Ce este?

Unul dintre materialele cel mai des folosite în imprimarea 3D, acidul polilactic, cunoscut și sub denumirea de PLA, este un material termoplastic.

 

Cum este produs?

PLA se produce prin fermentarea zaharurilor din materii prime de origine vegetală, cum ar fi amidonul de porumb sau trestia de zahăr, pentru a produce acid lactic, care este apoi condensat într-un lactid și polimerizat. Mai departe, PLA poate fi vândut sub formă de granule plastice brute pentru utilizare în procese de fabricație cum ar fi turnarea prin injecție și chiar imprimarea 3D. În mod alternativ, PLA poate fi transformat într-un filament, înfășurat pe bobine și vândut pentru utilizare în fabricația aditivă.

 

Proprietăți

  • Punct de topire scăzut: Un punct de topire de aproximativ 145 °C face ca PLA să fie potrivit pentru imprimarea 3D.
  • Proprietăți estetice bune: Datorită punctului său de topire scăzut, materialul PLA poate fi folosit pentru a crea piese care prezintă suprafețe netede și detalii fine.
  • Stabilitate dimensională: PLA nu este predispus la deformare, ceea ce înseamnă că poate fi folosit pentru a imprima piese mari care sunt foarte aproape de dimensiunile unui model 3D.
  • Rezistență: PLA nu este un plastic cunoscut pentru rezistența sa (precum nailonul sau PC), dar rezistența unei piese din PLA depinde mai mult de modul în care a fost realizată decât de materialul în sine. De exemplu, utilizarea unei densități de umplutură mai mari și a unei înălțimi de strat mai mari ar duce la o piesă 3D mai rezistentă.
  • Flexibilitate: PLA este un plastic rigid, ceea ce înseamnă că are o rezistență la încovoiere redusă în comparație cu alte plasticuri, în special cele flexibile precum TPU. În plus, PLA este casant. În loc să se îndoaie, de obicei plesnește și se rupe.
  • Rezistență la temperatură: PLA nu necesită un pat de imprimare încălzit pentru a fi imprimat, ceea ce înseamnă că poate fi folosit în imprimante mai ieftine. Acest lucru se datorează temperaturii scăzute de tranziție vitroasă a PLA-ului, ceea ce înseamnă că se deformează rapid la căldură. Acest lucru înseamnă că probabil nu ar trebui să folosiți piese din PLA în aer liber sau să le expuneți la lumina directă a soarelui, deoarece se vor deforma ușor.
  • Rezistență la UV: PLA nu rezistă foarte bine razelor solare. Ca și în cazul expunerii la căldură, piesele din PLA se pot deforma atunci când sunt expuse la lumină UV pentru perioade îndelungate.
  • Rezistență chimică: PLA nu este solubil în solvenți precum acetona sau alcoolul izopropilic și, în general, plasticul PLA este un material rezistent și stabil chimic. Cu toate acestea, puteți folosi în continuare solvenți mai puternici precum clorura de metilen și amestecuri precum XTC3D pentru a dizolva sau netezi straturile de PLA.
  • Toxicitate și siguranță alimentară: PLA este un material netoxic și teoretic poate fi folosit pentru a produce obiecte sigure pentru alimente. Cu toate acestea, doar pentru că un material este netoxic nu înseamnă că este sigur la contactul cu alimentele. De exemplu, imprimarea 3D FDM creează piese strat cu strat, iar între aceste straturi există mici goluri. Aceste goluri pot capta particule străine, contaminând potențial piesa și făcând-o nesigură pentru alimente. Înainte ca acest lucru să se poată întâmpla, însă, filamentul PLA este alimentat printr-un extruder, un tub, un hotend și o duză, toate locuri în care alte materiale, potențial nesigure, vin în contact cu PLA-ul. Așa că este important să reținem că, deși plasticul PLA pur este netoxic și sigur pentru alimente, alte materiale și particule pot afecta siguranța piesei finite.

 

Aplicații frecvente pentru imprimarea 3D cu PLA

  • Elemente de testare și calibrare
  • Ansambluri cu precizie dimensională
  • Piese decorative
  • Accesorii pentru cosplay
  • Prototipare

 

Tipuri de PLA

PLA este disponibil în multe culori și finisaje, cum ar fi mat, lucios și mătăsos. De asemenea, poate fi achiziționat în formă hibridă, conținând o combinație de PLA și materiale precum lemnul, sau cu aditivi care îmbunătățesc proprietăți precum rezistența sau flexibilitatea.

  • Standard: În primul rând, PLA standard este tipul obișnuit de PLA prezent în industria imprimării 3D, fără caracteristici unice sau speciale în afară de proprietățile de bază ale materialului PLA.
  • Plus și Pro: Plus și Pro sunt termeni comuni în industria filamentelor pentru a descrie un material care a fost amestecat cu aditivi speciali pentru a-și îmbunătăți performanța, de obicei, în ceea ce privește rezistența. PLA Pro și PLA+ sunt opțiuni excelente dacă doriți să imprimați piese funcționale, destinate utilizării reale, care vor fi supuse stresului fizic, dar într-un material care este totuși ușor de imprimat.
  • Lemn: PLA cu lemn este un tip de PLA compozit care conține aditivi care îi conferă un aspect similar cu lemnul, iar acest filament este util pentru realizarea de piese care par a fi din lemn.
  • Mătase: PLA mătăsos conferă pieselor un finisaj super-strălucitor și neted, ca de mătase, făcându-l o opțiune populară pentru imprimarea pieselor estetice precum vazele.
  • Marmură: Filamentul cu marmură este o altă opțiune populară, conținând particule mici de marmură pentru a conferi un finisaj cu aspect marmorat. Și alte filamente cu particule vizibile sunt uneori clasificate drept PLA cu marmură, chiar dacă nu conțin particule reale de marmură.
  • Cu sclipici: Acest tip de PLA conține particule mari de sclipici care sunt foarte vizibile, astfel încât să puteți avea o piesă imprimată care strălucește.
  • Armat cu fibră de carbon: Acest tip de PLA este un alt compozit și, după cum sugerează și numele, este un filament de PLA armat cu fibră de carbon pentru a crește rezistența și durabilitatea PLA-ului, păstrând majoritatea proprietăților sale.
  • Luminescent în întuneric: PLA-ul luminescent în întuneric este foarte popular și va lumina în întuneric datorită aditivilor speciali din filament.
  • Conductor: PLA-ul conductor este un tip de filament care produce piese conducătoare de curent electric, pe care le puteți folosi pentru proiecte electrice de mică magnitudine, cum ar fi alimentarea unui LED folosind un circuit imprimat 3D.
  • De mare viteză: Acesta este un tip de filament PLA special formulat pentru utilizare în imprimarea 3D la viteze de imprimare mai mari, fără a sacrifica calitatea.Este proiectat să aibă proprietăți de curgere îmbunătățite și stabilitate termică, permițându-i să fie extrudat mai rapid, păstrând în același timp precizia dimensională și finisajul suprafeței. Este conceput pentru a reduce formarea de fire subțiri, deformarea și alte defecte de imprimare asociate în mod obișnuit cu imprimarea la viteze mari.

 

Cerințe de imprimare

Echipament

PLA-ul nu necesită un pat de imprimare încălzit, o incintă închisă sau un extrudor cu angrenare directă, astfel că echipamentul necesar pentru imprimarea acestui material nu este scump, costând uneori sub 100 de dolari.

Pat de imprimare

  • Temperatura: 45-60 °C
  • Pat încălzit opțional
  • Incinta închisă nu este necesară

Suprafață de imprimare

  • Bandă adezivă de hârtie
  • PEI
  • Placă de sticlă
  • Baton de lipici

Extrudor

  • Temperatura: 190-230°C
  • Nu este necesar un hotend special

Răcire

  • E necesară ventilația pentru răcirea piesei
  • Viteză ventilator: 100%

 

Setări

PLA este destul de tolerant la diverse setări de imprimare (în limitele rațiunii), astfel încât obținerea unei imprimări bune este destul de ușoară fără un proces lung de testare pentru a perfecționa setările slicerului. Cele mai multe profiluri implicite ale slicerului vă vor oferi un model satisfăcător imediat și doar mici ajustări pot îmbunătăți și mai mult imprimările.

Viteza de imprimare

Viteza de imprimare pentru PLA poate varia în funcție de imprimanta 3D, geometria piesei și alte variabile. Cu toate acestea, în general, o viteză de imprimare recomandată pentru PLA este între 40 și 80 mm/s. Este important să ajustați viteza în funcție de parametrii specifici ai imprimantei și cerințele proiectului pentru a obține cele mai bune rezultate. Unele imprimante sau setări pot permite viteze de imprimare și mai mari, dar este recomandabil să începeți cu o viteză mai moderată și să o creșteți pe măsură ce rezultatele vă satisfac.

În general, viteza de imprimare pentru PLA de mare viteză poate fi în intervalul de 80 până la 150 mm/s sau chiar mai mare, în funcție de specificațiile și capacitățile imprimantei 3D și de setările particulare ale filamentului.

 

Bune practici

  • Scurgeri (oozing): Datorită punctului său scăzut de topire, PLA-ul are tendința de a curge din duza imprimantei 3D. Setările de retracție ale imprimantei pot fi ajustate pentru a preveni acest lucru. Diferite mărci de PLA și diferite imprimante pot necesita setări de retracție ușor diferite, astfel că ar putea fi necesar să experimentați pentru a găsi cea mai bună valoare pentru imprimanta dvs.
  • Răcire: Filamentul PLA rămâne moale pentru o perioadă destul de lungă de timp, iar temperatura plasticului proaspăt extrudat trebuie coborâtă cât mai rapid posibil sub cea de tranziție vitroasă. Prin urmare, răcirea este unul dintre cele mai importante aspecte ale imprimării cu PLA. Este recomandabil să aveți un ventilator dedicat pentru răcirea pieselor, setat la 100% pe tot parcursul procesului de imprimare 3D, cu excepția primelor 1-2 straturi, în care doriți să formați o legătură puternică cu patul de imprimare. Acest lucru va împiedica apariția firelor subțiri și a altor artefacte. Multe imprimante 3D populare au accesorii proiectate de comunitate care pot fi imprimate și adaptate pentru a îmbunătăți fluxul de aer.
  • Temperatura extrudorului: În funcție de producător, PLA-ul conține adesea diferite combinații de aditivi care pot duce la variații ale temperaturii de imprimare între 190-230°C. Imprimarea la o temperatură incorectă poate duce la diverse probleme de calitate a imprimării, inclusiv scurgeri, fire subțiri și sub-extrudare. PLA-ul poate fi de asemenea combinat cu umpluturi diferite precum metal, lemn și fibră, care îi conferă caracteristici diferite față de un PLA standard, omogen. Acestea pot necesita setări diferite sau chiar echipamente diferite. Asigurați-vă că verificați cu producătorul filamentului dvs. temperatura optimă de utilizat pentru filamentul respectiv. Dacă întâmpinați probleme cu firele subțiri, încercați să reduceți această temperatură cu 5-10 grade, ceea ce va ajuta la prevenirea scurgerilor excesive. Dacă aveți dificultăți cu sub-extrudarea, încercați să creșteți temperatura cu 10 grade, astfel încât materialul să curgă mai ușor prin duză.
  • Controlul aderenței: Pentru un control mai bun al aderenței, luați în considerare utilizarea unui pat de imprimare încălzit. Deși nu este necesar pentru a imprima PLA-ul, utilizarea unuia poate crește sau scădea aderența materialului – în funcție de temperatura patului și de nevoile piesei pe care o creați.
  • Sfat profesional: Creșterea numărului de contururi perimetrale pentru imprimările PLA va crea o legătură puternică între straturi, creând piese mai rezistente și mai puțin predispuse la rupere.