Impression 3D avec ABS vs PLA : différences et comparaison

L’impression 3D peut être appliquée à divers domaines de nombreuses manières. Lorsqu'il s'agit de polymères d'impression 3D, l'ABS et le PLA sont les deux matériaux les plus courants, suscitant souvent des débats sur le choix.

Pour les débutants ou les passionnés utilisant l’impression 3D FDM, déterminer quel matériau est le plus approprié peut s’avérer difficile. Pour répondre à cette question, nous devons soigneusement comparer et comprendre les caractéristiques et les différences entre l'ABS et le PLA, afin de vous aider à sélectionner le matériau qui correspond le mieux à vos besoins.

Qu'est-ce que l'ABS et le PLA ?

Le PLA, ou acide polylactique, se distingue par son caractère écologique, car il est fabriqué à partir de sources végétales renouvelables comme le maïs ou la canne à sucre. Il est biodégradable et facile à utiliser, ce qui en fait un incontournable pour les débutants. Le PLA est souvent choisi pour sa polyvalence dans les impressions complexes et est couramment utilisé dans le prototypage et les modèles architecturaux.

D'autre part, l'ABS, ou Acrylonitrile Butadiène Styrène, offre durabilité et résistance aux chocs, ce qui le rend adapté aux pièces fonctionnelles et aux prototypes nécessitant de la solidité. C'est un incontournable de l'impression 3D depuis les débuts et il est couramment utilisé dans les applications industrielles.

ABS vs PLA : différences et comparaison

L'ABS et le PLA diffèrent sur plusieurs aspects. Le tableau ci-dessous compare les caractéristiques matérielles des filaments ABS et PLA.

Propriétés	ABS	Le PLA
Nom chimique	Acrylonitrile butadiène styrène	L'acide polylactique
Température d'impression	210-240 ℃	180-200 ℃
Point de fusion	173 ℃	200 ℃
Odeur d'impression	Forte odeur âcre	Parfum de bonbon
Température de la plaque chauffante	Au-dessus de 80℃	Utiliser à 60 ℃
Élongation	6%	50 %
Densité	1.3 g / cm³	1.4 g / cm³
Résistance à la traction	37 MPa	60 MPa
Impact sur la tête d'impression	Moins sujet au colmatage du hotend	Sujet au colmatage du hotend
Les caractéristiques du matériau	Bonne ténacité	Matériau haute résistance et respectueux de l'environnement
Biodégradable	Non	Oui
Résistance aux chocs (izod cranté, J/m)	200 – 215	96.1
Fragile	Non	Oui
Résistant aux UV	Oui	Non
rétrécissement	Sujet au rétrécissement	Un petit peu

L'ABS est relativement facile à imprimer mais est sujet à la déformation et au détachement en raison du retrait une fois refroidi. Il convient aux environnements à haute température mais nécessite une bonne ventilation. Le PLA est facile à imprimer avec un retrait minimal, ce qui le rend idéal pour les objets volumineux et l'impression sur site. Cependant, il ne convient pas aux températures élevées et est cassant. Choisissez l'ABS pour sa durabilité et sa résistance à la chaleur, tandis que le PLA est biodégradable et facile à travailler.

ABS vs PLA : performances thermiques

Les performances thermiques influencent directement le comportement et les performances des matériaux dans différentes conditions de température. Le tableau ci-dessous compare les indicateurs de performance thermique de l'ABS et du PLA.

Performances thermiques	ABS	Le PLA
Indice de fluidité (MFI)	9.7 cm³/10min	10.3 cm³/10min
Température de transition vitreuse	105 ℃	60-65 ℃
Température ultime	110-125 ℃	70-80 ℃
Température de fusion	210-240 ℃	160-190 ℃
Température d'impression	230-250 ℃	190-220 ℃
Température de lit recommandée	80-120 ℃ (Cela nécessite l'utilisation d'un lit chauffant)	50-70 ℃ (Pas obligatoire pour utiliser un lit chauffant)

L'ABS a une température de transition vitreuse (Tg) et un point de fusion plus élevés que le PLA. Cela permet à l'ABS de conserver sa forme et sa rigidité à des températures plus élevées, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une stabilité thermique. Le PLA, en revanche, a une Tg plus faible et est plus sujet au ramollissement et à la déformation à des températures élevées.

ABS vs PLA : post-traitement

Ces deux matériaux présentent des différences notables dans la douceur des pièces imprimées : les composants PLA ont tendance à être plus brillants, tandis que l'ABS semble plus mat.

Cependant, le post-traitement des impressions 3D en ABS est généralement plus facile que celui en PLA. Cela est principalement dû au fait que l’ABS offre une durabilité et une adaptabilité supérieures aux manipulations mécaniques.

De plus, si vous souhaitez obtenir une surface lisse et brillante sur l'ABS, vous pouvez utiliser un lissage à la vapeur d'acétone. L'acétone, en tant que liquide incolore, est un bon solvant pour l'ABS, dissolvant rapidement les minuscules particules à la surface pour rendre la pièce aussi lisse que du verre. Cependant, il ne peut pas être utilisé avec le PLA.

Bien que cette méthode ne s’applique pas au PLA, il existe heureusement des solutions alternatives pour le matériau PLA. Nous disposons également de méthodes de post-traitement similaires. En utilisant du THF (tétrahydrofurane) pour le traitement manuel polissage, bien que l'effet ne soit pas aussi significatif que le traitement à l'acétone pour l'ABS, il peut quand même améliorer dans une certaine mesure la douceur de la surface des pièces en PLA.

ABS contre PLA : Imprimabilité

L’ABS et le PLA sont largement utilisés dans l’impression 3D par modélisation par dépôt fondu (FDM). Cependant, ils présentent des caractéristiques d’impression différentes qui affectent l’imprimabilité et la qualité du produit final.

L'ABS nécessite une température d'impression plus élevée que le PLA, allant généralement de 220°C à 260°C. Cette température plus élevée garantit une bonne adhérence des couches et minimise gauchissement et le retrait. Cependant, cela augmente également le risque de problèmes liés à la chaleur tels que le colmatage des buses et la dégradation des matériaux. Le PLA, quant à lui, a une plage de températures d'impression inférieure, comprise entre 180°C et 220°C. Cela facilite l’impression et est moins sujet aux problèmes liés à la chaleur.

Pour les deux matériaux, le problème d’une mauvaise adhérence entre la première couche et le lit d’impression entraînant une déformation est courant. La solution la plus courante consiste à recouvrir le lit d'impression avec du ruban adhésif, de l'adhésif ou un spray. Pour le ruban adhésif, nous recommandons d'utiliser du ruban Kapton, mais le ruban de masquage fonctionne également bien.

ABS vs PLA : coût

Les prix des deux types de filaments sont à peu près similaires. Cependant, les filaments spéciaux, tels que le PLA mélangé à du bois ou à d'autres matériaux, sont généralement plus chers.

Généralement, le prix de départ pour 1 kg de filament PLA et ABS est d'environ 18$, mais le prix moyen des bobines de filament de base semble se situer autour de 20$. Bien sûr, les prix peuvent varier si vous recherchez un filament de meilleure qualité ou des fonctionnalités spéciales telles que des options multicolores ou de qualité professionnelle.

ABS vs PLA : biodégradabilité

Le PLA est biodégradable, car il est fabriqué à partir de matériaux d'origine végétale. Cependant, ces conditions de biodégradation n’existent que dans les installations de compostage industriel, qui nécessitent des températures élevées et une exposition à des environnements microbiens spécifiques. Dans un environnement naturel, le PLA peut mettre jusqu’à 80 ans pour se dégrader complètement.

L’ABS, en revanche, n’est pas biodégradable et peut mettre des centaines d’années à se dégrader complètement. Cependant, il peut être recyclé.

Au fil du temps, le PLA et l’ABS peuvent se dégrader lorsqu’ils sont exposés au soleil ou à des environnements humides.

ABS vs PLA : propriétés mécaniques

Le PLA est fragile et a une dureté de surface plus élevée. Il a tendance à se briser plus facilement lorsqu'il est plié. Les objets fabriqués à partir de ce matériau peuvent être coupés, poncés, peints et collés ; cependant, contrairement à l'ABS, ils ne peuvent pas être traités avec de l'acétone pour améliorer la douceur de la surface de l'objet imprimé.

Les pièces en ABS sont plus résistantes que les pièces en PLA et sont plus susceptibles de se plier plutôt que de se briser sous la pression. L'ABS a également une meilleure ductilité, ce qui facilite le post-traitement.

ABS ou PLA : applications

L'ABS est couramment utilisé dans les applications qui nécessitent durabilité, ténacité et stabilité thermique. Il convient à la fabrication de prototypes, de pièces fonctionnelles et de produits finaux dans des secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale et l'électronique grand public. L'ABS est également un choix populaire pour la fabrication de jouets et d'autres produits nécessitant une finition de surface lisse et brillante.

Le PLA gagne en popularité dans les applications qui privilégient le respect de l’environnement et la durabilité. Il est couramment utilisé dans la fabrication prototypes, modèles conceptuels et jouets éducatifs. Le PLA convient également aux applications nécessitant une finition mate ou lorsque l’aspect visuel est moins critique.

ABS vs PLA : vitesse d'impression

La vitesse d'impression des deux matériaux est généralement similaire. Le PLA imprime généralement à une vitesse de 60 mm/s, tandis que l'ABS imprime généralement dans la plage de 40 à 60 mm/s, et atteindre des vitesses supérieures à cette vitesse peut être difficile.

ABS vs PLA : précision des pièces

L'impression 3D avec de l'ABS est plus complexe que le PLA. Étant donné que l'ABS nécessite des températures plus élevées pour fondre, des changements plus brusques se produisent lors du refroidissement des pièces. Ce retrait thermique peut entraîner une déformation des pièces, la déformation étant l’un des problèmes les plus courants.

Comparé à l’ABS, le PLA est un matériau beaucoup plus facile à imprimer en 3D et permet de produire des pièces aux dimensions stables.

ABS vs PLA : résistance

L'ABS a une plus grande résistance à la flexion et un plus grand allongement à la rupture. Cela signifie que même face à un certain degré de déformation ou de contrainte, l’ABS peut maintenir l’intégrité et la stabilité de sa structure.

En revanche, le PLA, avec son allongement et sa sensibilité aux contraintes physiques relativement plus faibles, est moins adapté aux applications nécessitant des charges physiques soutenues ou une exposition à des environnements extrêmes.

Cependant, si vous recherchez un matériau d'impression 3D adapté à la création de pièces personnalisées qui n'ont pas besoin de résister à un stress physique excessif ou à des conditions environnementales extrêmes (telles que les rayons UV et les températures élevées), alors le PLA serait un bon choix.

Quand utiliser un ABS et un PLA

Cela dépend de deux aspects de votre situation spécifique : premièrement, vos compétences en impression et votre capacité à gérer les difficultés d’impression, et deuxièmement, le type de produit final que vous désirez.

Vos compétences en impression ?

L'impression avec du PLA est généralement plus facile qu'avec de l'ABS. Si vous êtes débutant ou avez de faibles compétences en impression et que vous souhaitez que votre produit présente des avantages environnementaux, vous pouvez choisir le PLA. Le PLA est moins difficile à imprimer et peut se biodégrader dans les environnements naturels.

Cependant, si vous souhaitez néanmoins choisir l'ABS pour l'impression, des paramètres précis et des compétences d'impression fines sont nécessaires. La température d'impression de l'ABS est généralement comprise entre 220 et 250 ℃, ce qui est supérieur à la température d'impression du PLA (180-220 ℃).

Qu'est-ce que vous imprimez ?

Le PLA se ramollit facilement à haute température, ce qui le rend impropre à la fabrication de pièces devant résister à des températures élevées.

Le PLA est un matériau biodégradable, ce qui en fait le choix privilégié si vous êtes très préoccupé par l'impact environnemental.

L'ABS a une meilleure résistance à la chaleur et convient à la fabrication de pièces résistantes à la chaleur.

Si vous souhaitez que votre produit ait une résistance et une ténacité plus élevées et puisse tolérer des difficultés d'impression plus élevées, vous pouvez choisir l'ABS.

Conclusion

L'ABS et le PLA sont deux matériaux distincts avec des propriétés et des caractéristiques différentes qui les rendent adaptés à différentes applications d'impression 3D. En fin de compte, le choix entre l'ABS et le PLA dépend des exigences et contraintes spécifiques du projet d'impression 3D.

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QFP

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