FDM printer bekerja dengan melelehkan thermoplastic, lapisan demi lapisan, hingga membentuk obyek. Thermoplastic, yaitu plastik yang bisa meleleh ketika dipanaskan dan mengeras ketika dingin. Ada banyak thermoplastik, tetapi bahan yang paling sering digunakan sebagai filamen di dunia printer3D FDM adalah PLA dan ABS. Mari kita bahas kedua bahan ini dari berbagai sisi.
Kemudahan penggunaan
PLA (Polylactic Acid) adalah jenis filamen yang paling sering digunakan karena kemudahannya. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) punya sifat menyusut ketika dingin. Penyusutan ini membuat pencetakan 3D menjadi lebih mudah melengkung, dan retak, meskipun dengan teknik yang benar, kendala ini bisa diatasi.
Karena PLA penyusutannya sangat sedikit, maka banyak orang mencetak PLA tanpa Heat Bed dengan printer yang terbuka. Ini artinya PLA bisa dicetak dengan printer yang lebih murah dan sederhana.
PLA dibuat dari bahan organik. Bau yang muncul saat pencetakan tidak mengganggu. ABS dibuat dari bahan dasar petroleum sehingga baunya sedikit mengganggu.
Keindahan hasil cetak
Hasil cetak PLA tampak lebih mengkilap. PLA juga lebih bisa menampilkan detil detil yang kecil. Tapi apabila hasil cetak akan dihaluskan, maka ABS akan lebih mudah untuk di amplas.
ABS juga bisa di proses dengan Acetone jika kita ingin menghasilkan permukaan yang gilap. Tapi proses ini akan juga menghilangkan detil-detil pada hasil cetak.
Namun apabila keindahan menjadi prioritas, Printer FDM sebenarnya bukan pemilihan alat yang tepat. Coba gunakan Printer Resin atau CNC. Kedua alat ini bisa menghasilkan obyek yang lebih rapi.
Kekuatan
ABS punya daya tahan terhadap benturan lebih besar ketimbang PLA. PLA lebih rapuh ketika terkena benturan.
PLA punya kekuatan tarik (tensile strength) sedikit lebih baik dibanding ABS. Tetapi Elongation at Break nya sama. Elongation at Break adalah panjang maksimum yang bisa dicapai sebelum putus. PLA juga punya daya rekat antar layer yang lebih baik ketimbang ABS.
Namun kekuatan hasil cetak sangat dipengaruhi dari desain dan cara kita mencetak. Hasil cetak printer FDM akan berserat karena obyek di print layer demi layer. Karena itu obyek cetak akan punya kekuatan lebih besar di sumbu X dan Y. Arah Sumbu Z yang terbentuk dari lapisan-lapisan punya kekuatan yang jauh lebih rendah. Kerena itu orientasi cetak perlu dipikirkan saat kita mendesain obyek.
Daya tahan
Baik PLA atau ABS punya sifat menyerap kelembaban meskipun PLA lebih mudah menyerap kelembaban. Penyerapan ini terjadi ketika PLA / ABS masih dalam bentuk Filamen atau sudah dicetak.
Disamping itu perlu diingat bahwa proses pencetakan FDM yang layer demi layer itu cenderung membuat hasil cetak banyak berpori-pori sehingga kecenderungan untuk menyerap kelembaban menjadi lebih besar.
PLA tahan terpapar sinar Ultra Violet, sedangkan permukaan ABS akan terdegradasi oleh sinar UV.
Namun apabila terpapar sinar matahari, PLA akan mudah melengkung, sedangkan ABS cukup tahan. Ini karena Glass Transition Temperatur (suhu dimana obyek mulai berubah bentuk) untuk PLA adalah 60 derajat celcius, sedangkan untuk ABS adalah 105 derajat celcius.
Oleh karena itu apabila obyek anda akan berada di lingkungan yang bersuhu tinggi, thermoplastic sebenarnya bukanlah bahan yang tepat. Namun apabila suhunya tidak terlalu tinggi, kita masih bisa menggunakan ABS.
Jangan gunakan bahan PLA apabila obyek anda akan terpapar sinar matahari, apalagi digunakan di dashboard mobil. Pilihlah bahan ABS.
Titik leleh PLA adalah 175 derajat celcius. Sedangkan ABS tidak punya titik leleh yang pasti karena sifatnya amorphous. Artinya atom-atomnya tersusun secara tidak teratur sehingga panjang dan sudut ikatan antar atomnya juga tidak teratur. Karena itu pelelehannya terjadi secara bertahap. Namun dalam dunia printing3d, bisa dianggap titik leleh ABS adalah sekitar 230-250 derajat celsius.
Efek Lingkungan
PLA dibuat dari bahan organik seperti jagung atau tepung dan bersifat biodegradable. Sebagai contoh, PLA dapat terurai dalam air dalam waktu beberapa tahun. Perlu diingat sifat biodegradable ini hanya untuk bahan PLA murni, bukan PLA+.
ABS dibuat dari bahan dasar petroleum sehingga tidak biodegradable. Disini jelas bahwa PLA jauh lebih ramah lingkungan.
PLA juga dipandang lebih aman karena PLA dibuat dari bahan organik. Terutama bagi mereka yang membuka jasa pencetakan dimana harus terpapar dengan uap yang di hasilkan saat pencetakan.
Acetone yang digunakan untuk menggilapkan ABS itu beracun dan uapnya cukup berbahaya. Tidak disarankan untuk banyak menggunakan acetone dalam pencetakan.
Namun tidak berarti ABS harus dihindari atau dianggap berbahaya. Dalam kehidupan sehari-hari, banyak bahan plastik yang terbuat dari ABS. Contohnya Lego Brick, casing2 alat elektronik, komponen komputer bahkan dalam peralatan medis.
Harga
Harga bahan PLA sebenarnya sedikit lebih tinggi, namun karena penyerapan pasar ABS cenderung lebih kecil maka harga akhirnya bisa dibilang sama.
Alternatif
Masih ada bahan-bahan lain yang bisa digunakan untuk pencetakan FDM, misalnya PETG, Nylon, TPU, PC. Ada juga bahan2 thermoplastik yang di campur bahan lain seperti wood, bronze, steel, aluminium, carbon, ceramic, copper.
Ada juga bahan yang cocok digunakan sebagai Support Material yaitu PVA dan HIPS karena kedua bahan ini punya sifat disposable. Kita bahas hal ini di artikel lain.