PLA ou ABS : Quel filament devriez-vous utiliser ?

PLA ou ABS : Quel filament utiliser pour l’imprimante 3D ? Nous expliquons simplement les différences et les domaines d’application du filament ABS et PLA.

Dans l’impression 3D, les deux types de filaments les plus courants sont le PLA et l’ABS. Ces deux matières thermoplastiques deviennent malléables lorsqu’elles sont chauffées. Vous pouvez donc les utiliser à chaud pour créer des formes à volonté. Vous pouvez ensuite les laisser refroidir pour les conserver indéfiniment ! (Probablement.)

abs ou pla : brique de Lego
Les briques Lego sont en ABS.

Cependant, malgré les similitudes entre ces filaments, il existe également de nombreuses différences.

PLA ou ABS en un seul mot

L’acide polylactique (PLA) est un thermoplastique biodégradable fabriqué à partir de ressources renouvelables comme l’amidon de maïs ou la canne à sucre. En dehors de l’impression 3D, il est généralement utilisé dans les implants médicaux, les emballages alimentaires et la vaisselle jetable. Le principal avantage du PLA est qu’il est facile à imprimer.

L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un thermoplastique à base d’huile. On le trouve principalement dans les systèmes de tuyauterie, les garnitures de voiture, les coiffures de protection et les jouets (comme les Legos !). Les objets imprimés en ABS ont une résistance, une flexibilité et une durabilité légèrement supérieures à celles des objets en PLA. Le processus d’impression est un peu compliqué (plein de fumées désagréables !).

Alors, quand devrais-je utiliser le PLA ou l’ABS ? Cet article vise à répondre exactement à cette question et, dans l’intervalle, à fournir une quantité appréciable d’informations générales sur les deux matériaux.

Pour déterminer s’il convient ou non d’utiliser un filament particulier, les informations pertinentes entrent dans l’une des deux catégories suivantes.

  • D’une part, vous voulez probablement savoir s‘il est facile à imprimer.
  • Et d’autre part, à quoi ressemblera le produit final ?

En gardant ces deux questions à l’esprit, le guide suivant fournit un comparatif détaillé entre le PLA et l’ABS, y compris les éléments suivants.

  • Les informations imprimées.
  • Les informations sur le produit.
  • Et enfin, quelques applications recommandées.

PLA ou ABS : Guide détaillé

PLA ou ABS : Les informations imprimées

« Il vaut mieux créer que d’apprendre ! Le fait de créer est l’essence de la vie. » – Julius Caesar (William Shakespeare)

Comme mentionné dans le résumé, il est généralement plus facile à imprimer en PLA qu’en ABS, donc le filament PLA est un choix idéal pour les débutants. Il fond à une température plus basse, a tendance à ne pas se déformer et a une odeur sucrée ! Ce n’est pas fini, cependant. Lisez la suite pour apprendre à quel point il est facile d’imprimer avec les deux matériaux…

PLA ou ABS : Les propriétés thermiques (paramètre d’impression)

Le plastique fond quand on le chauffe, n’est-ce pas ? Eh bien, oui, mais pas tout de suite. En réalité, le processus est un peu plus compliqué, mais il peut être réduit à trois étapes :

  • De froid à chaud : Au début, le plastique commence dans un état dur et « vitreux », au point où il est particulièrement utile comme matériau. Il reste ainsi jusqu’à ce qu’il atteigne sa température de transition vitreuse.
  • De chaud à brûlant : Le plastique est maintenant dans un état visqueux et caoutchouteux, une sorte de « no man’s land », quant à l’utilité de ce produit, cette substance est inutile. Il reste ainsi jusqu’à ce qu’il soit chauffé à sa température de fusion.
  • De chaud à fondu : Le plastique devient alors un liquide. Idéal pour l’impression !

Pourquoi est-ce si important ? Parce que les points entre les étapes, la transition vitreuse et les températures de fusion influencent directement le lit d’impression et les températures d’impression d’un filament. En principe, pour ne pas altérer le processus d’impression, le lit d’impression doit être maintenu bien en dessous de la température de transition vitreuse. Et bien sûr, pour s’assurer que le filament est un liquide, il doit être imprimé bien au-dessus de sa température de fusion.

La science mise à part, jetez un coup d’œil au tableau suivant. Il montre non seulement la transition vitreuse et les températures de fusion des deux matériaux, mais aussi le lit d’impression et les températures d’impression recommandées.

Température PLA ABS
Température du lit d’impression 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, l’ABS n’a pas de véritable température de fusion (mais se liquéfie toujours bien avant la température d’impression recommandée).

Le tableau ci-dessus commence à nous montrer pourquoi le PLA est plus facile à imprimer que l’ABS. En raison de sa faible transition vitreuse et de ses basses températures de fusion, l’impression de filaments PLA nécessite généralement moins de chaleur. En fait, un lit d’impression chauffé n’est même pas nécessaire ! (Bien que cela aide certainement.)

PLA ou ABS : La buse

La seule difficulté d’impression avec le PLA par rapport à l’ABS est qu’il peut parfois obstruer ou bloquer la buse de l’imprimante. Cela se produit du fait que le PLA se dilate et devient collant lorsqu’il fond. Pour obtenir un bon débit, il suffit d’ajuster les paramètres avec précision, soit en suivant les instructions du fabricant, du filament jusqu’au té, soit en jouant. (Après tout, on s’amuse, non ?)

Par contre, l’ABS a tendance à s’écouler assez bien de la buse, probablement en raison de sa température d’impression beaucoup plus élevée.

PLA ou ABS : Le lit d’impression

Il est temps pour le PLA de briller à nouveau ! Sans sensibilité particulière à la température, il n’a besoin ni d’un lit chauffant ni d’un boîtier. (Bien qu’une fois de plus, ils aident.)

L’ABS est plus sensible aux changements de température que le PLA, ce qui provoque des fissures et un gauchissement s’il refroidit trop rapidement. C’est la raison pour laquelle un lit d’impression chauffant est absolument nécessaire lors de l’impression avec l’ABS. Nous recommandons également l’utilisation d’un boîtier complet autour de la zone d’impression.

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

PLA ou ABS : Les fumées

Le PLA dégage peu ou pas d’odeur lorsqu’il est chauffé. Certains prétendent même avoir relevé des arômes fruités ou de bonbons…

L’ABS pue. Et les fumées sont intenses, causant parfois des maux de tête ! Si possible, imprimez dans un endroit ouvert (mais isolé) avec une ventilation adéquate.

pla ou abs : sensibilité au gauchissement

PLA ou ABS : Le stockage

Les deux matériaux sont hygroscopiques, c’est-à-dire qu’ils attirent et absorbent l’humidité de l’air. Il s’agit d’un attribut négatif, car plus l’hydratation augmente, plus le processus d’impression se dégrade et la qualité d’impression diminue. Des bulles, des éclaboussures et même un colmatage peuvent se produire à la buse, tandis que la décoloration et le manque de détails peuvent apparaître dans le produit final.

Conclusion : N’exposez pas votre filament à l’air (et donc à l’eau) pendant de longues périodes de temps.

Et c’est très simple ! Il suffit de ranger vos rouleaux de filaments dans des contenants scellés lorsqu’ils ne sont pas utilisés et de les placer au sec. Par mesure de précaution supplémentaire, les fabricants de filaments recommandent souvent d’utiliser les rouleaux le plus rapidement possible.

PLA ou ABS : Tableau récapitulatif

Température PLA ABS
Température d’impression 180 – 230 °C 210 – 250 °C
Température du lit d’impression 20 – 60 °C 80 – 110 °C
Lit d’impression Optionnel Obligatoire
Boîtier Optionnel Recommandé
Bouchons ou buse de blocage Occasionnellement Jamais
Première couche d’adhésion Problèmes mineurs Problèmes mineurs
Fumées Peu ou aucune Mauvaise et intense
Résistance à l’humidité Oui Oui

PLA ou ABS : Les informations sur le produit

« J’ai toujours pensé que si nous travaillions dur, les résultats viendraient. » – Michael Jordan

Le filament PLA est peut-être meilleur pour l’impression, mais est-ce le meilleur matériau pour votre impression ? En résumé, la réponse rapide est non, car l’ABS n’est pas seulement plus solide, mais aussi plus flexible et durable. Pour la réponse longue, vous n’avez qu’à rester dans le coin…

PLA ou ABS : Les propriétés mécaniques

L’ABS, notre nouveau prodige, doit sa robustesse au polybutadiène, un caoutchouc synthétique très résistant à l’usure. Pour vous donner une idée de la dureté de ce caoutchouc, 70 % de polybutadiène est utilisé dans la production de pneus. Dans le filament ABS, cette ténacité se traduit par une résistance supérieure et une résistance élevée aux chocs. (Rappelez-vous qu’il est utilisé dans les coiffures de protection et les garnitures de voiture !). Et même s’il ne s’agit pas des matériaux les plus flexibles, l’ABS surpasse le PLA, car il a tendance à se déformer.

La seule chose dont le PLA peut se vanter, comparée à la mécanique, c’est une dureté de surface plus élevée. Sinon, il ne présente qu’une force décente et est fragile, préférant se briser plutôt que de se pencher.

création d'une clé pour ouvrir les menottes
Cette clé imprimée en 3D est en ABS. Elle est assez solide pour ouvrir les menottes.

PLA ou ABS : Durabilité et dégradabilité

En général, l’ABS est plus durable que le PLA en raison de sa grande résistance à la chaleur. Vous vous souvenez de ce no man’s land en plastique ? Cette plage de température dans laquelle les thermoplastiques sont plus ou moins inutiles ? Grâce à une température de transition vitreuse relativement élevée, il faut beaucoup plus de chaleur pour que l’ABS atteigne ce point que le PLA. C’est ce qui le rend plus approprié pour les objets qui restent au soleil. Pourquoi ? Parce que personne ne veut voir un nain de jardin au nez fêlé.

Comparé à d’autres éléments, l’ABS ne donne pas de meilleurs résultats que le PLA. Lorsqu’ils sont exposés aux rayons UV et à l’humidité, les deux matériaux se dégradent avec le temps.

L’une des caractéristiques du PLA, comme mentionné dans le résumé, est qu’il est biodégradable. Ne vous attendez pas à ce qu’il se dégrade dans votre composteur domestique (il a besoin d’un peu de chaleur). N’hésitez pas à l’ajouter au compost que votre ville collecte.

Toutefois, l’ABS est uniquement recyclable.

PLA ou ABS : Le post-traitement

Si vous êtes prêt à faire des efforts pour transformer votre impression en quelque chose de joli, l’ABS et le PLA sont tous deux très tolérants.

Bien que les deux matériaux puissent être coupés, limés, poncés, peints (à l’acrylique) et collés, il est recommandé d’utiliser un apprêt avant de peindre le PLA. De plus, seul l’ABS peut être traité à l’acétone (c’est-à-dire du dissolvant de vernis à ongles) pour obtenir des surfaces lisses et brillantes. D’autre part, le PLA est un peu plus tolérant en ce qui concerne les caractéristiques de conception complexes. Les deux matériaux peuvent résister à des hauteurs de couches de 100 microns.

Les possibilités de limage, de ponçage ou de traitement à l’acétone sont particulièrement importantes si vous utilisez des rafts (radeaux). En effet, ils ne se séparent pas toujours bien du reste de l’impression, laissant derrière eux des surfaces indésirables que vous voudrez probablement nettoyer.

PLA ou ABS : Variété

Les filaments des deux matériaux sont disponibles dans une large gamme de couleurs, il y a même des filaments translucides !

Il existe également des types de filaments « exotiques » spéciaux tels que les mélanges ABS ou PLA avec d’autres matériaux. Les variétés les plus populaires sont le bois, le métal et le phosphorescent.

pla ou abs : variété de filaments
Le filament « Bamboofill » de ColorFabb contient 80 % de PLA et 20 % de fibres de bambou recyclées.

D’ailleurs, si vous recherchez un filament légèrement plus flexible et durable que le PLA ou l’ABS, jetez un coup d’œil au PETG.

PLA ou ABS : Le prix

Les filaments des deux matériaux ont un prix plus ou moins identique, les filaments exotiques étant un peu plus chers, comme on pouvait s’y attendre.

PLA ou ABS : Tableau récapitulatif

Matériaux PLA ABS
Solidité Solidité décente Solidité supérieure à la moyenne
Flexibilité Fragile Assez flexible
Résistant aux chocs Non Non
Résistant 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 Plutôt possible Possible
Traitement à l’acétone Pas possible Possible
Couleurs Grand choix disponible Grand choix disponible
Variétés exotiques Certains sont disponibles Certains sont disponibles
Prix Pas cher Pas cher

PLA ou ABS : Applications recommandées

Le PLA est le filament le plus utilisé dans l’impression 3D, non pas parce qu’il s’agit du « meilleur » matériau, mais, car il est facile à imprimer. Et après tout, pourquoi rendre la vie plus difficile qu’elle ne devrait l’être ? Dans cette optique, nous recommandons d’utiliser ce filament pour tout ce qui n’a pas d’exigences spécifiques en termes de propriétés mécaniques ou de durabilité.

N’oubliez pas d’éviter d’utiliser le filament PLA pour les pièces qui peuvent être pliées, tordues ou tombées de façon répétée, comme les étuis de téléphone. Vous devriez également éviter de l’utiliser avec des pièces qui doivent résister à des températures plus élevées. Pour toutes les autres applications, ce filament est un bon choix global de filament. Les impressions courantes comprennent les modèles, les jouets à faible usure, les pièces prototypes et les contenants.

Le filament ABS est le mieux adapté aux pièces qui sont fréquemment manipulées, tombées ou chauffées. Il peut être utilisé pour des pièces mécaniques, en particulier si elles sont soumises à des contraintes ou doivent s’emboîter avec d’autres pièces. Parmi les exemples d’impressions qui tirent parti des qualités du filament, on peut citer les étuis de téléphone, les jouets très usés, les poignées d’outils, etc.

pla ou abs : les applications recommandées
L’ABS convient mieux aux pièces emboîtables telles que les pignons.

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