PLA-пластик: характеристики, области применения. PLA-пластика для 3D-принтера

3D-печать активно развивается в последнее время. Одним из основных материалов для нее является PLA-пластик. Давайте разберемся, что это такое, каковы его свойства и где он применяется.

Что такое PLA-пластик

PLA или полилактид - это биоразлагаемый термопластичный полиэфир, основу которого составляет молочная кислота. PLA-пластик производится из возобновляемого растительного сырья, такого как кукуруза, сахарный тростник, картофельный крахмал.

PLA был изобретен в 1932 году американским химиком Уоллесом Карозерсом, который также является создателем нейлона и неопрена. Однако массовое производство PLA началось только в 1990-х годах. Сейчас это один из самых популярных биопластиков в мире.

Свойства и характеристики PLA-пластика

PLA-пластик 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

PLA-пластик значительно менее термостоек, чем ABS. Его верхний температурный предел составляет 60-70°C. PLA плохо поддается механической обработке из-за низкой температуры плавления.

Главное преимущество PLA - это экологичность и безопасность. PLA-пластик полностью биоразлагаемый, биосовместимый и пригоден для использования в медицине и пищевой промышленности.

Преимущества PLA-пластика

Основные преимущества PLA-пластика:

1. Экологичность и возобновляемость сырья для производства
2. Низкая себестоимость по сравнению с другими пластиками
3. Простота использования в 3D-печати, не требует специальных условий
4. Безопасность и биосовместимость

PLA-пластик полностью экологичный, биоразлагаемый, биосовместимый и безопасен для человека.

Благодаря этим качествам, PLA-пластик широко используется в изготовлении прототипов, медицинских изделий, пищевой упаковки и многих других сферах.

Недостатки PLA-пластика

При всех достоинствах, у PLA-пластика есть и недостатки:

• Высокая хрупкость готовых изделий
• Низкая термостойкость, склонность к деформации при нагревании
• Плохая обрабатываемость механическими методами
• Ограниченная прочность по сравнению с ABS и PETG пластиками

Из-за этих особенностей изделия из PLA не всегда подходят для использования в условиях высоких температур, механических нагрузок и так далее.

Виды и модификации PLA-пластика

Существует несколько разновидностей PLA-пластика, отличающихся по свойствам:

• PLA+ - улучшенный PLA с более высокой межслойной адгезией
• Древесный PLA - содержит древесные волокна, лучше обрабатывается
• PLA с углеродным волокном - более прочный и термостойкий
• Светящийся PLA - содержит флуоресцентные добавки
• Цветной PLA - окрашен в разные цвета пигментами

Выбор нужной модификации PLA зависит от требований к конечному изделию.

Применение PLA-пластика

PLA-пластик широко применяется:

• Для изготовления прототипов и концепт-моделей
• В производстве упаковки для пищевых продуктов
• Для создания различных сувениров и поделок
• В медицине - для имплантатов, хирургических нитей
• Для элементов внутренней отделки интерьера
• В детских игрушках и гаджетах

Наиболее массовое применение PLA находит в 3D-печати благодаря простоте использования этого материала.

PLA-пластик - идеальный выбор для 3D-печати прототипов, макетов и концепт-моделей.

Также PLA часто используется для печати различных декоративных элементов, сувениров, поделок.

Рекомендации по печати PLA-пластиком

Чтобы качественно напечатать модель из PLA-пластика, нужно учитывать некоторые нюансы:

• PLA лучше всего печатать при температуре сопла 190-210°C.
• Температура стола должна составлять 50-60°C для хорошей адгезии.
• Оптимальная скорость печати PLA - 40-80 мм/с.
• Рекомендуется использовать клеящие составы для лучшего прилипания первого слоя.
• Желательно избегать сквозняков и вентиляции во время печати.

Правильный подбор параметров печати позволит получить качественные модели из PLA-пластика без дефектов.

PLA-пластик: типичные проблемы при печати

При печати PLA-пластиком могут возникать некоторые типичные проблемы:

• Плохая адгезия первого слоя из-за низкой температуры стола.
• Деформация изделий при охлаждении из-за усадки пластика.
• Образование нитей вследствие слишком высокой температуры сопла.
• Засорение сопла кусочками перегретого PLA.

Чтобы избежать таких проблем, важно тщательно подбирать оптимальные параметры печати для конкретного PLA-пластика.

Последующая обработка изделий из PLA-пластика

Напечатанные PLA-модели часто требуют дополнительной обработки:

• Шлифовка наждачной бумагой для удаления неровностей.
• Использование специальных составов для заполнения дефектов.
• Покраска акриловыми красками для придания цвета и фактуры.
• Полировка для достижения глянцевой поверхности.

Благодаря обработке можно значительно улучшить качество поверхности и внешний вид изделий из PLA-пластика.

Популярные бренды PLA-пластика

Существует множество производителей PLA-пластика. Рассмотрим некоторые популярные бренды:

• eSUN - отличается стабильностью характеристик, проблемы с адгезией.
• ESUN PLA+ - улучшенная версия с лучшей адгезией.
• ColorFabb - широкая цветовая палитра, дорогой вариант.
• Prusament - производитель принтеров Prusa, высокое качество.

При выборе PLA важно ориентироваться на отзывы других пользователей и проводить тестовые печати.

Будущее PLA-пластика

С развитием технологий 3D-печати популярность PLA, скорее всего, будет только расти. В перспективе появятся новые улучшенные модификации с более высокими эксплуатационными характеристиками. Возможно, будут разработаны полностью биоразлагаемые виды PLA-пластика.

Сравнение PLA с другими пластиками для 3D-печати

PLA-пластик часто сравнивают с другими распространенными материалами для 3D-печати. Рассмотрим основные отличия:

PLA и ABS

В отличие от ABS, PLA:

• Не требует подогреваемого стола
• Лучше поддается печати на открытой раме
• Не дает усадки и не коробится при остывании
• Имеет менее резкий запах при печати

Но ABS превосходит PLA по ударопрочности и термостойкости.

PLA и PETG

PETG имеет ряд преимуществ по сравнению с PLA:

• Большая ударопрочность и эластичность
• Химическая стойкость, водостойкость
• Возможность вторичной переработки

Однако PETG сложнее в печати, чаще дает усадку и более дорогой.

PLA и TPU

Гибкий TPU сильно отличается от жесткого PLA. Его преимущества:

• Высокая эластичность и гибкость
• Устойчивость к истиранию
• Влагостойкость

Но TPU требует более высоких температур печати и специальных настроек принтера.

Выбор PLA-пластика для конкретных задач

При выборе PLA нужно учитывать цели его использования:

• Для прототипов подойдет стандартный PLA.
• Для функциональных деталей лучше выбрать модификации PLA+ или с добавлением углеволокна.
• Для декоративных элементов - цветной PLA.
• Для медицинских задач - сертифицированный биосовместимый PLA.

Правильный подбор материала позволит получить качественные изделия, отвечающие поставленным целям.

Хранение PLA-пластика

Чтобы сохранить свойства PLA-пластика, необходимо:

• Хранить в сухом прохладном месте, избегая попадания прямых солнечных лучей.
• Использовать герметичную упаковку, чтобы избежать поглощения влаги.
• Извлекать из упаковки непосредственно перед использованием.
• Не допускать резких перепадов температур.

Соблюдение этих правил позволит сохранить оптимальные свойства PLA для 3D-печати.

Утилизация отходов PLA-пластика

Благодаря биоразлагаемости, отходы PLA можно утилизировать несколькими способами:

• Компостирование в промышленных или домашних условиях.
• Сжигание в мусоросжигательных заводах без вредных выбросов.
• Переработка и повторное использование в 3D-печати.

Такой подход позволяет свести к минимуму негативное воздействие отходов PLA на окружающую среду.