PLA vs. Filamen ABS untuk Pencetakan 3D: Apa Bedanya?

FDM, atau Fused Deposition Modeling, adalah teknik pencetakan 3D yang telah berhasil dialihkan dari ruang pencetakan 3D komersial ke konsumen. Sebagian besar printer 3D FDM rumah dapat melelehkan dan mengekstrusi berbagai macam polimer termoplastik menjadi bagian fungsional dan kosmetik. Namun, sebagian besar penggemar pencetakan 3D bersumpah dengan polimer PLA dan ABS, yang dijual dalam gulungan filamen yang nyaman.

Tapi apa yang membuat filamen pencetakan 3D ini populer, dan mana yang merupakan pilihan tepat untuk Anda?

Menjawab pertanyaan bernuansa ini melibatkan pemahaman sifat fisik bahan ini dan bagaimana hubungannya dengan bagian cetakan 3D. Mari kita mengungkap filamen populer ini untuk mencari tahu mana yang paling sesuai dengan kebutuhan pencetakan 3D Anda.

Apa Itu ABS, dan Mengapa Sulit Dicetak?

ABS, atau Acrylonitrile Butadiene Styrene, adalah salah satu bahan paling awal yang digunakan sebagai filamen pencetakan 3D. Nama tersebut berasal dari tiga bahan kimia utama yang digunakan dalam pembuatan polimer termoplastik. Komposisi bahan kimia penyusun ini dapat bervariasi untuk menghasilkan berbagai campuran ABS yang sesuai dengan kebutuhan teknik yang berbeda.

ABS banyak digunakan dalam industri cetakan injeksi untuk membuat produk konsumen umum, mulai dari keycaps dan LEGO bricks hingga komponen mobil dan alat kelengkapan pipa. Biaya rendah dan ketersediaan pelet ABS mentah, dikombinasikan dengan keakraban industri manufaktur dengan bahan tersebut, memastikan adopsi oleh industri percetakan 3D komersial.

Bagian komersial penting karena ABS memiliki kecenderungan untuk menyusut saat bahan mendingin. Hal ini membuat printer 3D komersial yang dilengkapi dengan ruang cetak berpemanas wajib untuk mencetak ABS. Mempertahankan suhu ruang yang tinggi mencegah suku cadang ABS mendingin di tengah cetakan dan berubah bentuk karena penyusutan berikutnya. Jika tidak, sulit untuk mencetak ABS dengan andal tanpa menyertakan printer 3D dalam ruang rak berpemanas.

Untuk waktu yang lama, pelopor pencetakan 3D Stratasys memegang paten untuk ruang cetak yang dipanaskan dan tertutup. Itu membuat printer 3D konsumen tidak mampu mencetak ABS. Penggemar pencetakan 3D DIY, bagaimanapun, bebas membuat printer dengan ruang build yang dipanaskan tanpa disergap oleh pasukan pengacara Stratasys. Itu membuat industri percetakan 3D konsumen tidak memiliki sarana yang layak untuk menjangkau massa.

Tidak mengherankan, industri akhirnya menghasilkan filamen baru yang dapat bekerja dengan baik dengan printer murah dan tidak tertutup.

PLA: Pencetakan 3D Dengan Roda Pelatihan

PLA, atau Polylactic Acid, adalah termoplastik “biodegradable” yang diproduksi dengan memproses bahan-bahan alami seperti tebu dan pati jagung. Meskipun mungkin tidak memenuhi klaimnya sebagai biodegradable, PLA tetap menebusnya dengan kemudahan pencetakannya. Sementara ABS membutuhkan printer 3D yang dilengkapi dengan alas berpemanas yang mampu mencapai setidaknya 200 °F, PLA dapat dicetak dengan sempurna bahkan pada permukaan bangunan yang tidak dipanaskan.

Kebanyakan filamen PLA memerlukan suhu nozzle serendah 350 °F, tetapi ABS membutuhkan setidaknya 450 °F untuk aliran filamen yang konsisten dan adhesi antarlapisan yang kuat. Suhu pencetakan yang lebih rendah hanya mendukung sifat bebas warp yang melekat pada PLA, membuatnya mudah untuk mencetak bagian PLA yang besar tanpa melengkung dan delaminasi. Hal ini memungkinkan bahan untuk dicetak tanpa penutup, berkat ketahanan bawaannya terhadap aliran udara dan perubahan suhu. Namun, mencetak komponen ABS yang besar memiliki risiko melengkung dan delaminasi bahkan dalam printer tertutup kecuali jika suhu ruang tetap di atas 140 °F.

Kemudahan penggunaan PLA semakin meluas ke kemampuannya untuk menangani overhang yang jauh lebih curam daripada filamen pencetakan 3D lainnya. Hal ini memungkinkan bahkan printer 3D termurah untuk mencetak model 3D yang menantang tanpa risiko deformasi. Temperatur nosel yang lebih rendah juga memungkinkan PLA untuk menjembatani dengan mudah, yang mengurangi ketergantungan pada dukungan—sehingga memungkinkan bahkan pemula total untuk mencetak model 3D yang rumit dengan relatif mudah.

Sifat filamen PLA yang sangat pemaaf membuatnya sangat diperlukan sebagai roda pelatihan untuk pemula. Mencetak dengan bahan secara signifikan mengurangi frustrasi yang terkait dengan pencetakan 3D, yang mendorong pemula untuk bertahan dan mempelajari teknik pencetakan 3D tingkat lanjut dengan kecepatan mereka sendiri. Sementara itu, ini Peretasan pencetakan 3D mungkin membantu mempercepat hal-hal sedikit lebih jauh.

PLA vs. ABS: Membandingkan Sifat Fisik

Tidak ada yang namanya makan siang gratis. Pepatah ini juga berlaku di dunia pencetakan 3D. Untuk semua kemudahan pencetakannya, PLA tidak ada artinya dibandingkan dengan ABS dalam hal aplikasi teknik praktis. Sebagai permulaan, ini secara signifikan lebih keras daripada ABS, tetapi itu juga membuatnya jauh lebih rapuh. Jatuhkan bagian yang dicetak di PLA, dan kemungkinan besar akan pecah berkeping-keping.

Sementara itu, ABS menunjukkan kekuatan lentur dan luluh yang lebih tinggi, yang membuatnya jauh lebih tangguh. Ini memungkinkannya menyerap getaran dan benturan, serta gaya geser dan tarik, lebih baik daripada PLA. Menariknya, ABS mencapai semua ini sementara lebih ringan dari PLA untuk bagian yang sama dicetak pada kepadatan volumetrik yang sama. Ini menjadikan ABS filamen pilihan untuk aplikasi teknik di mana kekuatan dan daya tahan adalah yang terpenting.

Sementara suhu pencetakan yang lebih tinggi yang dibutuhkan oleh ABS membuat lebih sulit untuk mencetak, itu juga memberikan ketahanan suhu yang unggul. Bagian yang dicetak dalam filamen PLA terdistorsi saat terkena panas lebih dari 120 °F, sedangkan bagian ABS dapat menahan 200 °F sebelum kehilangan integritas strukturalnya. Hal ini membuat ABS sangat diperlukan untuk suku cadang fungsional yang digunakan di interior mobil dan kompartemen mesin. Sebagian besar komponen printer 3D juga dicetak menggunakan ABS, terutama saat dipasang di dekat sumber panas.

Namun, kelemahan terbesar menggunakan PLA untuk tujuan fungsional apa pun adalah kecenderungannya yang luar biasa untuk merayap. Itu mengacu pada deformasi plastik PLA di bawah beban tekan dan tarik yang konstan. Kencangkan sekrup ke bagian PLA, dan gaya tekan akan menyebabkan material hancur seiring waktu. Akibatnya, Anda harus mengencangkan kembali sekrup secara teratur sampai bagian tersebut akhirnya rusak. Fenomena yang sama juga menyebabkan bagian-bagian PLA yang menahan beban secara bertahap terkulai seiring waktu. Ini membatasi bahan untuk komponen kosmetik, dan menjadikannya pilihan yang buruk untuk aplikasi fungsional dan teknik.

Mengapa ABS Masih Relevan dalam Pencetakan 3D?

Meskipun ABS tradisional mungkin sulit untuk dicetak, banyak variasi campuran ABS yang mudah dicetak (seperti ABS+ eSun) berhasil dicetak bahkan di printer murah yang dibungkus dengan kotak kardus sederhana. Perlu lebih banyak kekakuan di bagian Anda? Filamen ABS yang diperkuat serat karbon tidak hanya menawarkan kekakuan dan kekuatan tarik yang lebih baik, tetapi juga secara signifikan mengurangi lengkungan dan meningkatkan kemampuan cetak. Sementara itu, filamen ABS yang diperkuat serat kaca meningkatkan kekakuan dan kemampuan cetak tanpa mengorbankan ketangguhan.

Sementara PLA dan ABS dapat mengambil cat dengan mudah, yang terakhir lebih baik untuk pasca-pemrosesan lanjutan. ABS dapat diampelas lebih mudah daripada PLA sebagai permulaan, yang membuat permukaan lebih mudah disiapkan untuk cat dasar dan pengecatan. Namun, kecenderungan ABS untuk larut dalam aseton menambah dimensi baru pada teknik pasca-pemrosesan. Bergabung dengan bagian ABS sangat mudah dengan pengelasan aseton, yang hanya melibatkan mengekspos permukaan kawin ke aseton. Teknik penghalusan uap aseton adalah metode yang cukup sederhana dan mudah diakses untuk sepenuhnya menghilangkan garis lapisan dari bagian ABS untuk mencapai hasil akhir yang halus.

ABS juga cukup tahan terhadap penyerapan air, biasanya merupakan pilihan filamen termurah, dan melakukan semua itu sambil mempertahankan kemampuan untuk dicetak dengan sangat cepat. Faktanya, jajaran printer CoreXY Voron (Anda dapat mempelajari lebih lanjut di Panduan pemula Voron) adalah mesin tertutup yang relatif murah yang dirancang khusus untuk mencetak ABS pada kecepatan yang sangat cepat. Untuk menempatkan ini dalam perspektif, printer Voron 0.1 yang kami buat baru-baru ini dapat mencetak ABS dengan kecepatan 200mm/s yang menakjubkan sambil mempertahankan kualitas cetak yang sangat baik.

PLA vs. ABS: Mana yang Harus Anda Pilih?

Meskipun PLA menunjukkan tingkat ketahanan kelembaban, efektivitas biaya, dan kecepatan pencetakan yang sebanding, namun tetap tidak cocok untuk aplikasi teknik. Namun, ini masih jauh lebih aman daripada ABS, yang cenderung mengeluarkan VOC berbahaya (senyawa organik yang mudah menguap) saat mencetak.

Dengan demikian, PLA sangat diperlukan bagi pemula untuk mempelajari seluk beluk pencetakan 3D dengan cepat tanpa banyak frustrasi. Ini juga merupakan pilihan yang layak untuk printer yang tidak tertutup dan bagi mereka yang hanya mencetak bagian kosmetik. Namun, setelah Anda memotong gigi pada PLA, ada baiknya menjelajahi filamen perantara seperti PETG yang mencetak dengan mudah pada printer yang tidak tertutup sekaligus menawarkan kekuatan dan ketahanan panas yang lebih baik dibandingkan dengan PLA.

Cara Mengurangi Tagihan Energi Pencetakan 3D Anda Secara Signifikan

Baca Selanjutnya

Tentang Penulis