De levensduur van PLA 3D-prints: Hoe lang duren ze?

Als 3D-printenthousiast heb je je misschien afgevraagd hoe lang een PLA 3D-print meegaat.

En ja, PLA 3D-geprinte objecten degraderen in de loop van de tijd, net als elke andere machine, maar het duurt vele jaren voordat dat de functionaliteit beïnvloedt.

Daarom hoef je je geen zorgen te maken; het standaard PLA-degraderingsproces duurt lang voordat het de 3D-printfunctionaliteit beïnvloedt.

Hoe lang duren PLA-prints?

PLA-materiaal (bekijk op Amazon) houdt een tijdje stand onder normale omstandigheden. Bepaalde condities versnellen echter de biologisch afbreekbare eigenschappen van een PLA-object.

Omgevingsvochtigheid, direct zonlicht en micro-organismen zijn factoren die PLA-prints in de loop van de tijd degraderen.

Wat is PLA-filament?

PLA-plasticfilament is een plantaardig plasticmateriaal. Het is een van de populairste plasticmaterialen in de 3D-printindustrie.

PLA-filament wordt geproduceerd met maïzetmeel als grondstof, wat het een echt eco-vriendelijk filamenteen maakt.

PLA-filamenteigenschappen maken het ideaal voor de meeste 3D-printers. De eigenschappen elimineren de noodzaak voor een verwarmd ingebouwd printbed vanwege de lage glasovergangstemperatuur.

De opslag is laag-bewaakt vergeleken met andere plasticfilamenten, en het biedt hobbyisten een breed toepassingsbereik. Daarnaast komt PLA-filament in een breed kleurenassortiment.

Is PLA-filament biologisch afbreekbaar?

Ja! PLA-filament is gemaakt van hernieuwbaar materiaal dat biologisch afbreekbaar is in industriële compostinstallaties. PLA blijft hoogst duurzaam vergeleken met fossiele filamenten omdat het geproduceerd wordt uit hernieuwbare grondstoffen die het afbreken.

Echter, PLA-filamenten worden versterkt met koolstofvezel tijdens productie. Koolstofvezel verhoogt sterkte, stijfheid en dimensionale stabiliteit, waardoor PLA-filament een hogere prestatie levert.

Dus, net als andere plasticfilamenten, vervuilt PLA de omgeving, en 3D-printgebruikers moeten het recyclen.

Biologisch afbraakproces en tijd van een PLA-print

Het biologisch afbraakproces en de tijd van de PLA 3D-print hangen af van de omgeving. De consensus is dat PLA-objecten niet direct afbreken bij kamertemperatuur. Feitelijk duren PLA-prints bij gemiddelde omgevingstemperaturen zo lang als 15 jaar.

Echter, bepaalde condities kunnen PLA-objecten versneld laten vervallen, met zichtbare tekenen al binnen een jaar.

Drie elementen uit de omgeving veroorzaken PLA-printdegradatie: hitte, vochtigheid en kamerdruk, en micro-organismen.

Deze factoren combineren tot een omgeving die gunstig is voor het snelle vervallen van het biologisch afbreekbare PLA-printmateriaal.

Daarnaast degradeert een PLA-print sneller in een hoge-temperatuuromgeving met een rijke micro-organismen aanwezigheid.

Bodem absorbeert water en is vereist voor PLA-printverval, maar degradatie vereist een PLA glasovergangstemperatuur van 60 °C.

Een achtertuin compostbak (bekijk op Amazon) is nodig in de mix om deze glasovergangstemperatuur te bereiken.

Heeft PLA-filament een vervaldatum?

Ja! PLA-filament heeft een houdbaarheidstermijn. Belangrijker nog: PLA is een biologisch afbreekbaar plastic, en vochtigheid en vocht bepalen hoe lang het meegaat.

PLA en andere filamentfabrikanten adviseren om plastic filamenten in lage-vochtigheidsomgevingen op te slaan.

3D-printers produceren robuuste prints door indoor 3D-printen, weg van mogelijke nadelige effecten van zonlicht.

Opvallend is dat PLA-prints die binnen gebruikt en bewaard worden, lang meegaan, bijna voor altijd! De levensduur van een PLA-object kan ook verlengd worden door het object niet zware mechanische belasting te laten ondervinden.

Dus, om lang mee te gaan, moet je vermijden je PLA-prints langdurig aan buitencondities bloot te stellen.

PLA-objecten duren zo lang als 15 jaar wanneer ze binnen bewaard en met zorg gebruikt worden. In tegenstelling, tonen ze al na een jaar zichtbare verteringstekenen als ze buiten gebruikt worden en zware, aanhoudende belasting ondergaan.

De bovenstaande houdbaarheid is standaard voor de meeste 3D-prints in de industrie. Het is echter onderhevig aan andere factoren, breed gebaseerd op specifieke omgevingscondities.

Redenen waarom PLA-objecten zwaar kunnen vervallen

PLA-materiaal vervalt bij blootstelling aan buitenfactoren zoals vochtigheid en UV-straling. Volledig solide en dikke prints met een hoge interieurdichtheid kunnen zwaar vervallen onder vochtige omstandigheden.

Tegelijkertijd absorberen PLA-filamenten gemakkelijk water, waardoor PLA-objecten aan gewicht winnen en opzwellen. De hygroscopische aard van PLA-prints komt niet voor bij ABS-filament, dat maanden doet over minimale wateropname bij blootstelling aan de atmosfeer.

PLA en andere plasticfilamenten degraderen afhankelijk van opslag. Dat informeert waarom PLA-filamentfabrikanten de plastic in specifieke condities bewaren, zoals in een vacuümzak.

PLA-filament en objectvervalproces

PLA-filamenten absorberen water uit de omgeving als ze niet correct opgeslagen worden. Ten tweede worden de buitenste delen van het filament broos door blootstelling aan vochtige condities. Het PLA-object begint op te zwellen doordat de objectdimensies toenemen.

Objectopzwelling en diameterstoename worden gevolgd door geleidelijke verval en uiteindelijke afbraak.

Hoe herken je vervalld filament

Slechte printkwaliteit is bewijs van filamentverval. Soms merk je dat PLA 3D-prints streepjes vertonen. Deze signalen moeten je waarschuwen dat je 3D-print met vervalld filament bezig bent.

Daarentegen duiden fijne prints van een 3D-printproces op PLA-filamenten in uitstekende staat.

Wat zorgt ervoor dat PLA-prints niet lang meegaan?

Laten we duiken in oorzaken waarom PLA-prints niet lang meegaan.

Vocht

Waarom vocht PLA-filament doet vervallen

PLA-filamentafbraak vindt plaats in een proces genaamd hydrolyse. Bij hydrolyse reageert het PLA-polymeer met water op lage snelheid. Hierdoor breken de langere polymeren in kleinere ketens.

Wanneer langere PLA-polymeren afbreken in kleinere ketens, wordt het PLA-filament broos.

Dit is de hoofdoorzaak waarom PLA-filament zo slecht presteert in vochtige condities. Daarom is het niet raadzaam PLA 3D-geprinte containers te gebruiken voor voedsel en dranken waar vochtigheid aanwezig is.

Zonlicht

Fotodegradatie is een proces waarbij de polymereigenschappen van een filament afnemen door blootstelling aan UV-straling. PLA's weerstand hiertegen is aanzienlijk zwak.

Het fotodegradatieproces wordt aangegeven door broosheid en vervaging van de filamentkleur. Broosheid zorgt ervoor dat filamenten stijf worden en makkelijk breken. Bovendien neigen gebleekte plastic naar geel te verkleuren.

Het proces beïnvloedt de stabilisatoren van het filament, wat ze omzet in vrije radicalen. Daarnaast zorgt fotodegradatie ervoor dat 3D-geprinte objectkleuren vervagen, wat geleidelijk tot kleurverlies leidt.

Hoge temperaturen

Je wordt geadviseerd PLA-materiaal niet bloot te stellen aan hoge temperaturen omdat PLA-prints vervormen (warping) door de lage glasovergangstemperatuur van 60-65 °C.

Wanneer de vochtdiffusiesnelheid toeneemt, nemen de kansen op hydrolyse ook toe.

Micro-organismen

PLA is een bekend biologisch afbreekbaar plastic dat goed bewaard moet worden om verval te voorkomen. De invloed van microben op PLA-verval is een biologisch vraagstuk; het fernhouden van filamenten van alles wat micro-organismen kan helpen gedijen is een goed idee.

PLA-materiaal fernhouden van alles met een hoge concentratie micro-organismen is de eerste stap.

De agenten van micro-organismen zijn bodem, planten en water. Daarnaast versnelt het hydrolyseproces micro-organismen PLA-verval doordat het resulteert in korte-keten polymeren.

De omgevingsfactor blijft de meest significante factor die micro-organisme degradatie bevordert. Je moet dus vocht vertragen en zonlicht fernhouden van PLA-materiaal door het binnen te gebruiken en op te slaan.

Kunnen PLA 3D-prints makkelijk breken?

Ja! PLA 3D-prints kunnen makkelijk breken onder specifieke condities. Opvallend is dat PLA 3D-geprinte objecten snel kunnen vervallen als ze blootgesteld worden aan omgevingen met hoge temperaturen en vochtigheidsniveaus.

Daarnaast breken kleinere prints makkelijker dan grote prints. Dikkere en grotere prints zijn sterker omdat ze een groot oppervlak hebben. Dit stelt spanning in staat om zich over talloze lagen te verspreiden, wat 3D-objectstabiliteit waarborgt.

Het kiezen van een perfect 3D-ontwerp en printmateriaal zorgt ervoor dat 3D-prints sterker uitkomen en niet makkelijk breken.

Kunnen PLA 3D-prints onbreekbaar gemaakt worden?

PLA 3D-prints worden gemaakt voor verschillende toepassingen, en sommige toepassingen vereisen dat het object versterkt wordt. Voorbeelden zijn speelgoed en palletproductie.

Opvallend is dat speelgoed geliefd is en intensief gebruikt wordt, terwijl pallets gebruikt worden om zware objecten te dragen.

Tips om PLA 3D-objecten te versterken

Interieurdichtheid verhogen

PLA is een van de populairste materialen die versterking nodig hebben voor specifieke toepassingen die solide 3D-objecten vereisen. Je kunt de interieurdichtheid van een print verhogen om de gewenste soliditeit te bereiken.

Het 3D-systeem stelt je in staat om de interieurdichtheid van je object aan te passen op een 0-100% schaal, waarbij 0% volledig hol is en 100% heel solide.

Modeloriëntatie

3D-printen wordt gedaan met printers die gesmolten filamenten extruderen om objecten te produceren. Tijdens het printproces ontwikkelen objecten grenslagen die ze verzwakken. Ook is het moeilijk de printrichting te veranderen tijdens het proces.

Daarom lost modeloriëntatie vóór het printen deze uitdaging op. Om je model perfect te oriënteren, moet je de mechanische spanning van je object observeren om blootstelling aan zwakke grenzen te voorkomen.

Composietmateriaal

Composietmaterialen zoals hout, metaal en keramiek stellen je in staat om 3D-objecten te produceren die materialen nabootsen die niet traditioneel in 3D-printen gebruikt worden.

Composietfilamenten zoals koolstofvezel bevatten vast materiaal; deze vaste materialen versterken alleen PLA en moeten niet als sterker beschouwd worden dan authentieke materialen zoals metaal, hout of keramiek.

Injectie

3D-printen stelt je in staat om holle objecten te printen. Dit is een significant voordeel van 3D-technologie. Aan de andere kant maakt het PLA 3D-prints sneller vervallen.

3D-objecten worden geïnjeteerd met lijmmateriaal in hun interne kaviteit om filamentverval te compenseren.

Je moet kleine gaten in de schil booren om injectie toe te laten.

Zijn gebroken PLA 3D-geprinte onderdelen recycleerbaar?

Ja! Je kunt gebroken PLA 3D-geprinte onderdelen recyclen. Ook helpt 3D-printrecycling het milieu schoon te maken; het proces is dus eco-vriendelijk.

Als thermoplastisch materiaal is PLA recycleerbaar. Het recyclingsproces omvat wassen, sorteren, schredderen, smelten tot kleine pellets. Deze kleine pellets kunnen dan als grondstof dienen voor nieuwe 3D-geprinte objecten.

Dureren PLA 3D-geprinte objecten binnen of buiten water?

Voor PLA om in water op te lossen, moeten andere variabelen mee spelen. Voorwaarden voor PLA-oplossing in water zijn hoge watertemperatuur, blootstelling aan UV-licht en biologische activiteit in water.

Anders is PLA veiliger wanneer het binnen en buiten water bewaard wordt.

Conclusie

Dit artikel beantwoordt vragen over de levensduur van PLA-filamenten in 3D-printtechnologie.

Daarnaast bespreekt het talloze andere kwesties rond PLA-plasticfilamenten, wat het een virtuele uitgebreide gids maakt die nuttig is voor je op dit onderwerp.

Belangrijk om te onthouden: PLA-prints degraderen onder ongunstige omgevingsomstandigheden zoals hoge temperaturen en vochtigheid, UV-lichtblootstelling en waterblootstelling.

Echter, wanneer binnen gebruikt en veilig opgeslagen, duurt PLA lang, wat het een van de populairste 3D-printerfilamenten maakt.