Sobre os atores em questão
A impressão 3D engloba muitas tecnologias, mas a mais popular no setor de consumo é a modelagem por deposição de material fundido (FDM, do inglês “fused deposition modeling”). O material usado para imprimir peças em 3D vem em filamento, uma espécie de tira de plástico acondicionada em um rolo. Os filamentos podem ser constituídos por diferentes materiais, mas geralmente são termoplásticos porque eles podem ser facilmente derretidos e novamente solidificados.
Dos diferentes tipos de filamento, o mais famoso é o PLA (ácido polilático), conhecido pela sua facilidade de uso e baixo preço. Mas há ainda outros materiais comuns disponíveis, como o ABS (acrilonitrila butadieno estireno), um material amplamente usado em produtos de consumo por moldagem de injeção como Lego ou componentes internos de automóveis como o painel.
Além talvez do PETG, o PLA e o ABS são os filamentos mais populares na impressão 3D de tecnologia FDM. No entanto, embora sejam termoplásticos e se pareçam, eles têm muitas diferenças entre si. Neste artigo vamos comparar esses dois materiais em relação a alguns pontos-chave, tais como o processo de impressão e preço, entre outros.
Impressão & Uso
O PLA e o ABS podem ser muito parecidos à primeira vista, mas eles se diferem entre si no que diz respeito à impressão. Nesta seção vamos abordar as diferenças entre PLA e ABS em relação às formas como eles são impressos e usados.
Temperatura
A primeira diferença recai nas temperaturas de impressão. O ABS, em particular, requer temperaturas mais altas tanto no bico quanto na mesa de impressão, quando comparado com o PLA. Este último ponto de aquecimento é o mais importante, já que o ABS tende a deformar bastante na mesa de impressão. De fato, a maioria dos filamentos ABS requerem uma temperatura em torno de 80 a 110 ºC na mesa. O PLA, por outro lado, não requer necessariamente uma plataforma aquecida, mas é sempre bom esquentá-la a uma temperatura aproximada de 60 ºC.
A diferença, no entanto, é menor quando se considera a temperatura necessária no bico de impressão. O PLA geralmente é impresso com uma temperatura de bico que varia entre 180 e 230 ºC, enquanto o ABS precisa de temperaturas entre 210 e 250 ºC.
Outro detalhe relacionado com a temperatura é que, com o ABS, normalmente é necessário um gabinete fechado para sua impressora, de modo a manter o calor constante e bloquear as correntes de ar. Isso acontece porque o ABS é um material bastante sensível à temperatura. Por isso, quando há correntes de ar ou mudanças de temperatura, as peças podem rachar enquanto são impressas. O PLA, por outro lado, é muito mais fácil de imprimir nesse quesito, uma vez que você não precisará de um gabinete fechado, embora esse upgrade possa melhorar a qualidade da impressão.
Velocidade
O ABS e o PLA imprimem praticamente à mesma velocidade, o que é ótimo porque você não precisa ajustar essa configuração quando estiver mudando os perfis do programa slicer (fatiador) para diferentes materiais. Uma velocidade de 60 mm/s é bastante comum para PLA, mas certamente não é o limite, já que alguns usuários já conseguiram alcançar velocidades de impressão na marca dos 150 mm/s ou até maiores. O ABS pode também ser impresso a 60 mm/s, mas esse é o valor máximo, sendo o intervalo mais preciso situado entre 40 e 60 mm/s.
Os ajustes de velocidade também dependem das outras configurações de impressão que você estiver usando, por isso, a escolha entre PLA e ABS provavelmente não será a mais limitadora.
Liberação de fumaças
Quase todos os filamentos soltam algum odor quando impressos, mas alguns são mais perceptíveis do que outros. Quando um termoplástico é aquecido, fumaças são liberadas e esses fumos não costumam ser saudáveis, pois podem conter partículas nocivas.
O PLA, contudo, não é realmente conhecido por liberar maus cheiros e, além disso, esse material é de origem vegetal, de modo que as fumaças liberadas não são tão preocupantes. Por outro lado, o ABS é notavelmente mais tóxico do que o PLA e libera um odor terrível durante a impressão.
Ao usar um gabinete fechado, a abertura da tampa do compartimento vai liberar toda a fumaça de uma vez, o que torna o odor às vezes insuportável. Por isso, é recomendado que se tome cuidado ao manusear o seu gabinete, além de assegurar uma ventilação apropriada em qualquer espaço no qual você esteja imprimindo. Filtros podem ser muito úteis nesse caso.
Armazenamento
Você pode até julgar que o armazenamento de filamentos não seja algo tão importante, mas diferentes materiais possuem diferentes níveis de higroscopia, o que significa que alguns deles são mais sensíveis à umidade do que outros. Materiais higroscópicos que absorvem umidade podem causar uma grande queda na qualidade de impressão. Entre outras coisas, bolhas podem ser formadas quando o filamento está sendo aquecido e extrudado.
O PLA e o ABS não são os mais conhecidos por estarem no extremo de maior higroscopia do espectro (ao contrário do PETG). Ainda assim, é importante se lembrar de sempre acondicionar bem o seu filamento em um recipiente hermético de modo a prevenir a entrada de umidade. Você pode também secar ou desidratar o seu filamento antes do uso, tendo como recurso um forno ou um dispositivo removedor de umidade.
Propriedades materiais
Outro aspecto importante de cada tipo de filamento diz respeito às propriedades materiais e, nesse quesito, o PLA e o ABS não poderiam ser mais diferentes. Vamos então falar sobre as diferenças entre PLA e ABS no tocante à resistência, flexibilidade e potencial de pós-processamento.
Resistência & Durabilidade
Resistência é um aspecto vital a ter em conta em qualquer material porque peças fracas acabam por ter uma aplicação prática limitada.
Diante disso, a empresa MatterHackers realizou um teste no qual imprimiu o mesmo gancho em materiais diferentes e, depois, registrou o peso que cada um conseguia suportar. Entre as descobertas que realizaram, o ABS suportou um mínimo de aprox. 95 kg (209 libras) e um máximo de 129 kg (284 libras). Isso é bastante força e representa muito mais do que o intervalo suportado pelo PLA, que foi de aprox. 54 a 83 kg (119 a 184 libras). De modo geral, o ABS é um pouco mais resistente que o PLA, o que, de certa forma, justifica a sua dificuldade em ser impresso.
Outro fator a ser considerado é a durabilidade do material às intempéries, como a luz o sol, temperaturas extremas e outros fatores. O ABS pode suportar temperaturas mais altas que o PLA, mas tende a rachar com o frio, enquanto o PLA não apresenta esse problema. Além disso, estes dois materiais se degradam com o tempo quando expostos a raios UV e umidade. Por isso, nenhum deles é adequado para peças que serão usadas ao ar livre.
Flexibilidade
O PLA e o ABS não são filamentos tão flexíveis como o TPU, mas a flexibilidade ainda é um fator importante porque determina se as peças serão frágeis ou mais duráveis. “Flexibilidade” geralmente se refere à resistência à flexão, com os valores mais altos significando materiais menos frágeis, mas também pode descrever o alongamento no ponto de ruptura.
A AirWolf3D realizou alguns testes com ganchos impressos em 3D em diferentes materiais e descobriu que o ABS possui um maior alongamento no ponto de ruptura do que o PLA. Nos testes realizados, o PLA pôde suportar apenas 15,3% de alongamento antes de romper, em comparação com os 21,6% que o ABS conseguiu atingir. Em outras palavras, as peças impressas em ABS tendem a ser menos frágeis que as de PLA, o que, para peças funcionais, pode ser uma diferença significante.
Pós-processamento
O pós-processamento se refere a técnicas que você pode usar para melhorar o acabamento de uma peça depois de impressa. O PLA e o ABS não possuem limitações no que toca a métodos básicos de pós-processamento como lixa ou pintura, embora algumas pessoas considerem que o ABS seja mais fácil de lixar.
Outra técnica popular de pós-processamento é o alisamento com o uso de um solvente. Nesse quesito o ABS tende a ser a escolha favorita, já que pode ser facilmente alisado com vapor de acetona.
Outras propriedades
Naturalmente, há muitas outras propriedades do PLA e do ABS que podem ser relevantes para casos específicos de uso.Por exemplo, o PLA é mais reciclável e pode ser biodegradável. Dito isto, as características acima tendem a ser as mais importantes, com o resto entrando em jogo em apenas contextos muito específicos.
Preços & Opções
O PLA e o ABS são semelhantes no que diz respeito ao custo de um rolo com um quilo de filamento. Contudo, se você estiver olhando apenas para o custo da matéria-prima, o ABS provavelmente é mais barato que o PLA. Isso acontece porque o ABS é amplamente utilizado na moldagem por injeção para fabricar peças pequenas e comuns como componentes internos de automóveis ou mesmo peças de Lego.
Na impressão 3D, como o PLA é mais popular e possui uma infraestrutura maior construída ao seu redor, alguns dos seus rolos podem ser mais baratos do que o filamento ABS. Ainda assim, a diferença de valores não é significante, e o preço do rolo de qualquer um desses materiais acaba por depender mais de outros fatores. Atributos como a marca, a tolerância de diâmetro, a cor e o frete são os mais influentes entre as razões que explicam por que alguns filamentos são mais caros que outros.
Por isso, como o PLA é mais popular como filamento do que o ABS, ele também conta com mais marcas, cores e misturas especiais (como filamentos compostos de PLA). O ABS também está disponível em várias marcas e cores, mas talvez menos do que o PLA.
Aplicações
Em conclusão, tanto o PLA quanto o ABS são ótimos materiais, mas por diferentes razões. Abaixo vamos apresentar algumas aplicações para cada tipo de filamento de modo a ajudar você a decidir qual será o mais adequado às suas necessidades.
O PLA é o rei dos materiais de impressão 3D, tendo se tornado famoso por causa da sua facilidade de impressão e de manuseio. Contudo, é pouco resistente e é bastante frágil. Por isso, é provavelmente melhor para quem está dando os primeiros passos na impressão 3D ou para quem queira imprimir modelos divertidos em vez de peças funcionais para serviço pesado. Essencialmente, para tudo que não for ser exposto a tensão física, a altas temperaturas ou a radiação UV, o PLA é a melhor indicação. Alguns exemplos incluem miniaturas, peças de demonstração como capacetes de cosplay e itens de usabilidade reduzida como torres de dados.
Por outro lado, o ABS é um material mais industrial mais desafiante de imprimir, mas com qualidades mais desenvolvidas do que o PLA, incluindo resistência, flexibilidade e reatividade a solventes. Essas características tornam o ABS mais atrativo para aqueles que estejam interessados em fabricar protótipos de peças reais, componentes que irão aturar tensão física ou modelos de encaixe. Alguns exemplos de aplicação podem incluir a engrenagem usada em um robô de competição, uma corrente de encaixe rápido ou qualquer coisa destinada a ser exposta ao ar livre.
Imagem principal: Jakub Spiryn via ZMorph
Licença: O texto "ABS vs PLA: comparando filamentos de impressão 3D", da All3DP, é licenciado pela licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0)