Все, что нужно знать о PLA пластике для 3D принтеров

Один из моих самых любимых пластиков, так как он: недорог, без запаха, достаточно твердый и разнообразный. Однако, есть свои нюансы, которые нельзя обойти стороной, а главный из них - низкая температура размягчения. В целом же пластик крайне хороший, о нем мы сегодня и поговорим.

PLA (полилактид или полимолочная кислота). Как я сказал ранее - это один из самых популярных материалов для 3D печати. Он производится из возобновляемых ресурсов, так что экоактивисты могут быть довольны. Основным сырьем является кукурузный крахмал или сахарный тростник, что делает его практически съедобным по сравнению с другими термопластиками, такими как ABS (ароматы химзавода).

Химический состав и структура

PLA является полиэфиром, состоящим из повторяющихся звеньев молочной кислоты. Для любознательных, его химическая формула может быть представлена как (C3H4O2)n, где n-число повторений. Относится он к группе термопластов, что означает возможность многократного плавления и переработки без значительной потери механических свойств (опять же, привет экоактивистам). Молекулярная масса PLA варьируется в пределах от 50.000 до 700.000 г/моль, что влияет на его основные свойства, хотя не знаю зачем это Вам.

Свойства PLA

1. Температура плавления: Температура плавления PLA составляет около 180-220°C. Однако точная температура может варьироваться в зависимости от состава и добавок, используемых в производстве филамента. У меня лично были случаи, когда филамент одного и того же производителя отличался лишь из-за добавленных в него красителей.
2. Механические свойства: PLA обладает высокой жесткостью и прочностью, что делает его идеальным для создания структурных и декоративных элементов. Предел прочности на разрыв PLA обычно составляет 60-70 МПа, а модуль упругости — 3-4 ГПа. Прошу заметить - декоративных. Для инженерии он может подойти лишь для прототипирования, так как температуру он не держит от слова совсем.
3. Термостойкость: PLA начинает размягчаться при температуре около 60°C, что ограничивает его использование в условиях повышенных температур. Теплостойкость можно улучшить путем термической обработки (отжига), что позволяет увеличить температуру размягчения до 90-120°C. Последний пункт сравни танцу с бубнами, просто нужно учесть, что есть пластики для художки, а есть для инженерных моделей.
4. Усадка и коробление: PLA практически не подвержен усадке при охлаждении, что позволяет печатать большие объекты без значительного коробления. Именно поэтому его опять же используют для художки, но с максимальным обдувом.
5. Плотность: Плотность PLA составляет около 1.24 г/см³, что делает его сравнительно легким материалом.

По первой распечатал держатель катушки из PLA, а потом решил печатать ABS. Итог на фото

Хотя PETg в данном случае был не лучше(

Преимущества PLA

1. Экологичность: PLA биоразлагаем и производится из возобновляемых ресурсов. При правильных условиях компостирования PLA разлагается за несколько месяцев. Оды экоактивистов должны быть тут.
2. Легкость в использовании: PLA прост в печати и не требует высокой температуры экструдера или нагреваемого стола. Да и вообще он просто прелесть.
3. Невонючесть: В процессе печати PLA практически не выделяет неприятных запахов, что делает его более комфортным для использования в домашних условиях. Пахнет он жаренной картошечкой, да и то не всегда.
4. Высокое качество поверхности: PLA обеспечивает гладкую и качественную поверхность печатных объектов, что уменьшает необходимость в постобработке. А если брать его модификации, то поверхность может быть хоть деревянной. Буквально.
5. Широкий ассортимент: PLA доступен в разнообразных цветах и составах, включая светящиеся в темноте, гибкие и армированные, деревонаполненные и прочие радостные вариации.

Недостатки PLA

1. Низкая термостойкость: PLA начинает деформироваться при температурах выше 60°C, что ограничивает его использование для деталей, подвергающихся нагреву или механическим нагрузкам. Об этом вышестоящая фотография.
2. Хрупкость: PLA менее ударопрочен по сравнению с другими материалами, такими как ABS или PETG. Его ударная вязкость составляет около 2-5 кДж/м². В общем и целом сломать его не очень прям легко, но нагрузку он нести не будет.

Печать PLA

1. Температура экструдера: Рекомендуемая температура для печати PLA составляет 180-220°C. Начинайте регулировку с 200°C и корректируйте в зависимости от качества печати и конкретного вида PLA. Были случаи, когда я и при 235 печатал.
2. Температура стола: Хотя PLA можно печатать и на холодном столе, нагрев до 50-60°C может улучшить адгезию первого слоя и уменьшить риск коробления. Очень не капризный в этом плане.
3. Скорость печати: Оптимальная скорость печати для PLA составляет 40-60 мм/с (по данным на катушках). Но, я смело печатаю на 200 по внешнему контуру - все огонь.
4. Охлаждение: Использование обдува детали во время печати позволяет избежать деформаций и улучшить качество поверхностей. Тут можно не заморачиваться - выставили максимум и вперед.

Постобработка PLA

1. Шлифовка: 1000 шкуркой можно конечно пройти, но в общем поверхность и так получается хорошего качества.
2. Грунтовка и покраска: на мой взгляд из не вонючего и экологичного - акриловые виды всего.
3. Склеивание: возможно я не прав, но на мой взгляд он клеится всем. Дихлорметан, дихлорэтан, эпоксидка, суперклей, термосопли (при необходимости).
4. Термомодификация: подогрев его термофеном можно слегка поменять геометрию без потери прочности изделия.

Хранение PLA

Он гигроскопичен, хоть и менее других пластиков и может поглощать влагу из воздуха, что ухудшает его свойства. Я бы советовал хранить его в герметичных контейнерах с осушителями (например, силикагель).

в общем и целом один из моих самых любимых пластиков. Если не брать светящиеся и прочие модификации, то хорошо экономит семейный бюджет. Печатать им легко и вольготно, но в основном - это вещь для чисто декоративных поделок. Там, где есть температура и нагрузка он не подойдет. Такие дела.

Удачи Вам!