Différences entre l'ABS et le PLA pour l'impression 3D

Vous possédez une imprimante 3D, ou vous envisagez d'en acheter une, et chaque modèle semble indiquer qu'il imprime en ABS, en PLA, ou les deux. Vous vous demandez donc quelle est la différence entre l'ABS et le PLA .

Quelques points communs

De nombreux matériaux sont actuellement étudiés pour l'impression 3D, mais les deux plastiques les plus répandus sont l'ABS et le PLA. Ces deux plastiques sont des thermoplastiques : ils deviennent mous et malléables à la chaleur et se solidifient en refroidissant. Ce processus est répétable. Leur capacité à fondre et à être transformés à nouveau explique leur omniprésence dans notre société et pourquoi la plupart des plastiques que nous utilisons quotidiennement sont des thermoplastiques.

Bien que de nombreux thermoplastiques existent, très peu sont actuellement utilisés pour l'impression 3D. Pour qu'un matériau soit jugé adapté à cette application, il doit réussir trois tests : une première extrusion en filament plastique, une seconde extrusion et un collage des traces lors du processus d'impression 3D, puis enfin son application finale.

Pour réussir les trois tests, un matériau doit présenter des propriétés qui, premièrement, se prêtent à sa transformation en filament plastique, matière première pour imprimante 3D ; deuxièmement, garantissent une bonne aptitude à l'impression 3D, produisant des pièces visuellement agréables et physiquement précises ; et enfin, ses propriétés doivent correspondre à l'application prévue, qu'il s'agisse de résistance, de durabilité, de brillance, etc. Souvent, un matériau réussit si brillamment un test que les efforts supplémentaires déployés pour le maîtriser lors des autres étapes se justifient. C'est le cas du polycarbonate, un matériau d'impression moins connu. Pour certaines applications, sa résistance et sa tenue à la température justifient les efforts nécessaires pour imprimer des pièces précises et parfaitement fusionnées.

Le premier test, la transformation d'une résine plastique de base en filament plastique de haute qualité comme celui que nous proposons, est un processus rigoureux et minutieusement contrôlé. C'est un véritable défi d'ingéniosité et d'ingénierie qui permet de convertir le plastique, initialement sous forme de granulés, en une tige ronde, uniforme, sans bulles et de diamètre constant. À ce stade, la différence entre l'ABS et le PLA est minime ; la plupart des thermoplastiques réussissent ce test. Il s'agit principalement d'une question de temps et de coûts nécessaires pour obtenir un filament plastique qui s'écoule de manière fluide et régulière lors de l'étape suivante : l'impression 3D.

C’est là que les deux plastiques divergent, ce qui permettra d’expliquer pourquoi différents groupes préfèrent l’un à l’autre.

Stockage

L'ABS et le PLA donnent de meilleurs résultats s'ils sont, avant utilisation ou lors d'un stockage prolongé, protégés de l'humidité ambiante. Cela ne signifie pas que votre plastique sera inutilisable après une semaine passée sur un établi, mais une exposition prolongée à un environnement humide peut nuire à l'impression et à la qualité des pièces finies.

ABS - L'ABS saturé d'humidité a tendance à former des bulles et à gicler de la buse lors de l'impression, ce qui réduit la qualité visuelle, la précision et la résistance de la pièce, et augmente le risque d'encrassement ou de bouchage de la buse. L'ABS se sèche facilement à l'aide d'une source d'air chaud (de préférence sec), comme un déshydrateur alimentaire.

Le PLA réagit différemment à l'humidité. Outre les bulles ou les projections à la buse, vous pouvez observer une décoloration et une diminution des propriétés des pièces imprimées en 3D, car le PLA peut réagir avec l'eau à haute température et se dépolymériser. Bien qu'il soit possible de sécher le PLA à l'aide d'un simple déshydrateur alimentaire, il est important de noter que cela peut modifier son taux de cristallinité et potentiellement entraîner des variations de la température d'extrusion et d'autres caractéristiques d'extrusion. Pour la plupart des imprimantes 3D, cela n'a pas d'incidence majeure.

Odeur

ABS - L'impression en ABS dégage souvent une forte odeur de plastique chaud. Si certains s'en plaignent, beaucoup ne la remarquent pas ou la trouvent supportable. Dans les petites pièces, une bonne ventilation, l'utilisation d'un ABS pur et sans contaminants, et un chauffage à la température adéquate dans une extrudeuse fiable contribuent grandement à réduire cette odeur.

Le PLA, dérivé du sucre, dégage une odeur similaire à celle d'une huile de cuisson légèrement sucrée. Bien qu'il ne ravive pas forcément de bons souvenirs de plats maison, il est considéré par beaucoup comme une amélioration par rapport au plastique chaud.

Précision des pièces

L'ABS et le PLA permettent tous deux de fabriquer des pièces aux dimensions précises. Cependant, quelques points méritent d'être soulignés à leur sujet.

ABS - Pour la plupart des utilisateurs, le principal obstacle à l'obtention de pièces précises en ABS est le décollement de la surface au contact direct du plateau d'impression. Chauffer le plateau et s'assurer qu'il est lisse, plat et propre contribue grandement à résoudre ce problème. Par ailleurs, certains trouvent utile d'appliquer au préalable diverses solutions sur le plateau, comme un mélange ABS/acétone ou une pulvérisation de laque pour cheveux.

Pour les détails fins des pièces comportant des angles vifs, comme les engrenages, un léger arrondi est souvent nécessaire. Un ventilateur assurant un léger refroidissement actif autour de la buse peut améliorer la précision des angles, mais il existe un risque de refroidissement excessif et de réduction de l'adhérence entre les couches, pouvant entraîner des fissures dans la pièce finie.

PLA – Comparé à l'ABS, le PLA présente une déformation des pièces bien moindre. De ce fait, il est possible d'imprimer sans plateau chauffant et d'utiliser du ruban de masquage bleu, plus courant, comme surface d'impression. Paradoxalement, même sans plateau chauffant, le plastique peut légèrement se courber sur les grandes pièces, bien que ce ne soit pas systématique.

Le PLA subit un changement de phase plus important lorsqu'il est chauffé et devient beaucoup plus liquide. Un refroidissement actif permet d'obtenir des détails beaucoup plus nets sur les angles imprimés, sans risque de fissures ni de déformations. L'augmentation de la fluidité favorise également une meilleure adhérence entre les couches, améliorant ainsi la solidité de la pièce imprimée.

Propriétés générales des matériaux ABS et PLA

En plus d'être fabriquée avec précision, une pièce doit également remplir sa fonction.

L'ABS, un polymère, peut prendre de nombreuses formes et être conçu pour posséder diverses propriétés. C'est généralement un plastique résistant, offrant une flexibilité modérée (comparativement au PLA). L'ABS naturel, avant l'ajout de colorants, présente une teinte beige laiteux douce. Sa flexibilité facilite la création de pièces emboîtables ou assemblées par goupilles. Il se ponce et s'usine aisément. Notamment, l'ABS est soluble dans l'acétone, ce qui permet de souder des pièces en quelques gouttes, ou de les lisser et de leur donner un aspect brillant en les appliquant au pinceau ou en les trempant entièrement dans l'acétone.

Sa résistance, sa flexibilité, son usinabilité et sa résistance aux hautes températures en font souvent un plastique de choix pour les ingénieurs et ceux qui envisagent des applications mécaniques.

PLA – Fabriqué à partir de divers produits végétaux comme le maïs, les pommes de terre ou les betteraves sucrières, le PLA est considéré comme un plastique plus écologique que l'ABS, dérivé du pétrole. Principalement utilisé pour les emballages et contenants alimentaires, le PLA est compostable dans les installations industrielles. En revanche, il ne se biodégrade pas dans un composteur domestique. Naturellement transparent, il peut être coloré pour obtenir différents degrés de translucidité et d'opacité. Plus résistant et plus rigide que l'ABS, il est parfois plus difficile à travailler pour les assemblages complexes et les articulations à goupille. Les objets imprimés en PLA ont généralement un aspect et un toucher plus brillants qu'avec l'ABS. Avec un peu plus de travail, le PLA peut également être poncé et usiné. Sa température de fusion relativement basse le rend inadapté à de nombreuses applications, car même des pièces exposées à la chaleur d'une voiture peuvent se déformer.

En résumé

Pour simplifier la myriade de facteurs qui influencent le choix d'un matériau plutôt qu'un autre, on peut établir cette comparaison générale.

L'ABS – Sa résistance, sa flexibilité, son usinabilité et sa résistance aux hautes températures en font un plastique souvent privilégié par les ingénieurs et pour les applications professionnelles. L'odeur du plastique chaud et son origine pétrolière en rebutent certains. De plus, la nécessité d'un plateau chauffant implique que certaines imprimantes sont tout simplement incapables d'imprimer de l'ABS de manière fiable.

PLA – La vaste gamme de couleurs et de niveaux de translucidité disponibles, ainsi que son aspect brillant, séduisent souvent ceux qui impriment pour la décoration ou de petits objets domestiques. Nombreux sont ceux qui apprécient son origine végétale et préfèrent son odeur légèrement sucrée à celle de l'ABS. Correctement refroidi, le PLA offre des vitesses d'impression maximales plus élevées, des hauteurs de couche plus faibles et des angles plus nets. Associé à une faible déformation des pièces, il est un plastique populaire auprès des particuliers, des amateurs et des établissements scolaires.