignet? Dieser Artikel versucht genau diese Frage zu beantworten und gibt dabei verschiedene Hintergrundinformation über beide Materialien. Bei der Auswahl des richtigen Filaments musst du dir vor allem zwei Fragen stellen: Welche Probleme kann das Material beim Drucken machen? Und: Wie soll das Endprodukt aussehen?

Wir vergleichen die Filamente PLA und ABS in folgenden Punkten:

Abschnitte

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Die wichtigen Druckinformationen

“Es ist besser, etwas zu erschaffen, als zu lernen! Etwas zu erschaffen ist die Essenz des Lebens.”- Julius Caesar (das Internet, frei nach William Shakespeare)

Wie schon im Überblick erwähnt, ist es generell einfacher, mit PLA- als mit ABS-Filament zu drucken. PLA-Filament eignet sich deshalb besonders für Anfänger. Es schmilzt bei einer geringeren Temperatur, wellt sich nicht so leicht und riecht ein bisschen süßlich. Das ist aber noch nicht alles, was für PLA-Filament spricht, wie wir gleich noch genauer erklären…

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ABS vs PLA-Filament

Zusammenfassung

Material PLA ABS
Drucktemperatur 180-230°C 210-250°C
Druckbetttemperatur 20-60°C 80-110°C
Druckbett optional notwendig
geschlossener Bauraum optional empfohlen
verstopft die Düse hin und wieder nie
Haftung der ersten Schicht kleine Probleme kleine Probleme
Dämpfe wenige bis keine intensiv und gesundheitsschädlich
absorbiert Feuchtigkeit Ja Ja

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ABS vs PLA-Filament

Temperatureigenschaften (Druckerparameter)

Image of ABS vs PLA-Filament: Temperatureigenschaften (Druckerparameter)
A nozzle that's too hot deforms your prints. Source: Simplify 3D

Plastik schmilzt zwar beim Erhitzen, aber die Eigenschaften und Schmelzpunkte der einzelnen Kunststoffe können sehr unterschiedlich sein. In der Realität ist der Schmelzprozess recht kompliziert und kann in drei Stufen eingeteilt werden:

  1. Übergang von kalt zu warm: Das Plastik hat zunächst einen harten, “glasähnlichen” Zustand, in dem es am nützlichsten ist. Es bleibt so, bis es erhitzt wird.
  2. Übergang von warm zu heiß: Das Plastik ist jetzt in einem zähen, gummi- artigen Zustand, in dem es eigentlich für nichts zu gebrauchen ist. Es bleibt so, bis der spezifische Schmelzpunkt erreicht wird.
  3. Übergang von heiß zu geschmolzen: Das Plastik ist jetzt flüssig – perfekt zum Drucken!

Warum ist das alles so wichtig? Weil die Punkte zwischen den Stufen, die Glasübergangstemperatur und die Schmelztemperatur, direkten Einfluss auf die benötigte Druckbett- und Drucktemperatur haben. Es ist also wichtig, dass die Druckbetttemperatur weit unter der Glasübergangstemperatur bleibt, damit der Druckprozess nicht gestört wird. Und natürlich muss die Extrusionstemperatur weit über der Schmelztemperatur liegen, um sicherzustellen, dass das Filament flüssig ist.

Da wir nun die physikalischen Bedingungen geklärt haben, wirst du auch die folgende Tabelle verstehen. In ihr sind nicht nur die Glasübergangs- und Schmelztemperatur eingetragen, sondern auch die von uns empfohlene Druckbett- und Drucktemperatur.

Material PLA ABS
Druckbetttemperatur 20-60°C
(optional)
80-110°C
(notwendig)
Glasübergangstemperatur 57°C 104°C
Schmelztemperatur 150-160°C keine Angabe*
Drucktemperatur 180-230°C 210-250°C

*Als eine rein amorphe Substanz hat ABS-Material keine echte Schmelztemperatur (es verflüssigt sich aber meist schon weit unter der empfohlenen Drucktemperatur).

Anhand der Tabelle wird etwas deutlicher, warum das Drucken mit PLA- wirklich viel einfacher ist als mit ABS-Filament. Dank der niedrigen Glasübergangs- und Drucktemperatur brauchst du beim Drucken mit PLA-Filament generell weniger Hitze. Eigentlich ist ein beheiztes Druckbett auch gar nicht notwendig (jedoch hilfreich).

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ABS vs PLA-Filament

Extruderdüse

Image of ABS vs PLA-Filament: Extruderdüse
Filament jams can lead to spaghetti instead of a print. Source: 3dprintboard.com

Ein Nachteil von PLA- gegenüber ABS-Filament ist die gelegentliche Verstopfungsgefahr der Extruderdüse. Das liegt an der Materialausdehnung und der Klebrigkeit von PLA beim Schmelzen. Für guten Durchfluss kannst du durch die richtige Einstellung des Druckers sorgen; entweder indem du dich exakt an die Herstelleranweisungen hältst, oder indem du es einfach ausprobierst.

Mit ABS-Filament gibt es diese Problematik dagegen nicht, was wahrscheinlich an der höheren Drucktemperatur liegt.

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ABS vs PLA-Filament

Das Druckbett

Image of ABS vs PLA-Filament: Das Druckbett
ABS ist anfälliger für Materialverzug als PLA.

Dies ist ein kritischer Punkt, der für PLA-Filament spricht! Denn da dieses Material nicht temperatur-sensibel ist, benötigst du nicht unbedingt ein beheiztes Druckbett oder einen geschlossenen Bauraum (auch wenn das – wie gesagt – nie verkehrt ist).

ABS-Material ist anfälliger für Temperaturschwankungen als PLA, was zu Rissen und Materialverzug führen kann. Deshalb ist ein beheiztes Druckbett unverzichtbar beim 3D-Druck mit ABS-Filament. Wir möchten darüber hinaus noch ein geschlossenes Gehäuse um das Druckbett herum empfehlen.

Beide Materialien haben Probleme mit der Haftung der ersten Druckschicht. Um das Problem genauer zu nennen: Manchmal bleibt die erste Druckschicht nicht am Druckbett kleben (und manchmal löst sich das Bauteil am Ende nicht). Drei einfache Lösungsmöglichkeiten gibt es: Du kannst Klebestreifen auf das Druckbett kleben, Haarspray aufs Druckbett sprühen oder Flüssigkleber auftragen. Auch wenn sich auch normales Abklebeband recht gut eignet, empfehlen wir insbesondere Kapton Tape (ein Polyimidfilm mit Silikonklebemittel).

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ABS vs PLA-Filament

Dämpfe

Image of ABS vs PLA-Filament: Dämpfe
Any printer using plastic filament creates toxic fumes (source: Makerbot)

PLA-Filament ist schon lange der Liebling der 3D-Druck-Gemeinde, unter anderem weil es biologisch abbaubar ist und beim Erhitzen einen süßlichen, manche behaupten sogar fruchtigen Geruch ausstößt.

Dagegen – es lässt sich nicht anderes sagen – stinkt ABS. Die Dämpfe sind sehr intensiv und können Kopfschmerzen verursachen. Wenn möglich solltest du es nur in einem großen, aber isolierten, Raum mit gutem Abzug damit arbeiten.

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ABS vs PLA-Filament

Lagerung

Image of ABS vs PLA-Filament: Lagerung
This airtight container keeps moisture out. Source: PrintDry

Beide Materialien sind hygroskopisch, das heißt, sie ziehen Feuchtigkeit aus der Luft und absorbieren sie. Das ist ein Nachteil, weil die Druckqualität bei zunehmender aufgenommener Feuchtigkeit sinkt. Während des Druckvorgangs können sich an der Düse Bläschen bilden, das Material kann unkontrolliert austreten oder gar die Düse verstopfen. Dies wirkt sich auch aufs Endprodukt aus: Verfärbungen oder unregelmäßige Schichten sind eine Folge von zu feuchtem Filament.

Unterm Strich heißt das, dass du dein Filament nicht offen lagern solltest.

Und das ist auch nicht kompliziert. Verschließe die Filamentrollen einfach in Behältern und lagere sie an einem dunklen und kühlen Ort. Als zusätzliche Vorsichtsmaßnahme empfehlen Filamenthersteller, angefangene Rollen schnell aufzubrauchen.

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Die wichtigen Produktinformationen

“Ich habe immer daran geglaubt, dass sich harte Arbeit früher oder später auszahlt.” – Michael Jordan

PLA-Filament ist besser für den Druck, aber produziert es auch bessere Drucke? Wie schon in der Kurzfassung angedeutet, lautet die Antwort nein, denn ABS-Filament ist sowohl fester, als auch flexibler und haltbarer. Für das endgültige Urteil musst du aber noch etwas warten…

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ABS vs PLA-Filament

Zusammenfassung

Material PLA ABS
Festigkeit vernünfitige Festigkeit überdurchschnittliche Festigkeit
Flexibilität Spröde etwas Flexibel
Schlagfestigkeit keine etwas
Hitzeresistenz keine etwas
UV/Wasser Beständigkeit nicht über längere Zeit nicht über längere Zeit
Biologisch abbaubar teilweise Nein
Recyclingfähig Ja Ja
Mechanisch bearbeitbar Ja Ja
Kleben, Anmalen möglich möglich
Aceton Behandlung nicht möglich möglich
Farben große Auswahl erhältlich große Auswahl erhältlich
Spezial Filamente einige erhältlich einige erhältlich
Kosten relativ billig relativ billig

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ABS vs PLA-Filament

Mechanische Eigenschaften

Image of ABS vs PLA-Filament: Mechanische Eigenschaften
Dieser 3D-gedruckte Schlüssel besteht aus ABS-Material – er ist so hart, dass man damit Handschellen öffnen kann (Bild: ABSPlastic.eu)

ABS-Material verdankt seine Festigkeit Polybutadien, einem synthetischen Gummi mit hoher Verschleißbeständigkeit. Nur um eine Vorstellung zu bekommen, wie robust Polybutadien ist: 70 % des gesamten in der Industrie verbrauchten synthetischen Kautschuks geht in die Reifenproduktion. Bei ABS-Filament spiegelt sich die Qualität in der überragenden Festigkeit und der hohen Schlagzähigkeit (Es wird schließlich auch für Fahrzeug-Innenausstattungen und Schutzhelme verwendet). Und obwohl es nicht am flexibelsten ist, übertrifft ABS-Material auch in dieser Hinsicht PLA, da es sich erst verzerrt und biegt, bevor es bricht.

Der einzige mechanische Vorteil von PLA-Filament ist die höhere Oberflächenhärte. Ansonsten ist die Festigkeit eher gering und gilt als brüchig.

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ABS vs PLA-Filament

Haltbarkeit und Entsorgung

Generell ist ABS-Material viel haltbarer als PLA, was an der Hitzebeständigkeit liegt. Erinnerst du dich noch an die Temperaturstufen von Plastik? Der Temperaturbereich, in dem Plastik mehr oder weniger nutzlos wird, Glasübergangstemperatur genannt, liegt bei ABS viel höher als bei PLA-Filament. Deshalb ist das Material viel besser für Objekte geeignet, die der Sonne ausgesetzt sind. Niemand möchte einen verbogenen Gartenzwerg sehen.

Hinsichtlich anderer Kriterien ist ABS-Filament nicht viel besser als PLA. UV-Strahlen und Nässe beeinträchtigen die Qualität beider Materialien.

Eine der entscheidenden Eigenschaften von PLA-Filament, die auch schon in der Kurzfassung erwähnt wurde, ist die Biodegradibilität. Das heißt zwar nicht, dass du du deine verunglückten Drucke  einfach so in dein Gemüsebeet streuen solltest, aber du kannst PLA-Bauteile schon im Kompost entsorgen, der von der städtischen Müllabfuhr abgeholt wird. ABS-Material wird hingegen mit anderen Kunststoffen recycelt.

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ABS vs PLA-Filament

Veredelung und Finishing

Image of ABS vs PLA-Filament: Veredelung und Finishing

Wenn du keine Mühen scheust, aus deinem guten Druck einen sehr guten Druck zu machen, dann ist ABS-Material etwas besser für dich geeignet als PLA.

Zwar können beide Materialien geschnitten, geklebt, gefeilt, poliert und (mit Acrylfarbe) angemalt werden, doch bei PLA ist gerade das Kleben und Färben etwas schwieriger. Auch kann ABS-Filament im Gegensatz zu anderen Materialien mit Aceton (wie bspw. in Nagellackentferner enthalten) behandelt werden, um jene glatte und glänzende Oberfläche zu bekommen, die man von Lego-Steinen kennt. Andererseits ist PLA-Filament etwas besser darin, komplizierte Designs umzusetzen, auch wenn eigentlich beide Materialien für 100 Mikrometer hohe Schichthöhen geeignet sind.

Bei Drucken, die mit einem Raft gearbeitet wurden, d.h. mit einem umlaufenden Sockel um das Modell, der später wieder abgenommen wird, ist es besonders wichtig, ein Material zu haben, das sich feilen, polieren oder mit Acteon abreiben lässt. Beim Ablösen des Rafts bleiben nämlich stets unschöne Spuren zurück, die noch beseitigt werden müssen.

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ABS vs PLA-Filament

Vielfalt

Image of ABS vs PLA-Filament: Vielfalt
„Bamboofill“ von ColorFabb enthält 80 % PLA-Filament und 20 % recycelte Bambusfasern (Bild: ColorFabb)

Das Filament aus PLA- und ABS-Material gibt es in einer Vielzahl an Farben, selbst durchsichtig!

Spezielle “exotische” Filamente gibt es sowohl auf Basis von PLA- als auch ABS-Material. Die beliebtesten exotischen Varianten sind mit Holz, Metall oder Nachtleuchteffekt versehen. Mehr Informationen über diese exotischen Filamentarten gibt es in unserem großen Leitfaden zu 3D-Drucker-Materialien.

Und falls du zufällig ein flexibleres und haltbareres Material als PLA- oder ABS-Filament suchst, solltest du dich über PETG informieren.

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ABS vs PLA-Filament

Preis

Der Preis von ABS- und PLA-Filament ist ungefähr gleich, teuer kann es aber bei exotischen Materialien werden.

PLA Filament
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ABS Filament
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ABS vs PLA-Filament

Empfohlene Anwendungsbereiche

Image of ABS vs PLA-Filament: Empfohlene Anwendungsbereiche
ABS-Filament eignet sich besser für ineinandergreifende Teile wie Zahnräder (Bild: Michail Nowa via Pixabay)

PLA-Filament ist das meistverbreitete 3D-Drucker-Material, weniger weil es das “beste” ist, sondern weil es leicht zu drucken ist. Und warum auch solltest du dir das Leben schwerer machen als nötig? Wir empfehlen dir deshalb, PLA für alles zu verwenden, was keine besondere Festigkeit, Haltbarkeit oder Oberflächenbeschaffenheit benötigt.

Doch denke auch daran, dass PLA nicht für Druckteile geeignet ist, die verbogen werden sollen oder wiederholt Erschütterungen ausgesetzt sind (etwa Smartphonehüllen, Spielsachen oder Werkzeuggriffe). Du solltest vermeiden, PLA-Filament für Bauteile zu verwenden, die hitzebeständig sein sollen (etwa weil sie Sonnenlicht ausgesetzt sind oder mit einem sich erhitzenden Gerät in Verbindung stehen). Für alle anderen Anwendungen ist dieses Material eine verlässliche Wahl. Normalerweise werden Modelle, nicht beanspruchte Spielsachen, Prototypen oder Behälter damit hergestellt.

ABS-Filament ist besser für Dinge geeignet, die Belastung ausgesetzt sind und öfter gebraucht werden. Es wird sehr gerne für mechanische Bauteile verwendet. Zum Beispiel lassen sich folgende Dinge sehr gut aus ABS-Material produzieren: Smartphonehüllen, Spielsachen, Werkzeuggriffe, Fahrzeuginnenausstattung und Gehäuse für Elektronik.

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(Titelbild: Filamentworld)

Lizenz: Der Text von "ABS- vs PLA-Filament: Die Unterschiede" von All3DP unterliegt der Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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