PLA vs PETG: Ein Vergleich der beiden Materialien

Wenn die meisten Menschen an 3D-Druck denken, ist das Material, das ihnen als erstes in den Sinn kommt, meist Kunststoff. Obwohl es natürlich auch andere Materialien gibt, darunter Metall und Keramik, machen Polymere immer noch den größten Teil des Marktes für 3D-Druckmaterialien aus. Das liegt daran, dass sie nicht nur als Material für industrielle Anwendungen wie das Prototyping verwendet werden können, sondern auch häufig für Desktop-Drucker, insbesondere für solche, die das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) verwenden. Von den verschiedenen Materialien, die unter diese Kategorie fallen, gehören PLA und PETG zu den Beliebtesten. Diese beiden Polymere sind für ihre einfache Druckbarkeit bekannt und werden zu Filamenten verarbeitet, die sowohl von Anfängern als auch von Experten mit FDM-Druckern verwendet werden können. Obwohl sie sich in einigen wichtigen Punkten ähneln, gibt es dennoch wichtige Unterschiede zwischen den beiden Filamenten. Was sind also die Eigenschaften der Materialien? Wie unterscheiden sie sich? Wann würden Sie das eine gegenüber dem anderen verwenden? Um Ihnen die Antworten auf diese wichtigen Fragen zu liefern, haben wir alle Informationen über die beiden Materialien in unserem PLA vs PETG Artikel für Sie zusammen getragen.

Eigenschaften

Einer der Hauptunterschiede zwischen PLA und PETG ist, wie die beiden Materialien hergestellt werden. PLA ist dafür bekannt, dass es aus erneuerbaren und natürlichen Rohstoffen wie Mais hergestellt wird. Außerdem ist es unter den richtigen Bedingungen biologisch abbaubar, was es zu einer beliebten Wahl für alle macht, die auf der Suche nach nachhaltigen, umweltfreundlichen Materialien sind. Auf der anderen Seite wird PETG bekanntlich aus PET, einem bekannten Thermoplast, hergestellt. Um PETG herzustellen, wird dem PET (Polyethylenterephthalat) auf molekularer Ebene Glykol (G) hinzugefügt. PETG hat eine höhere Festigkeit sowie Haltbarkeit und ist, was für den 3D-Druck am wichtigsten ist, flexibler als PET, wodurch es beim Drucken nicht spröde wird. Obwohl PETG zu 100 % recycelbar ist, ist es ein Polymer auf Ölbasis, was bedeutet, dass es im Gegensatz zu PLA nicht biologisch abbaubar ist, da es nicht aus Rohstoffen hergestellt wird.

Physikalische Eigenschaften von PLA (links) gegenüber PETG (rechts). (Bildnachweis: MatterHackers)

Einfaches Drucken

Abgesehen von der Basis des Materials gibt es auch Ähnlichkeiten zwischen beiden Polymeren, wenn es um technische Eigenschaften geht. Zum Beispiel sind beide dafür bekannt, dass sie einfach zu drucken sind. In der Tat ist PLA eines der Einfachsten, wenn nicht sogar das einfachste Material, das im 3D-Druck verwendet werden kann. Dies hat es verständlicherweise bei Anfängern beliebt gemacht. Vieles davon hängt mit der Erwärmung zusammen. PLA kann bei viel niedrigeren Temperaturen gedruckt werden und benötigt weder ein beheiztes Druckbett noch eine geschlossene Kammer. In Bezug auf die Extrusionstemperatur ist ein Wert zwischen 190℃ und 220℃ ideal für PLA. Bei PETG hingegen muss man mit höheren benötigten Werten rechnen. 

Auch PETG gilt als leicht zu druckendes Material, wenn auch weniger als PLA. Das liegt zum großen Teil daran, dass PETG ebenfalls keine geschlossene Kammer benötigt. Aufgrund der höheren Temperaturanforderungen ist für PETG jedoch ein beheiztes Druckbett erforderlich, was die Auswahl an Druckern für einige Anwender einschränken könnte. PETG wird im Allgemeinen bei einer höheren Temperatur als PLA gedruckt, wobei eine Extrusionstemperatur zwischen 220°C und 260°C für einen optimalen Druck erforderlich ist. Zusätzlich sollte die Heizbetttemperatur zwischen 75°C und 90°C liegen. Zu beachten ist, dass es anfangs schwierig sein kann, mit PETG zu drucken (im Gegensatz zu PLA, das von Anfang an extrem einfach zu bedrucken ist), aber sobald Sie die richtigen Einstellungen vorgenommen haben, ist PETG auch dafür bekannt, dass es ein leicht zu extrudierendes Material mit guter thermischer Stabilität ist. Ein weiterer Punkt, der bei beiden Materialien zu beachten ist, ist, dass sie aufgrund ihrer hohen Viskosität Druckköpfe verstopfen könnten. Dies ist jedoch bei vielen anderen Kunststoffen der Fall und sollte nicht unbedingt als Kritik an einem der beiden Materialien gewertet werden.

Merkmale

Wenn Sie ein Material mit guten physikalischen Eigenschaften suchen, dann sollten Sie PETG gegenüber PLA bevorzugen. Im Gegensatz zu PLA ist PETG wasser- und chemikalien-beständig sowie widerstandsfähiger. Außerdem ist es haltbarer als PLA und weniger steif. Im Allgemeinen wird PETG als eine Mischung zwischen ABS und PLA angesehen. Das heißt, es profitiert bis zu einem gewissen Grad von den besten Eigenschaften beider Materialien. Zum Beispiel ist PETG stärker als PLA (aber schwächer als ABS) und flexibler als ABS (aber nicht so flexibel wie PLA). Dies macht es verständlicherweise zu einem beliebten Material, da die Mängel beider Materialien in PETG gemildert werden. PETG ist auch dafür bekannt, steifer als PLA zu sein, was ebenfalls seine Vorteile hat, vor allem bei industriellen Anwendungen. Auf Dauer ist PETG haltbarer, obwohl viele Anwender anmerken, dass es extrem leicht zu verkratzen ist.

Drucken eines Teils mit PLA (Bildnachweis: MatterHackers)

Zu beachten ist, dass PETG oft mit Kohlefasern verstärkt wird, was es noch stärker, aber auch teurer macht. Außerdem wurde festgestellt, dass sich PETG gut für die Herstellung von Teilen eignet, die flexibel, aber dennoch stoßfest sind. Weder PETG noch PLA sind dafür bekannt, komplett UV-beständig zu sein. Nichtsdestotrotz ist PETG dafür bekannt, eine höhere Hitze- und UV-Beständigkeit als PLA zu haben, was bedeutet, dass es den Elementen stärker ausgesetzt werden kann als PLA, bevor es anfängt, sich zu zersetzen.

PETG und PLA sind beide ungiftig und im Allgemeinen geruchlos (PLA kann aufgrund seiner Beschaffenheit einen leicht süßlichen Geruch erzeugen), vor allem im Vergleich zu einem Kunststoff wie ABS, der für die Gesundheit des Anwenders ziemlich schädlich sein kann. Abgesehen davon ist es bei vielen Materialien immer noch unsicher, ob sie giftige Dämpfe ausstoßen oder nicht. PLA und PETG haben sich bisher nicht als giftig erwiesen, aber Sie sollten trotzdem immer Vorsicht walten lassen. Darüber hinaus sind sowohl PETG als auch PLA weniger anfällig für Verformungen als ABS, obwohl die Tatsache, dass PETG ein beheiztes Bett erfordert, darauf hindeutet, dass das Risiko einer Verformung wahrscheinlich höher ist als bei PLA.

Nachbearbeitung

Ein wichtiger Unterschied zwischen PETG und PLA ist die Einfachheit der Nachbearbeitung. Im Falle von PLA gibt es eine größere Auswahl für die Nachbearbeitung und sie ist im Allgemeinen einfacher zu bewerkstelligen. Im Gegensatz dazu können Stützstrukturen bei PETG aufgrund der Hafteigenschaften des Materials schwer zu entfernen sein. Damit Stützstrukturen wirksam sind, muss ein kleiner Abstand (empfohlen wird mindestens ein 0,5 mm großer Spalt) zwischen den Stützstrukturen und dem eigentlichen Modell vorhanden sein, da sonst die Gefahr besteht, dass die Struktur des gedruckten Teils beschädigt wird. Ein Nachbearbeitungsprozess, der jedoch bei beiden gut funktioniert, ist das Schleifen. Durch das Schleifen kann die Oberfläche eines Teils geglättet werden, was es zu einem besonders wichtigen Werkzeug für diejenigen macht, die FDM-Verfahren verwenden (was sowohl für PETG- als auch für PLA-Filamente verwendet wird). Obwohl es heißt, dass das Schleifen bei PETG etwas einfacher sein sollte, ist es bei PLA ebenfalls nicht schwierig. 

Ein zusätzlicher Aspekt, insbesondere für diejenigen, die gedruckte Teile als Dekoration oder Requisiten verwenden wollen, ist, dass PLA lackiert werden kann – PETG hingegen nicht. Dennoch ist PETG dafür bekannt, dass es transparent sein kann, was in einer Reihe von Bereichen, wie der Lebensmittelindustrie oder in industriellen Anwendungen, seine eigenen Vorteile hat.

Ein 3D-gedrucktes Teil wird geschliffen (Bildnachweis: MakerBot)

Anwendungen

Wie bei Polymeren mit ähnlichen Eigenschaften zu erwarten, gibt es erhebliche Überschneidungen zwischen den Anwendungen für PLA und PETG. Sie werden beide in der Lebensmittel-, Medizin-, Kostüm-/Propaganda- und Dekorationsindustrie eingesetzt, wobei jedes Material seine Überlegenheit auf unterschiedliche Weise unter Beweis stellt.

Wenn man zum Beispiel an PETG denkt, ist die erste Anwendung, die einem in den Sinn kommen sollte, die Lebensmittelindustrie. PET ist das Material, das dank seiner Wasserbeständigkeit und Haltbarkeit zur Herstellung von Behältern wie Plastikflaschen verwendet wird. Ganz zu schweigen davon, dass PET 18 % der weltweiten Kunststoffproduktion ausmacht, was zeigt, dass es sicher für den Kontakt mit Lebensmitteln ist. PETG hat ähnliche Eigenschaften und ist zudem von der FDA (Food and Drug Administration) zugelassen. Die Wasser- und höhere Hitzebeständigkeit von PETG macht es ideal für die Herstellung von Teilen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, wie z. B. Tupperware. 

PLA gilt ebenfalls als lebensmittelecht, wenn auch in einem geringeren Maße als PETG. Zum einen kann es für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie weniger ideal sein, eben weil es im Gegensatz zu PETG nicht wasserbeständig ist. Allerdings wurde der Grad der Lebensmittelechtheit in den letzten Jahren in Frage gestellt, weshalb Anwender sicherstellen müssen, dass sie PLA verwenden, das keine anderen Zusätze enthält. 

PETG kann für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, auch in der Lebensmittelindustrie. (Bildnachweis: AMFG)

Darüber hinaus werden beide Materialien im medizinischen Bereich eingesetzt, wenn auch in leicht unterschiedlicher Ausprägung. PETG kann Sterilisationen standhalten, was es zu einem guten Material für medizinische Implantate und auch pharmazeutische und medizintechnische Verpackungen macht. PLA ist ebenfalls im medizinischen Bereich beliebt, da es biologisch abbaubar ist. Es kann für Implantate verwendet werden, die sich im Laufe der Zeit biologisch abbauen sollen. Oder es könnte zum Beispiel für Teile verwendet werden, die im Laufe der Zeit im Körper Medikamente abgeben müssen. 

Insgesamt ist PETG aufgrund seiner beeindruckenden physikalischen Eigenschaften besser für Teile geeignet, die höhere Hitzebeständigkeit und Widerstandsfähigkeit erfordern als PLA. Davon abgesehen wird PLA auch häufig für Test- und Kalibrierungsgegenstände sowie maßgenaue Baugruppen verwendet, da es besser für Projekte geeignet ist, die detailliert sind und nachbearbeitet werden müssen. Beide sind jedoch nicht besonders industrietauglich, da sie sich im Gegensatz zu Hochleistungspolymeren wie PEKK und PEEK mit der Zeit zersetzen.

Wenn es um die Ästhetik geht, ist PLA eine bessere Wahl als PETG. Wie bereits erwähnt, kann PLA lackiert werden und lässt sich viel leichter formen als PETG.  Dank der Tatsache, dass sich Stützstrukturen leicht entfernen lassen, können komplexere, detaillierte Teile gedruckt werden, was es besonders für dekorative Teile und Cosplay-Requisiten perfekt macht. Außerdem ist es in mehr Farben erhältlich als PETG, welches bekanntlich ein transparentes Material ist. Eine besonders interessante Eigenschaft von PLA ist außerdem, dass es oft verwendet wird, um andere Materialien zu imitieren. Es kann verwendet werden, um Hybrid-Filamente herzustellen, bei denen PLA mit anderen Materialien gemischt wird. Einige Beispiele wären BronzeFill von Colorfabb, Polishable Stainless Steel von Proto-Pasta, PolyWood von Polymaker oder Marmor-PLA-Filament. 

Eine Büste, die mit dem Bronzefill-Filament von colorFabb hergestellt wurde. (Bildnachweis: colorFabb)

Preis

Obwohl oft angenommen wird, dass PLA deutlich billiger als PETG ist, ist das nicht unbedingt der Fall. Zum Beispiel ist es möglich, günstiges PLA für ca. 18 Dollar pro 1kg-Spule zu finden, während günstig jedoch dazu, einen festeren Preis als PLA zu haben. Obwohl PLA im Allgemeinen günstiger als PETG gefunden werden kann, ist es nicht ungewöhnlich, dass Hersteller sowie Wiederverkäufer PLA im unteren Preisbereich teurer anbieten als PETG. Bei den hochwertigen Materialien können die Preise für beide über 100 Dollar liegen. Bei beiden Materialien ist zu beachten, dass der Preis von der Qualität des Filaments abhängt. Beide Materialien können in ihrer Qualität drastisch variieren – von minderwertigem Filament für Hobbyisten bis hin zu Material, das semi-industriell verwendet werden kann. Außerdem sind alle PLA- oder PETG-Filamente mit zusätzlichen Materialien, wie z. B. Kohlefaser, teurer. Wenn Sie nach Filament suchen, ist es eine gute Idee, sich die größten Hersteller anzusehen und die Preise basierend auf Ihren spezifischen Bedürfnissen zu vergleichen.

Hersteller

Die meisten Hersteller, die PLA-Filamente anbieten, bieten auch PETG-Filamente an. Als zwei der grundlegendsten verfügbaren Filamente für den 3D-Druck wäre es eine Überraschung für jeden größeren Anbieter, nicht mindestens eines der beiden zu haben. Bei der nachstehenden Liste an Hersteller handelt es sich bei vielen um die Hauptlieferanten für Filamente. Dies ist natürlich ein weiterer Vorteil für diejenigen, die neu im 3D-Druck sind, oder diejenigen, die eine bestimmte Art von Filament verwenden möchten. Denn dank der Breite der Hersteller wird es viel einfacher sein, den Preis und die Eigenschaften zu finden, die Sie benötigen. Auch wenn die Liste offensichtlich nicht alle Anbieter beinhaltet (die gesamte Liste könnte wahrscheinlich mehrere Artikel ganz allein sein), möchten wir einige der Wichtigsten für diesen Markt hervorheben.

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