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PLA contre ABS : le choc des titans !

PLA ou ABS : comparaison des différences entre les filaments 3D

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by Sean Rohringer
Jan 22, 2018

PLA contre ABS : quel filament pour imprimante 3D devez-vous utiliser ? Dans cet article, nous allons vous expliquer de manière simple les différences entre les filaments PLA et ABS ainsi que leurs applications respectives.

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Lorsqu’il s’agit d’impression 3D de bureau, les deux consommables les plus courants sont le filament PLA et le filament ABS. Tous deux sont des thermoplastiques, ce qui signifie qu’ils deviennent malléables lorsqu’ils sont chauffés. Vous pouvez donc les utiliser à chaud pour créer toutes les formes dont vous rêvez, avant de les laisser refroidir pour préserver leurs structure à jamais ! (jamais est peut-être exagéré).

Pourtant, malgré la similitude entre ces filaments, on constate des différences notables.

PLA contre ABS : en un mot

Le PLA (acide polylactique) est un thermoplastique biodégradable fabriqué à partir de ressources renouvelables comme le fécule de maïs ou la canne à sucre. En dehors de l’impression 3D, il est généralement utilisé pour les implants médicaux, les emballages alimentaires et la vaisselle jetable. Le principal avantage du filament PLA est sa facilité d’impression.

Le filament ABS (acrylonitrile butadiène styrène) est un thermoplastique à base d’huile. On s’en sert le plus souvent utilisé dans les systèmes de tuyauterie (DWV), les garnitures automobiles, les casques de protection et les jouets (comme les Legos !). Les objets imprimés avec un filament ABS ont une résistance, une flexibilité et une durabilité légèrement supérieures à ceux réalisés avec un filament PLA, au prix d’un processus d’impression légèrement plus compliqué (avec des vapeurs désagréables !).

Alors quand devrais-je utiliser le filament PLA ou bien l’ABS ? Cet article vise à répondre exactement à cette question, et par la même occasion à vous apporter toutes les informations nécessaires sur les deux matériaux.

Lorsque vous envisagez d’utiliser ou non un filament en particulier, les informations à considérer entrent dans l’une des deux catégories suivantes : premièrement, la facilité d’impression, deuxièmement, à quoi va ressembler le produit final ?

Le guide suivant propose une comparaison détaillée entre le filament PLA et le filament ABS, en gardant à l’esprit ces deux questions.

PLA contre ABS : guide détaillé

PLA contre ABS : informations sur l’impression

« Il vaut mieux créer qu’apprendre ! Créer est l’essence de la vie. » – Jules César (William Shakespeare).

Comme nous l’avons mentionné dans le résumé, il est généralement plus facile d’imprimer avec un filament PLA qu’avec un filament ABS, ce qui fait du PLA un choix instinctif pour les débutants. Il fond à température plus basse, se déforme rarement et dégage une agréable odeur de bonbon ! Mais ce n’est pas tout … Continuez à lire pour en savoir plus sur les facilités d’impression avec ces deux matériaux !

PLA contre ABS : propriétés thermiques (paramètres d’impression)

Le plastique fond quand vous le chauffez, non ? Eh bien, oui, mais pas immédiatement. En réalité, le processus est un peu plus compliqué, mais peut se résumer en trois étapes :

  1. Froid à tiède : au départ, le plastique est dur, « vitreux ». On retrouve ces propriétés dans le plastique avant utilisation et une fois le produit fini. Il reste ainsi jusqu’à sa température de transition.
  2. Tiède à chaud : le plastique est maintenant dans un état visqueux et caoutchouteux. C’est une sorte de « no-man’s-land » en ce qui concerne son usage car cette substance n’est vraiment d’aucune utilité. Le plastique reste ainsi jusqu’à sa température de fusion.
  3. De chaud à fondu : le plastique est maintenant liquide. Il est prêt pour l’impression !

Pourquoi tout cela est-il si important ? Parce que les moments entre les étapes, en d’autres termes les températures de transition vitreuse et de fusion, influencent directement les réglages de températures d’impression et du plateau d’impression. Plus simplement dit, afin de ne pas altérer le processus d’impression, le plateau d’impression doit être conservé bien en dessous de la température de transition vitreuse. Et bien sûr, afin de s’assurer que le filament reste liquide, il doit être imprimé au-dessus de sa température de fusion.

Science mise à part, vous pouvez jeter un œil au tableau suivant. Vous y trouverez non seulement les températures de transition vitreuse et de fusion des deux matériaux, mais également les températures recommandées pour le plateau chauffant et pour le processus d’impression.

Température PLA ABS
Température du plateau chauffant 20-60°C
(optionnel)
80-110°C
(obligatoire)
Température de transition vitreuse 57°C 104°C
Température de fusion 150-160°C N/A*
Température d'impression 180-230°C 210-250°C

*En tant que substance purement amorphe, le filament ABS n’a pas de vraie température de fusion (mais se liquéfie avant la température d’impression recommandée).

Le tableau ci-dessus nous montre pourquoi le filament PLA est plus facile à imprimer que le filament ABS. Grâce à sa faible température de transition vitreuse et de fusion, l’impression au filament PLA nécessite généralement moins de chaleur. En fait, un plateau chauffant n’est même pas nécessaire ! (Bien que cela procure une aide indéniable.)

PLA contre ABS : la buse

Le filament ABS s’extrude généralement très bien, probablement en raison de sa température d’impression beaucoup plus élevée.

Le filament PLA est quant à lui plus difficile à imprimer : il a tendance à parfois boucher ou bloquer la buse. La cause de ce phénomène ? Le filament PLA se dilate et devient collant lorsqu’il fond. Pour obtenir un bon débit, il suffit d’ajuster les paramètres d’impression en suivant les instructions du fabricant du filament à la lettre ou en jouant aux apprentis sorciers. (Après tout, on est là pour s’amuser, n’est-ce pas ?)

PLA contre ABS : le plateau d’impression

Il est temps pour le filament PLA de briller encore une fois ! N’étant pas sensible aux changements de température, il ne nécessite ni plateau chauffant ni habitacle. (Bien que, encore une fois, ils aident à obtenir de meilleurs résultats.)

Le filament ABS est plus sensible aux changements de températures que le filament PLA, ce qui entraîne craquelures et distorsions si celui-ci refroidit trop vite. C’est pourquoi un plateau chauffant est absolument nécessaire lors de l’impression avec un filament ABS. Nous vous recommandons également d’utiliser un habitacle fermé autour de la zone d’impression.

Les deux matériaux présentent quelques problèmes mineurs avec l’adhérence de la première couche. En d’autres termes, ils collent parfois au plateau d’impression. Les trois solutions les plus courantes consistent à recouvrir le plateau d’impression avec du ruban adhésif, de la colle ou encore avec de la laque. Pour le ruban adhésif, nous recommandons l’utilisation de Kapton Tape (un film de polyimide avec un adhésif de silicone), mais le ruban de masquage classique fonctionne plutôt bien.

PLA contre ABS : l'ABS est plus enclin à se déformer que le PLA
Le filament ABS est plus enclin à se déformer que le PLA.

PLA contre ABS : les vapeurs

Enfant chéri des makers, le filament PLA ne dégage pas de mauvaise odeur lors de l’impression 3D et certains prétendent même percevoir des arômes fruités, comme le bonbon …

À l’inverse, le filament ABS empeste. En outre, les vapeurs qui s’en dégagent sont intenses, allant jusqu’à provoquer des maux de tête ! Autant que possible, imprimez dans une zone ouverte (mais isolée) avec une ventilation adéquate.

PLA contre ABS : stockage

Les deux matériaux sont hygroscopiques, ce qui signifie qu’ils attirent et absorbent l’humidité de l’air ambiant. C’est un aspect négatif de taille : à mesure que les niveaux d’hydratation montent, le processus d’impression se dégrade et la qualité d’impression diminue. Des bulles, des giclées et même des obstructions peuvent se produire au niveau de la buse, tandis qu’une décoloration et une mauvaise finition peuvent apparaître sur le résultat final.

En un mot : n’exposez pas votre filament à l’air libre (et donc à l’eau) pendant de longues périodes.

Rien de plus facile ! Rangez simplement vos bobines de filaments dans des contenants scellés lorsque vous ne les utilisez pas et placez-les dans un endroit frais et sec. Par mesure de précaution, les fabricants de filaments recommandent souvent d’utiliser les bobines le plus tôt possible.

PLA contre ABS : tableau récapitulatif

Température PLA ABS
Température d'impression 180-230°C 210-250°C
Température du plateau chauffant 20-60°C 80-110°C
Plateau chauffant En option Obligatoire
Habitacle pour l'imprimante 3D En option Recommandé
Buse obstruée Parfois Jamais
Adhérence de la première couche Problèmes mineurs Problèmes mineurs
Vapeurs Peu ou pas du tout Mauvaises et intenses
Absorbe l'humidité
Oui Oui

PLA contre ABS : informations sur le produit

« J’ai toujours cru que si vous vous investissez dans votre travail, les résultats suivront. » – Michael Jordan

Il est généralement préférable d’imprimer avec un filament PLA. Mais est-ce la meilleure option pour votre projet ? Renvoyant au résumé, la réponse la plus rapide est non, car le filament ABS est non seulement plus robuste, mais aussi plus flexible et plus durable. Si vous voulez en savoir plus, continuez votre lecture !

PLA contre ABS : propriétés mécaniques

Le filament ABS (notre nouveau prodige) doit sa robustesse au polybutadiène, un caoutchouc synthétique qui offre une haute résistance à l’usure. Pour vous donner une idée de la dureté de ce caoutchouc, 70 % de la production mondiale du polybutadiène entre dans la fabrication des pneus. Cette solidité se reflète dans le filament ABS, qui dispose d’une robustesse exceptionnelle et d’une haute résistance aux chocs. (Rappelez-vous qu’il est utilisé dans les casques protecteurs et les garnitures automobiles) Et bien que n’étant pas le plus flexible des matériaux, le filament ABS dépasse encore le filament PLA, ce dernier ayant tendance à déformer, puis à se courber avant de finalement se briser.

La seule chose dont le filament PLA peut se vanter, en ce qui concerne ses propriétés mécaniques, c’est de sa rigidité plus élevée. Sinon, il ne montre qu’une robustesse décente et se casse, préférant rompre plutôt que de plier.

PLA contre ABS : durabilité et dégradation

En règle générale, le filament ABS est plus durable que le filament PLA en raison de sa haute résistance thermique. Vous vous souvenez de ce no-man’s-land ? Cette plage de température où les thermoplastiques sont plus ou moins inutiles ? Eh bien, l’ABS atteint ce stade lorsque la température est véritablement élevée, à l’inverse du PLA. C’est ce qui le rend idéal pour les objets qui restent au soleil. Soyons honnête, personne n’apprécie la vue d’un nain de jardin au nez dégoulinant.

En ce qui concerne les autres éléments, le filament ABS ne fonctionne pas mieux que le PLA. Si on les expose aux rayons UV et à l’humidité, les deux matériaux se dégradent avec le temps.

Caractéristique appréciable du filament PLA : comme mentionné dans le résumé, le matériau est biodégradable. Ne vous attendez pas à ce qu’il se dégrade dans votre composteur d’arrière-cour (il a besoin de chaleur), mais n’hésitez pas à l’ajouter au compost recueilli par les services de votre ville. Le filament ABS, en revanche, est seulement recyclable.

PLA contre ABS : traitement post-impression

Si vous êtes prêt à faire des efforts en plus pour transformer votre belle impression en quelque chose de sublime, l’ABS et le PLA tolèrent assez bien les traitements post-impression les plus courants, bien que le filament ABS soit encore une fois plus avantageux.

Alors que les deux matériaux peuvent être coupés, limés, poncés, peints (avec de l’acrylique) et collés, il est recommandé d’utiliser un apprêt avant de peindre le filament PLA, et le collage ne marche pas à tous les coups. De plus, seul le filament ABS peut être traité avec de l’acétone (c’est-à-dire du dissolvant pour vernis à ongles) afin d’obtenir une surface lisse et brillante. D’un autre côté, le filament PLA tolère un peu plus les caractéristiques de conception complexes, bien que les deux matériaux soient capables de gérer des hauteurs de couche de 100 microns.

Les possibilités de limage, ponçage ou traitement à l’acétone sont particulièrement importantes et à garder en mémoire si vous utilisez des rafts, car ils ne se séparent pas toujours bien du reste de l’impression, laissant derrière eux des surfaces indésirables que vous aurez probablement envie de nettoyer.

PLA ou ABS : variété

Les filaments ABS et PLA existent dans une large gamme de couleurs. Il existe même du filament translucide !

Vous pouvez également trouver des filaments dits « composites » ou « exotiques », c’est-à-dire des mélanges d ‘ABS ou de fPLA avec d’autres matériaux. Les variétés les plus populaires comprennent les filaments bois, métal et phosphorescents. Pour plus d’informations sur ces types de filaments composites, consultez notre Guide du filament pour imprimante 3D.

PLA contre ABS : le filament "Bamboofill" de ColorFabb contient 80 % de PLA et 20 % de fibres de bambou recyclées (image : ColorFabb)
PLA contre ABS : Le filament « Bamboofill » de ColorFabb contient 80 % de PLA et 20 % de fibres de bambou recyclées (image : ColorFabb)

Par ailleurs, si vous recherchez un matériau légèrement plus flexible et durable que les filaments PLA ou ABS, vous pouvez opter pour le PETG.

PLA contre ABS : prix

Les filaments pour les deux matériaux ont des prix plus ou moins identiques, avec des filaments « composites » un peu plus chers, comme vous pouvez vous en douter.

PLA ou ABS : tableau récapitulatif

Materiau PLA ABS
Résistance Résistence acceptable
Au-dessus de la moyenne
Flexibilité Fragile Flexibilité moyenne
Résistant aux chocs Non Oui
Résistance à la chaleur Non Oui
Exposition aux UV/H2O Se dégrade avec le temps Se dégrade avec le temps
Biodégradable Oui Non
Recyclable Oui Oui
Coupe, limage, ponçage Possible Possible
Peinture, collage À envisager Possible
Traitement à l'acétone Impossible Possible
Couleurs Large gamme disponible Large gamme disponible
Filaments composites Certaines disponibles
Certaines disponibles
Prix Abordable Abordable

PLA contre ABS : applications recommandées

Le filament PLA est le filament le plus largement utilisé en impression 3D. Ce n’est cependant pas parce qu’il est le « meilleur » matériau, mais parce qu’il est facile à imprimer. Et après tout, pourquoi compliquer les choses ? En conservant cet état d’esprit, nous recommandons d’utiliser le filament 3D pour les projets n’ayant pas d’exigences spécifiques que ce soit en termes en durabilité et de décomposition ou bien concernant les propriétés mécaniques des pièces réalisées.

Souvenez-vous d’éviter d’utiliser le filament PLA pour les objets qui pourraient être pliés, tordus ou qui pourraient tomber à plusieurs reprises, tels que des coques de téléphone, des jouets souvent manipulés ou encore des poignées d’outils. Vous devriez également éviter de vous en servir pour des pièces qui doivent supporter des températures élevées, si vous voulez les placer directement au soleil, en voiture ou les passer au lave-vaisselle. Pour toutes les autres applications, ce filament constitue un bon choix. Les objets généralement imprimés en 3D avec le filament PLA sont les modèles, les jouets à faible usure, les parties de prototypes, et contenants.

Le filament ABS est quant à lui plus adapté pour les objets qui seront fréquemment manipulés, chauffés ou qui tomberont souvent. Il peut être utilisé pour les pièces mécaniques, en particulier si elles sont soumises à des contraintes ou si elles doivent s’emboîter avec d’autres pièces. Les exemples d’impressions qui tirent avantage de ces qualités sont les coques de téléphone, les jouets souvent manipulés, les manches d’outils, les pièces de garniture automobile, et les boîtiers électriques.

Le filament ABS est plus adapté pour les pièces qui s’imbriquent les unes aux autres telles que ces roues dentées (image: Michail Nowa via Pixabay)

Image de l’en-tête : Filamentworld.

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