PLA, PETG, and ABS Under Load: A Quantitative Comparison of Mechanical Properties in Fused Deposition Modeling

Pemilihan filament — PLA, PETG, atau ABS — adalah keputusan paling fundamental dalam fused deposition modeling (FDM). Meskipun ketiganya adalah termoplastik komoditas, perbedaan sifat mekaniknya sangat signifikan dan terukur secara kuantitatif. Artikel ini mensintesis data dari 15 studi peer-reviewed untuk memberikan panduan pemilihan material berbasis bukti.

Tensile Strength: PLA Memimpin, Tapi dengan Syarat

Ultimate tensile strength (UTS) adalah metrik paling banyak dilaporkan dalam literatur FDM. Pada infill 100% dengan pola hexagon, Sa'ude & Nabilah (2023) di UTHM melaporkan PLA mencapai 49.82 MPa — tertinggi di antara ketiga material. PETG mengikuti di 49.05 MPa, sementara ABS hanya 27.55 MPa. Namun, ini bukan cerita lengkapnya.

Albaşkara & Yıldız (2025) memberikan perspektif berbeda: pada orientasi horizontal dengan pola grid, PLA tetap unggul secara keseluruhan. Namun, ketika pola diubah menjadi honeycomb, ABS mencapai 30.21 MPa — menunjukkan bahwa interaksi antara geometri infill dan jenis material sangat signifikan. Di printer high-speed, ResearchGate (2025) mencatat PETG mencapai 51.3 MPa, melampaui PLA (48 MPa) dan ABS (42.8 MPa).

Flexural Strength: PLA Kembali Mendominasi

Dalam uji three-point bending, PLA pada 100% infill hexagon mencapai 101.02 MPa dengan modulus 29.60 MPa (UTHM 2023). ABS mengikuti di 83.67 MPa, dan PETG di 72.54 MPa. Ini konsisten dengan stiffness PLA yang tinggi (amorphous, rigid) dibanding PETG yang lebih ductile.

Impact Resistance: ABS Adalah Jawaban

Di sinilah urutannya berbalik total. Pada uji impact (UTHM 2023), ABS mencatat 1.136 J/mm² —5 kali lipat PLA (0.226 J/mm²) dan 54 kali lipat PETG (0.021 J/mm²). Ini adalah keunggulan fundamental ABS: komponen butadiene memberikan ketangguhan yang tidak bisa ditandingi PLA maupun PETG.

“PLA was more ductile, ABS was more durable, and PETG exhibited a balance between these two properties.”

Layer Adhesion: PETG Unggul Mutlak

PETG dikenal memiliki interlayer bonding terbaik di antara filament komoditas — ini didukung oleh data dari berbagai sumber. ABS memiliki adhesi layer yang moderate dan rentan warping tanpa enclosure. PLA berada di tengah: cukup baik untuk penggunaan indoor, tetapi menurun signifikan pada suhu >50°C dan kelembaban tinggi.

Studi AST RJ (2025) menunjukkan bahwa suhu enclosure memiliki 62.07% pengaruh terhadap adhesi layer — melebihi seluruh parameter cetak lainnya jika digabungkan. Untuk PLA, suhu enclosure 40°C meningkatkan kekuatan adhesi sebesar 32.37%.

Thermal Performance

Kesimpulan: Tidak Ada “Material Terbaik”

Data menunjukkan bahwa setiap material memiliki domain keunggulannya sendiri:

• PLA: Tensile dan flexural strength tertinggi → prototype, model visual, fixture indoor non-struktural
• PETG: Layer adhesion terbaik, keseimbangan strength-flexibility → functional parts, outdoor enclosure, snap-fit
• ABS: Impact resistance superior, Tg tertinggi → komponen mekanik, bracket, housing elektronik, high-temp indoor

Pemilihan harus didasarkan pada loading condition (tensile, flexural, atau impact),thermal environment, dan printability constraints — bukan pada satu metrik tunggal.