PLA Vergleichstest: Selbst das günstigste Filament erzeugt gute Drucke

PLA Vergleichstest: Selbst das günstigste Filament erzeugt gute Drucke

Kevin Hofer
Zürich, am 19.06.2020
Ist PLA gleich PLA? Ich will’s genau wissen und schnappe mir PLA von sieben unterschiedlichen Herstellern bei uns im Shop. Im ersten Test einer mehrteiligen Serie schaue ich mir Druckqualität und Handling an.

PLA oder umgangssprachlich Polymilchsäure ist das Material für Hobby-3D-Drucker. Es ist leicht zu handhaben und die Qualität gut. Bei rund einem Drittel der Drucke weltweit handelt es sich um dieses Filament. Da erstaunt es nicht, dass es zahlreiche Hersteller anbieten. Gewisse Hersteller fügen dem Material noch andere Stoffe zu, andere setzen auf PLA in Reinform. Ich schnappe mir sieben Filamente von unterschiedlichen Produzenten und teste sie auf Herz und Nieren. In diesem ersten Test einer Serie schaue ich mir die Eigenschaften, Handhabung und Druckqualität an.

Das ist PLA

PLA ist geruchlos, verzieht sich beim Drucken kaum, erfordert kein beheiztes Druckbett und ist eines der umweltfreundlicheren 3D-Druckermaterialien. Es wird aus nachwachsenden Ressourcen wie Maisstärke, Tapiokawurzeln oder Zuckerrohr hergestellt und benötigt im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen auf Erdölbasis weniger Energie bei der Verarbeitung.

PLA wurde in den 1920er Jahren von Wallace Carothers entdeckt, der ebenfalls Nylon erfunden hat. Die kommerzielle Nutzung von PLA war zu jener Zeit jedoch zu teuer. Erst 1989 wurde entdeckt, wie sich PLA kosteneffizient aus Mais herstellen lässt.

Das thermoplastische Polymer wird durch Fermentieren einer Kohlenhydratquelle hergestellt. Dazu wird das Naturprodukt gemahlen, um die Stärke vom Mais zu trennen. Danach wird sie mit Säure- und Milchmonomeren gemischt. So wird die Stärke in Maiszucker zerlegt und schliesslich durch Glukosefermentantion zu L-Milchsäure, der Basiskomponente von PLA. Obwohl es sich um ein Naturprodukt handelt, ist es nur unter gewissen Voraussetzungen abbaubar.

Ist PLA tatsächlich biologisch abbaubar?
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Die Kontrahenten

Ich teste sieben gut erhältliche PLA von diversen Herstellern im Shop. Bei fünf handelt es sich um «Standard»-PLA ohne zusätzliche Stoffe. Diese unterscheiden sich nur im Preis. Jedes Filament hat einen Durchmesser von 1.75 Millimeter. Bei den Angaben findest du ebenfalls die Spulendimensionen. So weisst du, ob das Filament auch auf deinen Drucker passt.

XYZprinting Da Vinci Junior Filament

XYZPrinting stellt nebst Filament auch 3D-Drucker her. Das Junior Filament eignet sich für die Junior-Reihe von XYZprinting oder 3D-Drucker mit rundem Spulenhalter. Das Filament kommt mit eingebautem NFC Chip zur Erkennung des Materials, der jedoch nur mit den Junior-Druckern von XYZprinting kompatibel ist. Die Spule hat einen Durchmesser von rund 17 Zentimetern und ist 5.5 Zentimeter dick. Ohne NFC-Chip misst der Nabenlochdurchmesser rund 5 Zentimeter. Das Junior-Filament ist bei uns in sieben Farben verfügbar. Ich habe mir die Blaue geholt. Die Rollen wiegen 600 Gramm. Aufgerechnet aufs Kilo kostet die Spule 69 Franken.

Best Value Filament

Das Best Value Filament ist das zweitgünstigste im Vergleichstest. Es wird in Deutschland hergestellt. Die Spule hat einen Durchmesser von 20 Zentimetern und ist 6.5 Zentimeter dick. Das Nabenloch misst 53 Millimeter im Durchmesser. Die Spule ist neu aus Karton statt Kunststoff. Bei uns im Shop gibt’s das Material in neun Farben. Ich habe mir Rot geschnappt. Eine Rolle kommt mit 1 Kilo Filament.

Purefil Filament

Das Filament von Purefil ist das günstigste im Test und Made in Switzerland. Die Spule hat einen Durchmesser von 20 Zentimetern und ist 6.5 Zentimeter dick. Das Nabenloch misst 53 Millimeter im Durchmesser. Bei uns im Shop gibt es das Filament in 33 Farben. Ich habe die grüne Variante. Nebst der 1-Kilo-Spule sind auch Spulen mit 350, 750 und 2500 Gramm erhältlich.

Makerbot

Das Makerbot-Filament ist das teuerste reine PLA im Test. Der amerikanische Hersteller produziert auch 3D-Drucker. Eine Spule hat einen Durchmesser von rund 25 Zentimetern, ist dafür nur rund 4 Zentimeter dick. Das Nabenloch misst rund 53 Millimeter. Das Filament gibt es bei uns im Shop in 13 Ausführungen. Ich habe mich für das Transparente entschieden. Mit einer Spule kriegst du 900 Gramm Filament. Auf 1 Kilo aufgerechnet ergibt das einen Preis von 67.65.

Dutch Filaments

Dutch Filaments wird wie der Name sagt in den Niederlanden hergestellt. Die Spule hat einen Durchmesser von 20 Zentimetern und ist 6.5 Zentimeter dick. Das Nabenloch misst 53 Millimeter im Durchmesser. Ganze 27 verschieden Farben gibt es von dem Filament bei uns im Shop von der 1000 Gramm-Version. Ich habe die Orange. Mit 42.80 pro Kilo liegt das Filament preislich im Mittelfeld.

Proto-pasta PLA mit Carbon Faser

Das Filament von Proto-pasta ist PLA, dem jedoch 15 Prozent gehäckselte Carbonfasern hinzugefügt werden. Dadurch ist es steifer als herkömmliches PLA. Es bricht demnach schneller. Dafür ist es hitzebeständiger und verbiegt sich weniger schnell. Das Filament kann aufgrund des Carbons deine Düse schneller abnutzen. Die Spule hat einen Durchmesser von rund 20 Zentimetern und ist 5.5 Zentimeter dick. Das Nabenloch misst 53 Millimeter im Durchmesser. Es gibt nur diese Ausführung und darauf sind 500 Gramm Filament.

ColorFabb PLA/PHA

Nebst PLA enthält das Filament von ColorFabb noch PHA. PHA (Polyhydroxyalkanoat) ist wie PLA ein Bio-Polyester. Durch die Mischung ist das Filament zäher und weniger spröd. Die Spule hat einen Durchmesser von rund 20 Zentimetern und ist etwa 5.5 Zentimeter dick. Das Nebenloch misst wie bei den meisten anderen Spulen ebenfalls 53 Millimeter. Leider ist das Filament zurzeit bei uns im Shop nicht mehr verfügbar. Eine Spule wiegt 750 Gramm. Zum Bestellzeitpunkt kostete das Kilo aufgerechnet 62 Franken.

Testmethode

Jedes Filament nehme ich für den Test frisch aus der Verpackung. Danach messe ich den Durchmesser auf einer Länge von einem Meter alle zehn Zentimeter, um zu schauen, ob der Durchmesser konstant ist.

Für diesen ersten Teil des Vergleichstests mache ich je drei Drucke. Als erstes drucke ich bei jedem Filament einen Heat Tower, um die optimale Drucktemperatur zu eruieren. Dabei schaue ich mir an, bei welchen Temperaturen der Druck am besten rauskommt und berechne daraus einen Mittelwert. Bei den sonstigen Einstellungen lasse ich alles beim gleichen. Hier die wichtigsten Einstellungen:

  • Infill: 10 Prozent
  • Temperatur Druckbett: 50
  • Geschwindigkeit: 50 mm/s
  • Stützstrukturen: Nein
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Danach folgen zwei weitere Testobjekte: Calicat und Benchy. Die Calicat drucke ich mit einer Schichtdicke von 0.1 Millimetern, das Benchy mit 0.2 Millimetern. Ich entscheide mich für diese zwei Benchmarks, weil sie alles Nötige testen. Die Calicat ist in unter einer Stunde gedruckt und ist etwas nicht in Ordnung, kann ich noch weitere Feineinstellungen machen. Das Benchy ist der eigentliche Härtetest.

Handling und Qualität

Beim Handling überzeugen alle Filamente ausser einem. Mit sechs Filamenten erzeuge ich problemlos gute bis sehr gute Drucke. Vor Herausforderungen stellt mich einzig das PLA mit Carbonfasern von Proto-pasta.

ColorFabb PLA/PHA

Es ist echt schade, dass wir dieses Filament zurzeit nicht mehr im Angebot haben. Es hat mich auf der ganzen Linie überzeugt. Zunächst ist da die schöne, kräftige und gleichmässige Farbe. Gleichmässig ist auch der Durchmesser des Filaments: Zwischen 1.74 und 1.78 Millimeter. Hier wird bei der Produktion anscheinend Wert auf Qualität gelegt. Im Handling ist das Filament sehr einfach. Bei mir errechne ich mit dem Heat Tower eine optimale Drucktemperatur von 208° Celsius. Damit erziele ich sowohl bei Calicat und Benchy optimale Ergebnisse. Die Schichten werden schön gleichmässig aufgetragen, nichts verzieht sich und von Fäden keine Spur. Kurz: Die Drucke sehen super aus.

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Proto-pasta PLA mit Carbon Faser

Proto-pasta ist mein Feind in diesem Test. Obwohl es mit einem Durchmesser von 1.72 bis 1.76 Millimetern ebenfalls sehr konstant ist, wollen mir keine wirklich guten Drucke gelingen. Das Filament sorgt immer wieder für eine verstopfte Düse und damit unbrauchbare Drucke. Das erste Mal beim Heat Tower. Bei 200° Celsius ist fertig und es kommt kein Filament mehr aus der Düse. Ich mache mich auf diversen Foren und bei Proto-pasta selbst schlau und versuche diverse Einstellungen. Immer wieder kommt es zu Verstopfungen, selbst wenn ich die Temperatur auf 240° Celsius stelle. Manchmal verstopft die Düse bereits nach wenigen Schichten. Ich muss sie immer wieder reinigen.

Mit den Einstellungsempfehlungen von Proto-pasta für HTPLA, einem ähnlichen Produkt wie das PLA mit Carbon Faser, kriege ich eine gute Calicat bei 220° Celsius hin. Ausser ein paar wenigen Fäden hat mich die Qualität überzeugt. Ich gehe davon aus, dass die hohe Temperatur für die Fäden verantwortlich ist. Beim Heat Tower ist ersichtlich, dass 220° Celsius wohl zu viel sind. 215° Celsius oder noch weniger wären optimal. Leider verstopft so die Düse. Die Schichtdicke muss ich ebenfalls erhöhen: auf 0.15 statt 0.1 Millimeter.

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Mit denselben Einstellungen versuche ich einen Benchy. Nach ungefähr 50 Prozent Fortschritt verstopft die Düse erneut. Es ist zum Mäusemelken. Verzweifelt versuche ich es mit einem letzten Ratschlag aus dem Proto-pasta-Forum: Ich öle das Filament. Yes, es funktioniert. Tatsächlich kann ich einen Benchy drucken, ohne dass die Düse verstopft . Leider hat er hässliche Fäden. Ich reduziere die Temperatur auf 210° Celsius und verwende nur zu Beginn, bei 30 und 70 Prozent Druckfortschritt etwas Öl. Erneut glückt mir der Benchy. Leider hat es noch immer Fäden. Gehe ich noch weiter runter mit der Temperatur, verstopft die Düse erneut.

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Auch abgesehen von den Fäden bin ich nicht wirklich zufrieden mit der Druckqualität. Die erste Schicht ist nicht sauber gedruckt und die Schichten sind nicht immer gleichmässig aufgetragen. Das kann jedoch am Öl liegen.

Dutch Filaments

Das Filament des niederländischen Herstellers schwankt zwischen 1.71 und 1.76 Millimetern im Durchmesser. Etwas mehr als die beiden anderen Filamente, aber noch im Rahmen. Die optimale Drucktemperatur beträgt bei mir 208° Celsius. Sowohl Calicat und Benchy sehen gut aus. Von Fäden keine Spur. Brücken und Details werden tadellos gedruckt. Einig bei Überhängen vermag das Filament nicht vollends zu überzeugen.

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Makerbot

Beim Makerbot-Filament muss ich nicht ganz so heiss drucken wie bei den vorangegangen Filamenten. 205° Celsius zeigt mir der Heat Tower als optimale Drucktemperatur. Das Material ist mit 1.73 bis 1.77 Millimetern Durchmesser gleichmässig. Die Druckqualität ist ebenfalls einwandfrei. Einzig beim Schwanz von Calicat sind ein paar Schichten nicht ganz sauber aufgetragen. Die Überhänge bei Benchy sind jedoch tadellos.

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Purefil Filament

Der Durchmesser ist mit 1.71 bis 1.79 Millimetern beim Purefil Filament am inkonsistentesten. Die optimale Drucktemperatur gemäss Heat Tower beträgt 208° Celsius. Bei der Calicat sind die ersten Schichten nicht optimal gedruckt. Zudem hat’s beim Schwanz und beim Hals leichte Verwerfungen. Benchy hingegen ist tadellos.

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Best Value Filament

Das Best Value Filament variiert im Durchmesser zwischen 1.72 und 1.77 Millimeter. Die optimale Drucktemerpatur beträgt erneut 208° Celsius. Bei Calicat habe ich wie beim Purefil Filament leichte Verwerfungen beim Schwanz und dem Hals. Benchy ist wieder einwandfrei: Keine Fäden, saubere Brücken und Oberflächen.

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XYZprinting Da Vinci Junior Filament

Auch das XYZPrinting-Filament druckt bei mir am besten mit 208° Celsius. Der Durchmesser beträgt 1.71 bis 1.77 Millimeter. Die Calicat wird einwandfrei gedruckt. Die Details sind klar zu erkennen und die Schichten sauber aufgetragen. Benchy sieht ebenfalls gut aus. Einzig ein Hauch von Fäden ist in den Türaussparungen erkennbar.

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Fazit Handling und Qualität

Beinahe alle getesteten Filamente bringen gute Ergebnisse, mit etwas mehr Feintunig sollten mit allen super Drucke möglich sein. Einzig mit dem Filament von Proto-pasta hatte ich Mühe, weil mir das Filament immer die Düse verstopft hat. Eventuell liessen sich mit einer breiteren Düse bessere Ergebnisse erzielen.

Auf den Preis heruntergebrochen heisst das: Selbst mit dem Purefill-Filament, das nur halb so viel kostet wie das von Makerbot, lassen sich gute Drucke machen. Daher ist für mich dieses Filament auch der Preis-Leistungssieger. Die Drucke sind qualitativ auf dem Niveau der teureren Filamente.

Mein persönlicher Sieger ist das ColorFabb Filament. Die Druckqualität ist super und das Material fühlt sich sehr gut in den Händen an.

Beim nächsten Mal teste ich die Filamente in einem Härtetest. Ich habe Haken gedruckt und will testen, wie viel Gewicht ich daran hängen kann. Welche Tests möchtest du noch sehen? Schreib’s in die Kommentarspalte.

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Kevin Hofer
Kevin Hofer
Editor, Zürich
Technologie und Gesellschaft faszinieren mich. Die beiden zu kombinieren und aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu betrachten ist meine Leidenschaft.

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