Los protagonistas principales
La impresión 3D engloba numerosas tecnologías, pero la más popular entre los usuarios particulares es el modelado por deposición fundida (FDM). El material utilizado para imprimir piezas en 3D en las impresoras FDM viene en forma de filamento, una especie de cuerda de plástico enrollada en una bobina. Los filamentos pueden estar hechos de diferentes materiales, pero suelen ser termoplásticos, para que se puedan fundir y volver a solidificar fácilmente.
De los muchos tipos de filamentos, el más popular es el ácido poliláctico (PLA), conocido por su facilidad de uso y su bajo precio. Pero hay otros materiales comunes, como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), un material muy utilizado para el moldeo por inyección de productos de consumo, como las piezas de Lego o piezas internas de algunos automóviles, por ejemplo, el salpicadero.
Dejando a un lado, quizás, el PETG, el PLA y el ABS son los dos filamentos más populares utilizados para la impresión 3D mediante FDM y, aunque ambos son termoplásticos y parecen similares, hay entre ellos numerosas diferencias. En este artículo, compararemos los dos materiales en algunos aspectos clave, como la impresión o el precio, entre otros.
Impresión y uso
El PLA y el ABS pueden parecer bastante similares a primera vista, pero sus diferencias se hacen evidentes a la hora de imprimir. En esta sección, repasaremos las diferencias entre el PLA y el ABS en cuanto a su impresión y uso.
Temperatura
Las primeras diferencias hacen referencia a las temperaturas de impresión. En particular, el ABS requiere una temperatura del cabezal y de la cama más elevada que el PLA, especialmente de esta última, ya que el ABS tiende a deformarse mucho en la cama de impresión. De hecho, la mayoría de los filamentos ABS requieren una temperatura de la cama de alrededor de 80-110 °C. El PLA, por otro lado, no requiere necesariamente una cama caliente, pero generalmente es preferible contar con una temperatura de la cama de alrededor de 60 °C.
La diferencia es menor en lo referente al cabezal de impresión. El PLA suele imprimirse con una temperatura de cabezal de unos 180-230 °C, en comparación con los 210-250 °C que necesita el ABS.
Otro detalle relacionado con la temperatura es que, con el filamento ABS, suele ser necesario disponer de una carcasa alrededor de la impresora para retener el calor y bloquear el flujo de aire. Esto se debe a que el ABS es un material muy sensible a la temperatura, por lo que cuando hay corrientes de aire o cambios de temperatura, es probable que las piezas se agrieten durante la impresión. En ese sentido, el PLA es mucho más fácil de imprimir, ya que no necesita una carcasa, aunque esta podría mejorar la calidad de la impresión.
Velocidad
El ABS y el PLA se imprimen aproximadamente a la misma velocidad, lo que es estupendo porque supone que no hay que cambiar este ajuste cuando se alterna entre las diferentes configuraciones del programa de corte para los distintos materiales. 60 mm/s es una velocidad bastante común para el PLA, pero ciertamente no es el límite; algunos usuarios han logrado velocidades de impresión de alrededor de 150 mm/s o más. El ABS también se puede imprimir a 60 mm/s, pero este valor rozaría la velocidad máxima, siendo un rango realista el de 40-60 mm/s.
Los ajustes de velocidad también dependen de los demás ajustes que estés utilizando, por lo que elegir entre PLA y ABS probablemente no sea la elección que más te limite.
Humos
Casi todos los filamentos producen olores cuando se imprimen, pero algunos son más manifiestos que otros. Cuando se calienta un termoplástico, libera humos, y estos humos no suelen ser muy saludables, precisamente, ya que pueden contener partículas nocivas.
El PLA no desprende un olor desagradable, y el material es de origen vegetal, por lo que sus emanaciones en forma de humo no nos deben preocupar demasiado. Por otro lado, el ABS es notablemente más tóxico que el PLA y produce un olor horrible.
Si utilizas una carcasa, al levantar la tapa de esta se liberarán todos los humos, de modo que el olor puede llegar a ser insoportable. Por lo tanto, recuerda manipular la carcasa con cuidado y asegúrate de que la estancia en la que imprimas cuente con una ventilación adecuada. En ese sentido, los filtros pueden resultar de bastante ayuda.
Almacenamiento
Puede que pienses que el almacenamiento de los filamentos no es importante, pero los diferentes materiales tienen diferentes niveles higroscópicos, lo que significa que algunos son más sensibles a la humedad que otros. Los materiales higroscópicos absorben humedad, la cual provoca un grave deterioro de la calidad de la impresión. Entre otras cosas, pueden formarse burbujas cuando el filamento se calienta y se extrude.
A diferencia del PETG, el PLA y el ABS no son especialmente higroscópicos. Aun así, no olvides que es importante guardar tus filamentos en un recipiente hermético para evitar la humedad. También puedes secar o deshidratar tus filamentos mediante un horno o un deshidratador antes de utilizarlos.
Propiedades materiales
Otro aspecto importante de cualquier filamento son sus propiedades materiales, y el PLA y el ABS no podrían ser más diferentes en ese sentido. Repasemos las diferencias entre ambos en lo que respecta a la dureza, la flexibilidad y el potencial de posprocesamiento.
Dureza y durabilidad
La dureza es un aspecto vital de cualquier material porque las piezas débiles tienen pocas aplicaciones.
En vista de ello, MatterHackers realizó una prueba en la que imprimió el mismo gancho con diferentes materiales y registró cuánto peso podía soportar cada uno. Según los resultados de la prueba, el ABS aguantó un mínimo de 209 libras y un máximo de 284 libras. Esto es bastante peso, y sin duda es muy superior al que soportó el PLA, entre 119 y 184 libras. En general, el ABS es un poco más fuerte que el PLA, lo que compensa en cierto modo lo difícil que es imprimirlo.
Otro factor a tener en cuenta es la durabilidad de un material a la intemperie, expuesto a la luz solar, a temperaturas extremas y a otros elementos. El ABS puede soportar temperaturas más altas que el PLA, pero tiende a agrietarse con el frío, mientras que el PLA no lo hace. Además, ambos materiales se degradan con el tiempo cuando se exponen a los rayos UV y a la humedad, por lo que ninguno de ellos es especialmente adecuado para crear piezas que se vayan a utilizar en el exterior.
Flexibilidad
El PLA y el ABS no son filamentos flexibles como el TPU, pero la flexibilidad sigue siendo un factor importante porque determina si las piezas son frágiles o más duraderas. El término «flexibilidad» suele referirse a la resistencia a la flexión, y valores más altos significan materiales menos frágiles, pero también puede describir la deformación o alargamiento hasta llegar a la tensión de rotura.
AirWolf3D realizó algunas pruebas con ganchos impresos en 3D de varios materiales y descubrió que el ABS mostraba un mayor alargamiento hasta la tensión de rotura que el PLA. En sus pruebas, el PLA solo podía soportar un 15,3 % de alargamiento antes de la rotura en comparación con el 21,6 % que podían soportar las piezas de ABS. En otras palabras, las piezas de ABS tienden a ser menos frágiles que las de PLA, lo que para una pieza funcional puede suponer una diferencia significativa.
El posprocesamiento
El posprocesamiento se refiere a las técnicas que puedes utilizar para mejorar una pieza después de su impresión. Ni el PLA ni el ABS suponen una limitación para aplicar los métodos básicos de posprocesamiento, como el lijado o la pintura, aunque algunos usuarios comentan que el ABS se lija más fácilmente.
Otra técnica popular de posprocesamiento es el alisado mediante un disolvente. En este caso, el ABS tiende a ser la opción preferida, ya que se puede alisar con bastante facilidad con vapor de acetona.
Otras propiedades
Naturalmente, hay muchas otras propiedades del PLA y del ABS que pueden ser relevantes para casos de uso específicos.Por ejemplo, el PLA es más reciclable y es biodegradable. Dicho esto, las características mencionadas tienden a ser las más relevantes, y el resto solo entran en juego en contextos muy específicos.
Precios y opciones
El PLA y el ABS tienen un precio similar cuando se trata del coste de la bobina de un kilo de filamento. Sin embargo, si te fijas únicamente en el coste de la materia prima, probablemente el ABS es más barato que el PLA. Esto se debe a que el ABS se utiliza mucho en el moldeo por inyección para fabricar piezas pequeñas y comunes, como componentes interiores de automóviles o incluso las piezas de Lego.
En el contexto de la impresión 3D, en cambio, el PLA es más popular y hay una mayor infraestructura construida en torno a él. Esto hace que algunas bobinas de PLA se comercialicen más baratas que las de ABS.Sin embargo, esta diferencia de precio no es significativa, y el precio de una bobina de uno de estos materiales depende más de otros factores, como la marca, la tolerancia del diámetro, el color o el envío.
En ese sentido, debido a que el PLA es más popular como filamento que el ABS, también cuenta con más marcas, colores y mezclas especiales (como los filamentos PLA compuestos). El filamento ABS también está disponible en varias marcas y colores, pero quizás menos que el PLA.
Aplicaciones
Como conclusión, podemos afirmar que tanto el PLA como el ABS son excelentes materiales, por diferentes razones. A continuación, repasaremos algunas aplicaciones de cada tipo de filamento para ayudarte a decidir cuál es el más adecuado para ti.
El PLA es el rey de los materiales de impresión 3D. Se ha hecho popular porque resulta fácil imprimirlo y trabajar con él. Sin embargo, es bastante débil y frágil, por lo que probablemente sea más adecuado para usuarios noveles en la impresión 3D o para imprimir modelos por diversión, en lugar de piezas funcionales de alta resistencia. Básicamente, el PLA es el material idóneo para cualquier cosa que no vaya a estar expuesta a una fuerte tensión física, a temperaturas elevadas o a los rayos ultravioleta.Algunos ejemplos de uso son la creación de miniaturas, piezas de exhibición como cascos de cosplay y artículos de uso poco exigente como las torres de dados.
Por otro lado, el ABS es un material más industrial y más difícil de imprimir, pero tiene mejores cualidades que el PLA, como su dureza, flexibilidad y reactividad a los disolventes. Estas características hacen que resulte atractivo para aquellos que buscan fabricar prototipos de piezas del mundo real, componentes que se someterán a tensiones físicas o modelos encajados a presión. Algunos ejemplos de aplicaciones podrían ser un engranaje utilizado en un robot de competición, un eslabón de cadena a presión o cualquier cosa destinada a resistir la exposición a la intemperie.
Imagen principal: Jakub Spiryn via ZMorph
Licencia: El texto del artículo "ABS vs PLA: Comparación de filamentos para impresión 3D" de All3DP está bajo una licencia de Atribución 4.0 CC BY 4.0..