Характеристики PLA‑пластика | Безопасность | Достоинства и недостатки | Что печатают из PLA? | Модификации | Постобработка изделий из PLA | Советы по печати | Итоги: кратко
Самым широко применяемым пластиком в 3D‑печати по технологии FDM является PLA. Polylactic Acid, полилактид или полимолочная кислота – экологичный, биоразлагаемый полиэфир, основу которого составляет преимущественно молочная кислота. Регулируя ее уровень при производстве, можно получить различные свойства полимера, тем самым расширяя области его использования. Изготавливают PLA из органического сырья – кукурузы, соевого белка, тростника и тому подобного, что делает производство недорогим, а его ресурсы возобновляемыми.
Появлению PLA мы обязаны американскому химику Уоллесу Карозерсу, который также известен как создатель нейлона и неопрена. Несмотря на то, что полилактид был изобретен в 1930-е годы, его коммерческое производство началось лишь спустя пятьдесят лет.
За последнее время применение этого материала выросло до огромных масштабов в качестве упаковочного материала и филамента для 3D‑печати, а по популярности он стал биопластиком номер один в мире.
![Механизм](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.12.08 PLA plastic/gear-pla-rec.jpg)
«У наших клиентов PLA занимает первое место по объему потребления, – говорит исполнительный директор компаний REC и 3D Solutions Дмитрий Миллер. – Это вполне заслуженно, так как печатать им легче, чем каким-либо другим пластиком, и он наименее требователен к оборудованию. Любой самый простой персональный 3D‑принтер будет прекрасно работать с этим материалом, и никаких сложностей не возникнет».
В этой статье познакомимся с PLA поближе.
Требуется помощь или консультация по вопросам 3D‑печати, выбора оборудования и ПО? Обратитесь к нашим специалистам:
Закажите консультацию 3D-экспертов
Характеристики PLA‑пластика
Натуральный PLA представляет собой непрозрачный пластик мутноватого светлого оттенка и обладает следующими физическими свойствами:
-
плотность: 1,23‑1,25 г/см³;
-
температура плавления: 170‑180 °C;
-
температура стеклования: 60 °C;
-
стойкость к температурам до 70 °C;
-
высокая механическая прочность;
-
гибкость и эластичность.
![Филаменты PLA](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.12.08 PLA plastic/pla-filaments-3dnatives.jpg)
Рабочий диапазон температур PLA‑пластика значительно ниже, чем у ABS. По причине высокой гигроскопичности не следует использовать данный полимер на морозе, а верхняя граница температур колеблется в районе 60‑70 градусов, хотя некоторые разновидности способны выдержать и немного больше. В качестве растворителей используются диоксан, дихлорэтан, горячий бензол. Из‑за низкой температуры плавления PLA трудно обрабатывать механическими способами.
Также читайте:
ABS‑пластик в аддитивном производстве: полезные советы
Краткий гид по применению PETG в 3D-печати
Композиты в FDM‑печати: виды, преимущества и топ российских материалов
Высокоэффективные инженерные пластики – реальная альтернатива металлам?
Печатаем полиамидами: плюсы, минусы, особенности
Безопасность
Самое главное преимущество PLA – безопасность. Пластик полностью экологичный, биоразлагаемый (в течение порядка шести месяцев при соблюдении правильных условий) и биосовместимый. Во время печати выделяет легкий приятный запах, напоминающий готовый попкорн. При прочих равных условиях PLA стабилен, безопасен для использования в пищевой промышленности и медицине. Без каких-либо проблем подвергается переработке и повторному использованию, а ресурсы для его производства возобновляемые.
![Робот из PLA](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.12.08 PLA plastic/robot-pla.jpg)
Материалы: PLA + PETG
Оборудование: Sharebot Q DUAL
Толщина слоя: 0,2‑0,3 мм
Высота изделия: ок. 50 см
Достоинства
-
Экологичен, безопасен, биосовместим и быстро разлагается.
-
Достаточно прочен и гибок.
-
Дешевый в производстве, подвергается переработке, ресурс производства – возобновляемый.
-
Удобен и легок в аддитивном производстве.
-
Обеспечивает высокое качество поверхности, идеален для быстрого прототипирования.
-
Доступна широкая цветовая палитра.
![Силовая оснастка для гибки и формования металлических изделий](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2021.08.05 Polymer tooling 3D Printing/knives.png)
Недостатки
-
Высокая степень гигроскопичности. Перед печатью рекомендуется просушка.
-
Нетермостойкий.
-
Разлагается в результате длительного воздействия света.
-
Биоразлагаемость сокращает срок службы готовых деталей.
-
Достаточно хрупкий, часто в составе используются добавки.
Обратите внимание на материал От протезов до оснастки: 3D‑печать термопластами и композитами на их основе
Что печатают из PLA?
-
Прототипы.
-
Наглядные модели и макеты.
-
Анатомические модели в медицине.
-
Элементы оснастки.
-
Конечные изделия (к примеру, указатели, сувениры, контейнеры, бутылки, столовые приборы).
![Сувениры](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.12.08 PLA plastic/wiiboox-pla-prints.jpg)
Модификации
Чаще всего PLA используется в 3D‑печати чистым, без примесей, однако существуют различные интересные модификации, нацеленные на повышение механических и температурных характеристик, а также долговечности. Вот некоторые из них.
PLA+
По составу почти не отличается от оригинального полилактида, однако благодаря некоторым химическим добавкам обладает более высокими механическими характеристиками, у него лучше межслойная адгезия и качество поверхности.
Wood PLA
Как видно по названию, в составе этой модификации PLA присутствуют волокна различных видов древесины, что дает возможность удобной механической обработки, а внешне изделия максимально похожи на деревянные.
Carbon
Уже известная структура пластика с добавлением углеволокна. Повышает термостойкость и механические характеристики.
Glow in the dark и Neon
Эти разновидности по своим характеристикам не отличаются от обычного PLA. В составе присутствуют фосфоресцирующие пигменты или специальные добавки, позволяющие пластику светиться в темноте или иметь повышенную яркость.
Silk-like, Sparkly, Glitter, Color Changing
За счет различных добавок такие разновидности отличаются от оригинального PLA только внешним видом. Эффект переливания благодаря блесткам, блестящая шелковистая структура, изменение цвета при освещении и прочее – это про них.
Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью 3D‑печать полимерами в России: от разработки до внедрения в производство
Постобработка изделий из PLA
![Постобработка PLA-пластика](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.12.08 PLA plastic/pla-smoothing-amwatts via Reddit.jpg)
PLA довольно плохо поддается механической обработке из‑за низкой температуры плавления. Шлифовку имеет смысл применять только вручную, например, наждачной бумагой, потому что при автоматической модель начнет плавиться и комковаться от перегрева. Также следы слоев можно убирать с помощью специальных паст и шпаклевок с дальнейшей покраской акрилом или эмалью.
Полилактид является стойким к повседневно используемым растворителям, поэтому для химической обработки требуется применять едкие и опасные вещества, такие как диоксан и дихлорэтан. Идеально гладкой глянцевой поверхности добиться вряд ли удастся, однако основные дефекты убрать получится без проблем.
Советы по печати
Стол для печати
PLA неприхотлив в аддитивном производстве, и некоторые умельцы печатают им на столах без подогрева, однако для комфортной работы и хорошей адгезии следует выставлять температуру стола в 50‑60 °C или использовать адгезивный клей.
Температура экструдера
Не стоит выставлять слишком большую температуру экструдера. Из-за этого может возникнуть эффект паутины, и вся напечатанная деталь будет покрыта мелкими пластиковыми ворсинками, а внешняя поверхность потеряет эффектный вид.
Скорость печати
Величина скорости может варьироваться довольно в большом диапазоне – от 10 до 100 мм/c. Для получения более качественного результата логично использовать более низкую скорость, при этом на выполнение задания потребуется больше времени.
Внешние факторы
Сквозняки, вентиляция и кондиционеры, конечно же, могут подпортить качество печати, хотя и не в такой степени, как, например, в случае с ABS. Лучший вариант избежать подобных проблем – использовать 3D-принтеры с закрытой камерой построения. Впрочем, для печати PLA‑пластиком это необязательное условие.
![Прототип двигателя](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.12.08 PLA plastic/discovery-3d-engine-block.jpg)
Материал: Premium PLA от FormFutura
Оборудование: Discovery 3D Printer
Размеры: 100 х 60 х 50 см
вес: 5,5 кг
Итоги: кратко
Итак, мы увидели, что PLA является неприхотливым, безопасным и дешевым расходным материалом для FDM‑печати. Он подходит для решения задач, в которых внешний вид и форма важнее прочности и долговечности. Полилактид служит идеальным материалом не только для начинающих пользователей, но и остается рабочим инструментом профессионалов. Экологичность и безопасность данного полимера позволяют использовать его в различных отраслях, в том числе пищевой промышленности и медицине.
Фото в заставке © 3DWithUs
Статья опубликована 08.12.2022 , обновлена 24.05.2024