PLA-пластик для 3D-печати

Производство и характеристики PLA

Как уже упоминалось, PLA производится из органических и возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал, корни тапиоки или сахарный тростник. Действительно, производство полимера возможно благодаря ферментации одного из этих источников углеводов. В частности, натуральный продукт измельчают, чтобы отделить крахмал от кукурузы, смешивая его с кислотными или молочными мономерами. С помощью этой смеси крахмал расщепляется на декстрозу (D-глюкозу) или кукурузный сахар. Наконец, ферментация глюкозы производит L-молочную кислоту, основной компонент PLA. В результате получается экологически чистый и возобновляемый материал, который в зависимости от температурных и влажностных условий, может стать биоразлагаемым.

PLA производится из возобновляемых материалов, таких как кукурузный крахмал

Однако вопрос о том, действительно ли его можно считать биоразлагаемым, в последние годы был в центре дебатов. Экологичность материала и его воздействие на окружающую среду ставятся под сомнение. Правда в том, что ответить на вопрос о биоразлагаемости PLA не так просто, как кажется. Хотя пластик получают из возобновляемых ресурсов, его способность разлагаться живыми организмами зависит от разложения при определенных аэробных условиях. Таким образом, PLA может быстро разлагаться при воздействии промышленных процессов компостирования. В противном случае может потребоваться до 80 лет, чтобы разложиться на открытом воздухе, став просто еще одним пластиковым загрязнителем.

Дополнительным свойством этого материала является то, что он считается неньютоновской псевдопластичной жидкостью. Это означает, что его вязкость (сопротивление течению) будет меняться в зависимости от напряжения, которому он подвергается. Следовательно, материал PLA не имеет определенного и постоянного значения вязкости, оно варьируется в зависимости от условий производства. В частности, PLA представляет собой тонкий подвижный материал, что означает, что вязкость уменьшается с применением напряжения. Чтобы узнать больше об этом, давайте посмотрим далее на его простоту использования и поведение при использовании в качестве материала для 3D-печати.

PLA в 3D-печати

PLA является одним из наиболее широко используемых материалов в 3D-печати FDM/FFF, особенно теми, кто только начинает работать в 3D-индустрии, так как с его помощью очень легко печатать. Обычно его можно найти в форме нити, а также в виде гранул. И хотя источник подачи материала и система плавления будут меняться в зависимости от формата PLA (через экструдер для нитей или бункер для гранул), характеристики материала и конечных деталей не будут варьироваться от одного типа к другому. Тем не менее, в этой статье мы больше сосредоточимся на PLA в форме нити, так как это наиболее распространенная форма, в которой обычно встречается этот пластик.

PLA считается полукристаллическим полимером с температурой плавления от 145 до 180 ° C (не путать с температурой печати), что относительно мало по сравнению с нитью ABS, которая плавится при температуре от 200 до 260 ° C.  Это позволяет избежать необходимости использования печатной платформы с подогревом и закрытой печатной камеры. В то же время нить обеспечивает хорошую производительность, сочетая высокую скорость печати с довольно острыми краями при условии надлежащего охлаждения материала. Кроме того, полученные детали, как правило, имеют очень низкую деформируемость. При этом следует отметить, что PLA имеет более высокую вязкость, чем другие стандартные термопласты, что может привести к засорению, если не соблюдать осторожность. Кроме того, нити имеют срок годности не менее 1 года при хранении при температуре от 15 до 25 ° C.  

С точки зрения постобработки, PLA, как правило, не требует сложных манипуляций. При снятии деталей могут возникнуть проблемы со сцеплением первого печатного слоя. Иногда бывают ситуации, когда даже после полного остывания стола клей для печати продолжает прочно удерживать деталь. В таком случае можно аккуратно распределить небольшое количество воды по периметру первого слоя изделия, насколько хватает доступа и оставить на несколько минут, вода сама проникнет под изделие и растворит клей. Чтобы улучшить состояние поверхности деталей, пользователь может отшлифовать их и при необходимости обработать дихлорМетаном (хлористый метилен). Поддержки, если они используются, могут быть легко удалены кусачками или растворены, если использовались растворимые опорные конструкции.

Применение PLA в 3D-печати

Как указано выше, PLA — это относительно доступный пластик, который легко использовать в 3D-печати. Но это не значит, что у него есть только преимущества. Этот материал чувствителен к солнечному свету и высоким температурам. Именно поэтому его используют в первую очередь новички, особенно для создания декоративных элементов, гаджетов и игрушек.

Однако PLA не ограничивается миром мейкеров. Например, многие отрасли промышленности также используют этот пластик для прототипирования. Кроме того, к 3D-печати обращаются такие отрасли, как автомобилестроение, которые также могут извлечь выгоду из нити PLA. В этом случае он может пригодиться для создания аксессуаров для автомобилей или даже для некоторых элементов приборной панели.

Однако важно отметить, что PLA имеет низкую температуру стеклования, что делает его непригодным для применений, требующих более высокой термостойкости. Такие отрасли, как пищевая промышленность, не должны использовать этот термопласт, например, для создания чашек, содержащих горячие жидкости. Тем не менее, он безопасен для контакта с пищевыми продуктами, поэтому широко используется в упаковке.

Основные производители в России и цена

Поскольку это один из наиболее широко используемых термопластов в печати FDM/FFF, почти все производители материалов предлагают нити PLA в своем ассортименте. К ним относятся REC, BestFilament, CyberFiber, U3Print, ESun, Kremen. 

Что касается цены на нить PLA, то в настоящее время она может варьироваться в зависимости от желаемых цветов и характеристик. Гибридные нити, такие как нить c древесными волокнами или филаменты, армированные волокном, значительно увеличивают цену. Тем не менее, цена стандартной нити обычно составляет от 20 до 70 евро за килограмм. 

Вы узнали что-нибудь о PLA для 3D-печати? Дайте нам знать в комментариях ниже.