In de wereld van hobbyist gefuseerde depositiemodellering (FDM) 3D-printen, polymelkzuur of PLA is een populaire go-to geworden filament voor veel beginnende en ervaren makers. Deze populariteit komt voort uit het feit dat PLA gemakkelijk te printen, goedkoop en overal verkrijgbaar is in verschillende kleuren en combinaties met andere materialen.
PLA heeft verschillende materiaaleigenschappen waardoor het gemakkelijk te printen is. Deze omvatten een lage smelttemperatuur, goede bed- en laagadhesie en een vrijwel onbestaande (bijna niet-toxische)-geur. Ondanks deze kwaliteiten vertonen in PLA gedrukte onderdelen verschillende nadelen, waaronder brosheid en slechte temperatuurbestendigheid vanwege de lage smelttemperatuur van het materiaal. Deze downfalls zorgen ervoor dat PLA-geprinte objecten minder dan optimaal zijn voor gebruik onder stress, of het nu gaat om temperatuur, fysieke belasting of beide.
Fabrikanten hebben geprobeerd een manier te vinden om deze zwakke plekken in PLA teniet te doen en tegelijkertijd al zijn positieve eigenschappen te behouden. Een van de resultaten van hun inspanningen is wat algemeen bekend staat als PLA+. Om tot de kern van de zaak te komen: PLA+ is in wezen een categorie die de verbeterde PLA van elk filamentbedrijf omvat. Verschillende bedrijven zullen het PLA Plus, Pro, Extra of Premium noemen, maar het betekent allemaal gewoon een verbeterde of verbeterde versie van hun standaard PLA. Voor de doeleinden van dit artikel zullen we ernaar verwijzen als PLA+.
Om PLA+ te maken, voegen bedrijven bepaalde additieven en modificatoren toe tijdens de synthesefase van het productieproces’ om de mechanische en materiaaleigenschappen van het materiaal te verbeteren. Dit artikel presenteert de materiaaleigenschappen die PLA+ neigt te verbeteren ten opzichte van conventionele PLA, de beste instellingen en afdruktips voor beide materialen, evenals enkele van onze favoriete merken van zowel PLA als PLA+, zodat u een weloverwogen keuze kunt maken als u niet zeker weet welk type beter geschikt is voor uw afdrukken.
Materiële Eigenschappen
Afhankelijk van het merk vertoont PLA+ niet altijd significante verbeteringen ten opzichte van conventionele PLA. De volgende vergelijking van materiaaleigenschappen is een algemeen contrast tussen een verscheidenheid aan merken op basis van gegevensbladen van verschillende bedrijven (as genoemd voor de vorige vergelijkingstabel) en gebruikersrecensies. Deze sectie beschrijft alleen wat PLA+ de neiging heeft om ( of not) te verbeteren op PLA, en deze verbeteringen variëren per merk.
Met dat in gedachten zijn hier de belangrijkste materiaaleigenschappen van PLA en PLA+ vergeleken.
Sterkte
Qua sterkte, PLA bevindt zich in het middenbereik van het spectrum van FDM 3D-bedrukbare kunststoffen. Hoewel het nauwelijks het zwakste materiaal is, is de sterkte ervan nog steeds aanzienlijk minder dan die van andere materialen zoals PETG of ABS. PLA is ook erg bros, dus het heeft de neiging te breken onder spanning in plaats van te vervormen, waardoor het minder geschikt is voor toepassingen die flexibiliteit vereisen.
Aan de andere kant is PLA+ over het algemeen flexibeler dan PLA, dus het heeft de neiging te buigen wanneer het onder belasting wordt gezet voordat het breekt. PLA+ vertoont gewoonlijk een hogere treksterkte (de maximale spanning die een materiaal kan weerstaan terwijl het wordt uitgerekt voordat het breekt) en minder brosheid, waardoor het beter bestand is tegen scheuren of breken onder druk. PLA+ is ook slagvaster (het vermogen van een materiaal om een plotselinge, intense kracht te absorberen zonder te breken) dan PLA.
Duurzaamheid
Hoewel PLA een behoorlijke sterkte biedt, schiet het tekort op het gebied van duurzaamheid op de lange termijn. PLA is gevoelig voor slijtage, vooral bij blootstelling aan mechanische spanning, hitte of buitenomstandigheden. PLA+ vertoont daarentegen een grotere duurzaamheid dankzij de additieven die in de formule zijn opgenomen. Het is beter bestand tegen stoten en slijtage, waardoor het beter kan presteren in veeleisende omgevingen. Hoewel PLA+ duurzamer is dan standaard PLA, komt het nog steeds niet overeen met de robuustheid van materialen zoals ABS of PETG voor toepassingen die taaiheid vereisen .
Hygroscopie
Zowel PLA als PLA+ zijn dat wel hygroscopisch, wat betekent dat ze de neiging hebben vocht uit de lucht te absorberen. Dit is een zorg voor beide materialen, omdat vochtabsorptie hun mechanische eigenschappen kan aantasten en het printen moeilijker kan maken. Na verloop van tijd kan vocht leiden tot verminderde sterkte en een brozer materiaal. PLA+ biedt over het algemeen geen betere weerstand tegen dit probleem, zelfs niet met de additieven die het bevat. Daarom is het nuttig om een droogbox voor beide materialen.
Voedselveiligheid
PLA is beschouwd als voedsel veilig in zijn pure vorm, omdat het afkomstig is van hernieuwbare hulpbronnen zoals maïszetmeel. De veiligheid van PLA voor voedselgerelateerde toepassingen wordt echter twijfelachtig na het printen, omdat de bedrukte lagen microscopisch kleine gaten creëren die bacteriën herbergen. Bovendien zijn er eventuele additieven, kleurstoffen of kleurstoffen in de filament extra risico's kunnen opleveren. En die zijn er aanvullende aspecten die betrekking hebben op voedselveilige 3D-printen die de moeite waard zijn om in gedachten te houden.
PLA+, waarin additieven zijn verwerkt om de mechanische eigenschappen ervan te verbeteren, wordt over het algemeen niet als voedselveilig beschouwd, tenzij expliciet vermeld door de fabrikant. Daarom is PLA+ minder betrouwbaar voor gebruik in voedselgerelateerde toepassingen vergeleken met standaard PLA.
Recycling
Qua duurzaamheid is PLA biologisch afbreekbaar en kan het theoretisch gerecycled worden. Het vereist echter specifieke industriële composteringsomstandigheden om efficiënt te kunnen ontleden, en het wordt niet gemakkelijk afgebroken bij reguliere stortplaatsen of thuiscomposteringsopstellingen. Onder de ASTM International Resin Identifier Codes, PLA is geclassificeerd als Type 7, of “Other”, dat doorgaans niet wordt verwerkt door gemeentelijke programma's.
PLA+ introduceert verdere complicaties bij recycling vanwege de additieven die worden gebruikt om de eigenschappen ervan te verbeteren. Deze kunnen het composteringsproces verstoren en PLA+ moeilijker te recyclen maken dan pure PLA. Als gevolg hiervan zijn beide materialen, hoewel ze als milieuvriendelijk op de markt worden gebracht, op typische wijze niet gemakkelijk recycleerbaar.
De huidige beste methode om PLA en PLA+ te recyclen is ongetwijfeld door de mislukte afdrukken, afval en ongebruikte modellen door middel van re-extrusie weer in bruikbaar filament te veranderen. Kortom, dit proces omvat meestal het eerst reinigen van het PLA-afval om verontreinigingen te verwijderen. De gereinigde PLA wordt vervolgens met behulp van een plastic versnipperaar in kleine stukjes versnipperd. Daarna wordt het materiaal gedroogd om eventueel vocht te verwijderen. Vervolgens wordt het versnipperde PLA in een filament gevoerd extruder, waar het wordt verwarmd en gesmolten tot een continue streng filament. Dit nieuw geëxtrudeerde filament wordt vervolgens gekoeld, gespoeld en klaar om te worden afgedrukt opnieuw.
Printen
Verschillende materialen vereisen verschillende afdrukinstellingen, dus het kalibreren van uw printer op nieuwe filamenten is essentieel voor goede resultaten. In deze sectie vindt u tips en aanbevelingen voor het verkrijgen van kwaliteitsafdrukken met zowel PLA- als PLA+-filamenten.
Mondstuktemperatuur
Afhankelijk van het merk moet PLA worden afgedrukt op temperaturen variërend van 180-220 °C. Vanwege de additieven die de hittebestendigheid van PLA+ verbeteren, heeft het een hoger smeltpunt, dus doorgaans is een temperatuurbereik van 200–250 °C vereist.
Zoals met alle materialen, als uw mondstuktemperatuur te hoog is, zal uw afdruk worden vervormd met ongelijke laaglijnen en de overhangen zal hangen, en je zou kunnen tegenkomen stringing. Omgekeerd zal een te lage printtemperatuur resulteren in slechte bed en layer hechting, onderextrusie, en potentieel verstopping.
Bed Temperatuur
Noch PLA, noch PLA+ hebben een verwarmd bed nodig om goed te kunnen hechten. Toch zal een printbed verwarmd tot 55-70 °C de hechting verbeteren. Een grote indicator dat een bed te warm is, is olifantenvoet. Aan de andere kant zijn er tekenen dat de bedtemperatuur moet worden verhoogd als de afdruk warps of laat los van de bedmiddenafdruk.
Onderdeel Koeling
Net als bij temperatuurinstellingen zijn de koelaanbevelingen hetzelfde voor zowel PLA als PLA+. Bij het printen met deze materialen mag de eerste laag niet worden gekoeld, omdat het op natuurlijke wijze laten afkoelen de hechting van het bed bevordert. Door de ventilator aan te zetten na het voltooien van de eerste of tweede laag, wordt voorkomen dat de afdruk vervormd raakt als het mondstuk over eerdere lagen gaat. Dit komt omdat PLA en PLA+ zacht blijven nadat ze zijn afgedrukt vanwege hun lage waarde glasovergang temperatuur.
Printsnelheid
Net als bij de andere instellingen, printsnelheid is afhankelijk van zowel de printer als het filament. De juiste afdruksnelheid voor PLA en PLA+ kan het beste worden gevonden met vallen en opstaan, te beginnen met een lagere afdruksnelheid van ongeveer 15-20 mm/s. Als de snelheid lager is dan deze, kan de afdruk vervormd raken doordat het mondstuk gedurende langere tijd op eerdere lagen zit. Als de snelheid te snel is, rinkelen, onderextrusie en slechte hechting van de laag kunnen allemaal voorkomen.
Behuizing
PLA is geschikt voor printen zonder behuizing in openluchtomgevingen vanwege de lage printtemperatuur en het minimale kromtrekken tijdens het afkoelen. De printkwaliteit en laaghechting kunnen echter baat hebben bij een stabiele omgeving, vooral in tochtige of koude ruimtes.
PLA+ heeft doorgaans een betere laaghechting dan PLA en vereist ook geen behuizing. Net als PLA kan het in de open lucht worden gedrukt, hoewel sommige additieven het veerkrachtiger kunnen maken tegen variaties in de omgevingstemperatuur. Behuizingen zijn minder kritisch voor beide materialen vergeleken met hogetemperatuurfilamenten zoals ABS.
Post-verwerking
Zowel PLA als PLA+ zijn relatief eenvoudig te bereiken naproces. Ondersteuningsmateriaal voor zowel PLA als PLA+ kan zijn verwijderd zonder veel inspanning en enige ruwheid van het steunmateriaal kan eenvoudig zijn afgeschuurd. Indien aanwezig kan het rijgen van beide materialen worden verwijderd door de snaren zacht te maken met een haardroger en ze met de hand af te borstelen.
Beide materialen kunnen worden geschuurd, painted, en gelijmd met gemak. Hoewel ze niet kunnen worden gladgestreken met aceton zoals ABS, reageren PLA en veel PLA+-afdrukken goed op afvlakkingstechnieken.
Opslag
Zoals eerder vermeld zijn zowel PLA als PLA+ hygroscopisch. Dit betekent dat ze dat zouden moeten zijn stored in een koele, droge omgeving om hun bedrukbaarheid en mechanische eigenschappen te behouden. Blootstelling aan vocht kan het filament afbreken, wat leidt tot problemen zoals een slechte hechting van de laag of broze afdrukken. Langdurige blootstelling aan vocht kan een negatieve invloed hebben op zowel PLA als PLA+ en een goede opslag is essentieel om een optimale printkwaliteit voor beide materialen te garanderen. Misschien wil je overwegen droging ofwel materiaal vóór het afdrukken als u niet zeker weet of de opslagomstandigheden optimaal waren.
Reactie plaatsen
Reacties