Bei der Auswahl von 3D-Druckmaterialien müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, wie z.B. Druckbarkeit und Festigkeit. Die Wichtigkeit der Faktoren kann sich natürlich ändern und hängt davon ab, was du drucken willst. Für eine GoPro-Halterung beispielsweise sollte das Filament witterungsbeständig sein, für ein lustiges Spielzeug dagegen reicht es aus, wenn das Filament einfach zu drucken ist.
PLA und PETG gehören zu den zwei beliebtesten Filamentmaterialien für den Einsatz im Hobbybereich. Und beide haben ihre Vor- und Nachteile in Bezug auf Druckbarkeit, Festigkeit etc. In diesem Artikel werden wir die wichtigsten Unterschiede zwischen PLA und PETG herausarbeiten und darauf eingehen, welches Material für welche Anwendungen und für welchen Zweck am besten geeignet ist.
Die Kandidaten
Bevor wir uns den Unterschieden zwischen PLA und PETG zuwenden, ist es wichtig, jedes Material erst einmal für sich allein unter die Lupe zu nehmen. Zunächst werden wir aufzeigen, aus welchem Ausgangsmaterial das jeweilige Material besteht und welche entscheidenden Vor- und Nachteile es aufweist.
PLA
PLA steht gemeinhin als Abkürzung für Polymilchsäure (engl.: polylactic acid). PLA ist das beliebteste Material für 3D-Drucker-Filament. Es wird üblicherweise auch in der Lebensmittelverpackungsindustrie eingesetzt, da es lebensmittelechte Eigenschaften aufweist, auf die wir später noch näher eingehen werden.
Hier ein paar Hintergrundinformationen: Als Rohkunststoff wird PLA aus Pflanzen wie Mais und Zuckerrohr gewonnen. Aus den Pflanzen wird die Stärke extrahiert und durch die Zugabe von bestimmten Chemikalien wird aus der Stärke eine Art Zucker herausgelöst. Der Zucker wird anschließend fermentiert und durch Kondensation bzw. Polymerisation entsteht dann PLA als Rohkunststoff.
Aber am bemerkenswertesten an PLA ist vermutlich seine einfache Druckbarkeit. Aufgrund seiner niedrigen Glasübergangstemperatur und seines niedrigen Schmelzpunktes kann PLA im Grunde genommen mit jedem FDM-3D-Drucker gedruckt werden. Außerdem reagiert PLA nicht besonders empfindlich auf die Umgebungsbedingungen und kann mit einer Reihe von verschiedenen Slicer-Einstellungen gedruckt werden – anständige Druckergebnisse ohne großen Arbeitseinsatz sind dir also sicher.
Aber kein Material hat nur Vorteile: Der größte Nachteil von PLA ist seine geringe Festigkeit. Mit PLA gedruckte 3D-Modelle sind in der Regel sehr spröde aufgrund der geringen Haftung zwischen den einzelnen gedruckten Schichten. Auch lassen hohe Temperaturen und UV-Strahlung die Teile aus PLA bekanntlich ausbleichen und es kann sogar zu Verformungen kommen. Für Teile, die für den Einsatz im Freien gedacht und der Sonne ausgesetzt sind, ist das Material also denkbar ungeeignet.
PETG
Glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat, oder kurz PETG, ist ein weiteres beliebtes 3D-Druckmaterial. PETG ist ein mit Glykol modifiziertes PET – ein Kunststoff, den man wahrscheinlich zunächst mit Einweg-Wasserflaschen und anderen transparenten Gefäßen in Verbindung bringt. Der Hauptunterschied zwischen PETG und PET liegt beim „G“, das die Modifizierung von PET mit Glykol bezeichnet. Der Schmelzpunkt von PETG wird so herabgesetzt, was die 3D-Druckbarkeit des Materials verbessert.
Genau wie sein Ausgangsstoff PET wird PETG hauptsächlich aus Erdöl gewonnen und besteht, um genau zu sein, aus den chemischen Verbindungen Glykol und Terephthalsäure. Diese Verbindungen werden aus dem Öl extrahiert, anschließend erhitzt und vermischt. So entsteht PETG als Rohkunststoff. Obgleich Öl ganz sicher nicht die umweltfreundlichste Ressource darstellt, so nehmen viele Wertstoffzentren PETG an – das macht das Material nicht mehr ganz so umweltschädlich.
PETG ist vor allem für seine gute Haltbarkeit und Festigkeit bekannt. Der Kunststoff zeichnet sich außerdem durch seine Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, UV-Strahlung, Lösungsmittel u.v.m. aus. Die Gesamtheit dieser Eigenschaften machen aus PETG das perfekte Filamentmaterial für Teile, die sehr witterungsbeständig sein müssen oder extremen Belastungen ausgesetzt sind.
Leider muss PETG mit recht hohen Temperaturen gedruckt werden, was die mögliche Auswahl an einsetzbaren Druckern einschränkt. Außerdem gibt es eine Reihe von bekannten Probleme beim Drucken und bei der Qualität der gedruckten Teile, wie z.B. zu starke Druckbetthaftung und Fadenbildung (Stringing) – das Material ist also nicht ganz so einfach zu verarbeiten. Trotzdem, unterm Strich ist PETG ein großartiges Filamentmaterial, das sehr vielseitig einsetzbar ist.
Wie bereits erwähnt, erfordert PLA vergleichsweise niedrige Drucktemperaturen. Die meisten PLA-Filamente können mit einer Nozzle-Temperatur von ca. 210 °C und wahlweise mit einer Druckbetttemperatur von bis zu 60 °C gedruckt werden. Für PETG-Filamente sind dagegen weitaus höhere Temperaturen erforderlich: Die Temperatur der Extruderdüse sollte zwischen 220 °C und 250 °C und die des Druckbetts bei ca. 65 °C liegen. Auch wenn ein Unterschied von 15 °C zunächst nicht als viel erscheint, ist er doch so groß, dass mehr Drucker geeignet sind, mit PLA zu drucken als mit PETG.
Im Gegensatz zu PETG sind die Druckbedingungen für PLA nicht so wichtig – das zeigt sich z.B. bei der Druckumgebung und bei ungenauen Slicer-Einstellungen. So passiert es sehr häufig, dass trotz fehlerhaftem PLA-Druckprofil Drucke von höchster Qualität erzielt werden.
Das Drucken mit PETG-Filamenten gestaltet sich demgegenüber etwas schwieriger. Dies gilt insbesondere, wenn dein Extruder vorher nicht kalibriert wurde und der Einzug sowie die Temperaturen und Geschwindigkeiten nicht optimal eingestellt wurden – dann läufst du Gefahr, dass es bei deinen PETG-Drucken zu Fadenbildung (Stringing) kommt.
Falls dir das Problem unbekannt ist: Stringing tritt auf, wenn überschüssiges Filament ungewollt aus der Druckerdüse tropft und überall auf deinem Druckobjekt kleine Kunststofffäden zurückbleiben (sieht definitiv nicht gut aus). Außerdem ist bei PETG die Wahrscheinlichkeit größer, dass du Ärger mit der Druckbetthaftung bekommst, da das Filament die Tendenz hat, zu stark an der Druckplatte festzukleben. Im Vergleich zu PLA lassen sich die Drucke deshalb sehr viel schwerer vom Druckbett entfernen.
Mechanische Eigenschaften
Was die mechanischen Eigenschaften angeht, so zeichnet sich PETG durch hohe Festigkeit aus. Dies resultiert aus der natürlichen Festigkeit des Rohmaterials in Kombination mit einer besseren Haftung der einzelnen Druckschichten aufgrund der höheren Drucktemperaturen. Bei PLA ist die Schichthaftung deutlich geringer und die Drucke können extrem spröde ausfallen. PLA ist also alles andere als das Material der Wahl, wenn Druckobjekte Spannung standhalten müssen. Aber nicht nur im Vergleich zu PLA zeichnet sich PETG durch Festigkeit aus: Teile, die bei optimalen Einstellungen mit PETG gedruckt wurden, kann man gewöhnlich nicht durch Biegen mit den bloßen Händen durchbrechen (hier kommt es natürlich auf das Modell an).
Festigkeit ist eine Sache, doch Witterungsbeständigkeit – und damit meinen wir Langlebigkeit – spielt ebenfalls eine sehr wichtige Rolle, wenn es um 3D-Druckmaterialien geht. Wenn du schon mal mit PLA gedruckt hast, wirst du wissen, dass es nicht besonders langlebig ist. Wenn Teile aus PLA länger als eine Stunde im Freien gelagert werden oder der Sonne ausgesetzt sind, verformen sie sich, denn UV-Strahlung und warme Temperaturen reichen aus, um das Material weich werden zu lassen.
Bei PETG aber tritt dieses Problem so gut wie nie auf, denn es handelt sich hier um ein thermoplastisches Material, das zu den haltbarsten Kunststoffen überhaupt gehört – und das gilt nicht nur für den 3D-Druck, sondern für alle Produktionsbereiche. Die Beständigkeitsliste von PETG ist lang: UV-Strahlung, hohe Temperaturen, Wasser und Aceton gehören auch dazu. Dies alles macht aus PETG eine großartige Wahl für alle Modelle, die im Freien eingesetzt werden oder rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind.
Weitere Unterschiede
Die Unterschiede zwischen PLA und PETG gehen aber noch über die Materialeigenschaften und die Druckbarkeit hinaus. Da ist zunächst noch die Umweltfreundlichkeit der Materialien. PLA wird aus natürlichen Rohstoffen, wie beispielsweise Mais, gewonnen, PETG dagegen aus Mineralöl, das alles andere als umweltfreundlich ist.
Entsprechend ist die Herstellung von PLA weniger umweltschädlich als die von PETG-Kunststoffen, aber die Debatte über die Umweltfreundlichkeit der Materialien endet hier nicht. Bei PETG handelt es sich um recycelbares Plastik, das bei Recyclingzentren abgeben werden und dort eingeschmolzen werden kann – und so hoffentlich wieder zum Einsatz kommt. Leider kann PLA in der Regel nicht recycelt werden, aber es ist möglich, das Material industriell zu kompostieren.
Obgleich es sich um keinen Unterschied zwischen den beiden Materialien handelt, hier noch der wichtige Hinweis, dass sowohl PETG als auch PLA generell als lebensmittelecht gelten. Wenn deine Drucke mit Lebensmitteln oder Getränken in Kontakt kommen, dann ist es ratsam, FDA-konforme (Abk. für die US-amerikanische Lebensmittelüberwachungs- und Arzneibehörde „Food and Drug Administration“) Filamente einzusetzen bzw. solche, die ein Siegel der örtlich zuständigen Aufsichtsbehörden aufweisen.
Bitte beachte auch, dass weitere Quellen von Verunreinigungen während des 3D-Druckvorgangs möglich sind. Neben der Auswahl eines zertifiziert lebensmittelechten Filaments solltest du auf eventuelle Kontaminierung während der Extrusion achten und den fertigen Druck mit einer lebensmittelechten Versiegelung versehen.
Beispiele
Jetzt, wo du im Bilde bist, welche Unterschiede es zwischen den Materialien gibt, willst du sicher zur Tat schreiten und Filament kaufen. Es gibt eine ganze Reihe von Marken, die PLA und PETG anbieten. Aus dem großen Angebot wählen wir ein paar von ihnen aus und stellen sie dir weiter unten vor.
PLA-Filamente
Hatchbox ist ein sehr bekannter Hersteller von 3D-Druckmaterialien, dessen PLA-Filament – genau wie viele andere PLA-Optionen – sehr einfach zu drucken ist. Hatchbox PLA gibt es in 67 verschiedenen Farben mit unterschiedlichen Ausführungen (darunter in Matt, Seide oder Metallic). Laut Hersteller hält das Filament eine Durchmessertoleranz von genau ±0.03 mm ein.
Overture ist ein weiteres Unternehmen, das 3D-Druck-Filamente produziert. Das PLA von Overture ist in 30 verschiedenen Farben erhältlich und darüber hinaus gibt es noch weitere Varianten, wie z.B. Seide, Stein oder zweifarbige Filamente. Das Filament weist eine Durchmessertoleranz von ±0,03 mm auf. Bei der Extrusion sollte ein ungleichmäßiger Materialfluss durch die Düse also kein allzu großes Problem darstellen Außerdem kommen die Filamente von Overture in Spulen aus Pappe, auf denen man ablesen kann, wie viel Filament noch übrig ist.
PETG-Filamente
Overture stellt auch sein eigenes PETG-Filament her, das wegen der vielen positiven Benutzerbewertungen hier eine Erwähnung wert ist. Die Rezensionen lassen vermuten, dass das Filament eine extrem hohe Festigkeit aufweist und recht einfach zu drucken ist. Genau wie das PLA-Filament weist auch das PETG-Filament von Overture beim Durchmesser eine Toleranz von ±0,03 mm auf. Darüber hinaus kommt das Filament in mehr als 20 unterschiedlichen Farben und bei der transparenten PETG-Serie in vier weiteren Farbtönen.
Das PETG-Filament von Sunlu ist eine andere großartige Option. Laut Hersteller hält das Sunlu PETG eine Toleranz von ±0,02 mm ein. Im Vergleich zu anderen Marken wird nur eine eingeschränkte Farbpalette angeboten: schwarz, weiß, grau, blau, orange und rot. Nichtsdestotrotz stellt es eine großartige Wahl für funktionale Drucke dar, bei denen es ja nicht so sehr auf stylishe Farben ankommt.
Lizenz: Der Text von "PETG vs PLA (3D-Drucker-Filament): Die Unterschiede" von All3DP unterliegt der Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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