PLA 3D-printen:alles wat u moet weten

Polymelkzuur (PLA) geldt als een van de meest populaire materialen voor 3D-printen, met name FDM. Het gebruiksgemak en de minimale problemen met kromtrekken maken PLA-filamenten tot het perfecte startpunt voor 3D-printen. PLA is ook een van de meest milieuvriendelijke 3D-printmaterialen en is, in tegenstelling tot ABS, biologisch afbreekbaar. Naast andere PLA-voordelen zijn ook de lage kosten en een breed assortiment aan kleuren en mengsels. De brosheid van het materiaal maakt PLA echter meer geschikt voor niet-functionele prototyping, decoratieve en low-stress toepassingen .

In deze gids gaan we dieper in op de voordelen en beperkingen van PLA, evenals op de optimale printerinstellingen. We zullen ook veelvoorkomende toepassingen van het materiaal onderzoeken en enkele tips delen om het meeste uit 3D-printen met het materiaal te halen.

Waarom 3D printen met PLA?

PLA is een veelvoorkomend thermoplastisch polymeer afgeleid van natuurlijke bronnen zoals maïszetmeel of suikerriet - in tegenstelling tot veel andere thermoplasten die worden geproduceerd uit niet-hernieuwbare bronnen zoals aardolie. Van auto's tot voedselverpakkingen, verschillende industrieën gebruiken PLA om 3D-geprinte producten te produceren.

Voordelen van PLA zijn onder meer:

• Lage afdruktemperatuur: PLA heeft een relatief lage printtemperatuur in vergelijking met andere thermoplasten (bijvoorbeeld voor PLA begint een ideale printtemperatuur vanaf ongeveer 180°C, terwijl dit voor ABS rond de 250°C is). Dit betekent dat PLA minder snel kromtrekt en de spuitmond verstopt tijdens het printproces. Bovendien produceert PLA, in vergelijking met ABS en andere thermoplasten met hogere smelttemperaturen, doorgaans betere oppervlaktedetails en scherpere kenmerken.
• Gebruiksgemak: PLA is een van de gemakkelijkste materiaalfilamenten om mee te 3D-printen. Het materiaal hecht gemakkelijk op verschillende oppervlakken en heeft geen verwarmd printbed nodig, wat wederom bijdraagt ​​aan het gebruiksgemak. In tegenstelling tot ABS stoot PLA ook geen stinkende dampen uit bij het printen.
• Verscheidenheid aan kleur- en mengopties: PLA is gemakkelijk gepigmenteerd en is verkrijgbaar in een breed scala aan kleuren en melanges. Het materiaal kan ook worden gemengd met hout, koolstof en zelfs metaal, terwijl er ook pigmenten kunnen worden toegevoegd om lichtgevende of glinsterende filamenten te krijgen. Hierdoor is de keuze aan PLA blends vrijwel eindeloos.
• Eenvoudige nabewerking: PLA-prints kunnen gemakkelijk worden geschuurd, gepolijst en geverfd, waardoor een verbeterde oppervlakteafwerking met relatief weinig inspanning mogelijk is. Je kunt ook PLA-onderdelen boren, frezen en lijmen — maar pas op dat je het onderdeel niet smelt. Om te voorkomen dat uw PLA-onderdeel smelt, houdt u het proces langzaam en de gereedschappen koud (u kunt dit bereiken met water, WD-40 of de juiste snijvloeistof).
• Biologisch afbreekbaar: PLA is een milieuvriendelijk materiaal, want het is biologisch afbreekbaar, niet-toxisch en vereist ook minder energie om te 3D-printen en stoot minder broeikasgassen uit dan op aardolie gebaseerde materialen. Vergeleken met op aardolie gebaseerde thermoplasten, die duizenden jaren nodig hebben om af te breken, kunnen PLA-onderdelen doorgaans (natuurlijk) binnen een paar jaar of zelfs maanden afbreken.
  

Wat zijn de beperkingen van 3D-printen met PLA?

• PLA heeft lage hittebestendigheid , en kan daarom niet worden gebruikt voor toepassingen bij hoge temperaturen. Bij hoge temperaturen kan PLA snel vervormen, vooral bij stress.
• PLA is doorgaans zwakker en heeft een lagere treksterkte dan zijn tegenhangers,  ABS en PETG. Omdat PLA-onderdelen, wanneer ze 3D-geprint zijn, behoorlijk broos zijn, is het materiaal meer geschikt voor esthetische dan voor mechanische doeleinden.
• Terwijl PLA-containers voedselveilig zijn als ze niet 3D-geprint zijn, is PLA niet voedselveilig wanneer 3D geprint. Dit komt omdat het 3D-printproces kleine openingen en poriën creëert tussen de lagen van je print. Deze gaten hebben de neiging om vocht en stukjes voedsel vast te houden, wat leidt tot een opeenhoping van bacteriën en schimmels.
• Bij verhitting is PLA-filament gevoelig voor lekken , wat betekent dat de extruder van uw printer veel plastic kan lekken bij het verplaatsen tussen segmenten van een afdruk. Hierdoor ontstaan ​​er snoeren tussen de afzonderlijke delen van uw onderdeel, wat kan resulteren in een foutieve afdruk. Een koelventilator is daarom vereist om dit probleem te voorkomen.
  

  Toepassingen

  De materiaaleigenschappen van PLA maken het meer geschikt voor toepassingen waar uiterlijk en vorm belangrijker zijn dan sterkte en duurzaamheid. Daarom zijn de beste toepassingen voor PLA items die zijn ontworpen voor decoratief gebruik in plaats van voor "slijtage". PLA-filamenten zijn ook een goede keuze voor voordelige rapid prototyping, nauwkeurige en levendige modellen, rekwisieten, gebakvormen en containers .

  In de auto-industrie , PLA wordt vaak gebruikt om gereedschappen, mallen en armaturen te printen. Het is echter belangrijk om te onthouden dat PLA-afdrukken niet bestand zijn tegen hoge temperaturen en broos zijn wanneer ze voor het eerst worden afgedrukt, dus toepassingen moeten worden gekozen met het oog op de mogelijkheden van het materiaal.

  Omdat PLA een gebruiksvriendelijk, economisch materiaal is, wordt het vaak gebruikt op technische afdelingen en door makers en hobbyisten in FabLabs om visuele modellen van componenten te maken.

5 tips voor 3D-printen met PLA

Hoewel de printerinstellingen variëren afhankelijk van het type en de mix van PLA-filamenten, zijn er enkele basisvereisten en specificaties die hieronder worden vermeld om een ​​succesvol afdrukproces te garanderen:

• PLA-smeltpunt: 150-160°C
• PLA-afdruktemperatuur: 180-230°C
• Verwarmd printbed: optioneel
• Koeling: deel koelventilator is nodig
• Bijlage: niet nodig
• Filamentopslag: luchtdichte container

  1. Temperatuur De temperatuur van de extruder van je printer hangt af van de diameter van het PLA-filament (er zijn er twee:1,75 mm en 2,85 mm) en varieert van 180°C tot 230°C. Kies voor lagere temperaturen binnen dit bereik voor filamenten met een diameter van 1,75 mm en hogere temperaturen voor de filamenten met een diameter van 2,85 mm. Over het algemeen is het een goede gewoonte om te beginnen met afdrukken bij een temperatuur van ongeveer 180°C en de temperatuur vervolgens aan te passen indien nodig.

  Als de printtemperatuur te hoog is, kan dit leiden tot lekkage van gesmolten PLA, wat resulteert in een slechte printkwaliteit. Dit probleem kan worden voorkomen door ofwel de temperatuur ofwel de intrekafstand met een kleine marge aan te passen. Pas op basis van de resultaten uw terugtrekafstand aan met 0,5 mm – 1 mm omhoog of omlaag. Het wordt niet aanbevolen om afstanden groter dan 5 mm of kleiner dan 0,5 mm te hebben.

  2. Snelheid

  Hoewel de snelheid van 3D-printen met PLA kan oplopen tot 90 mm/sec, garandeert printen met een lagere snelheid (ongeveer 40 mm/s) eindresultaten van hogere kwaliteit.

  3. Koeling

  Om afdrukken van hoge kwaliteit te maken, is het belangrijk om te zorgen voor een goed koelproces. Het wordt ten zeerste aanbevolen om gedurende het hele afdrukproces een gedeeltelijke koelventilator te gebruiken voor het maximale vermogen. Tijdens de eerste paar lagen van het drukproces kan afkoeling echter de laaghechting van uw onderdeel beïnvloeden. Om deze reden is het beter om uw ventilator in de eerste momenten van het afdrukproces uit te schakelen.

  4. Opslag

  Is je PLA-filament broos? Bubbelt het tijdens het printen? Dit komt waarschijnlijk omdat het filament vochtig is door onjuiste opslag. Net als ABS zijn PLA-filamenten hygroscopisch , wat betekent dat ze vocht uit de lucht aantrekken. Daarom is het cruciaal om ervoor te zorgen dat het PLA-filament in een luchtdichte verpakking wordt bewaard.
  

  Samenvattend

  Als een van de meest vertrouwde 3D-printkunststoffen scoort PLA hoog bij zowel industriële fabrikanten als hobbyisten. Het is goedkoop en relatief eenvoudig te gebruiken, op voorwaarde dat de instellingen van de 3D-printer goed zijn aangepast. In dit opzicht hopen we dat alles wat in onze gids wordt genoemd, je zal helpen om te slagen bij het 3D-printen met PLA-filamenten.