Пластик ПЛА для 3Д-печати

Ат 19-11

Материаловедение

23.04.2020 (1 час)

Тема: PLA пластик. Характеристики. Области применения.

Цель: изучить характеристики PLA-пластика.

 

Теоретический материал

 

PLA-пластик (полилактид, ПЛА) - является биоразлагаемым, биосовместимым, термопластичным алифатическим полиэфиром, структурная единица которого - молочная кислота.

ПЛА-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника.

Сырьем для получения служат также картофельный и кукурузный крахмал, соевый белок, крупа из клубней маниока, целлюлоза.

На сегодняшний день полилактид активно используется в качестве расходного материала для печати на 3D-принтерах.

Безопасность PLA-пластика

 

Натуральное природное сырье в составе PLA-пластика позволяет без угрозы для здоровья человека применять его для различных целей.

При изготовлении ПЛА-пластика значительно сокращаются выбросы углекислого газа в атмосферу по сравнению с изготовлением «нефтяных» полимеров. На треть уменьшается использование ископаемых ресурсов, применение растворяющих веществ не требуется вообще.

Как правило, PLA-пластик поставляется в виде тонкой нити, которая намотана на катушку.

Технические характеристики PLA-пластика

 

Температура плавления	173-178°C
Температура размягчения	50°C
Твердость (по Роквеллу)	R70-R90
Относительное удлинение при разрыве	3,8%
Прочность на изгиб	55,3 МПа
Прочность на разрыв	57,8 МПа
Модуль упругости при растяжении	3,3 ГПа
Модуль упругости при изгибе	2,3 ГПа
Температура стеклования	60-65°C
Плотность	1,23-1,25 г/см³
Минимальная толщина стенок	1 мм
Точность печати	± 0,1%
Размер мельчайших деталей	0,3 мм
Усадка при изготовлении изделий	нет
Влагопоглощение	0,5-50%

Преимущества PLA-пластика при 3D-печати

 

· нетоксичен;

· широкая цветовая палитра;

· при печати нет необходимости в нагретой платформе;

· размеры стабильны;

· идеален для движущихся частей и механических моделей;

· отличное скольжение деталей;

· экономия энергозатрат из-за низкой температуры размягчения нити;

· нет необходимости применять каптон для смазывания поверхности для наращивания прототипа;

· гладкость поверхности напечатанного изделия;

· получение более детальных и полностью готовых к применению объектов.

PLA-пластик идеален для 3D-печати объектов с тщательной детализацией

Работа PLA-пластиком на 3D-принтере ведется посредством технологии моделирования методом послойного наплавления (FDM-Fused Deposition Modeling). Нить расплавляется, после чего доставляется по специальной насадке на поверхность для работы и осаживается. В результате построения модели расплавленным пластиком создается полностью готовый к применению объект. Изделия из PLA-пластика подвергают шлифованию и сверлению, красят акрилом. Однако стоит помнить, что предмет из ПЛА нужно обрабатывать с осторожностью из-за его хрупкости. Еще одним минусом PLA-пластика является его недолговечность: материал служит от нескольких месяцев до нескольких лет.

PLA-пластик является идеальным материалом для 3D-печати прототипов и изделий, которые не предполагается эксплуатировать длительное время. Это могут быть декоративные объекты, изделия для презентаций и предметы, требующие тщательной детализации.

 

Применение

Из этого пластика производятся вещи повседневного быта с небольшим сроком службы, которые изначально задуманы как одноразовые или временные. Это одноразовая посуда, пищевая упаковка, полиэтиленовые пакеты, наглядные пособия для презентаций и выставок, предметы декора и пр.

Кроме того, PLA-пластик применяется для создания прототипов будущих изделий из “основного материала” – это бывает необходимо в ювелирном деле, медицине, машиностроении и пр.

Особенно большие перспективы для ПЛА пластика открываются в медицине – из этого материала изготавливаются штифты, нити, хирургические шаблоны и многое другое. Экологичность и биологическое происхождение позволяют минимизировать риск отторжения пластика организмом. А благодаря высокой точности печати можно создавать даже самые мелкие “запчасти” для организма, которые будут для него “как родные”.

PLA-пластики очень удобны для работы в домашних условиях. Он не требует мощной вентиляции, специального подогрева рабочей поверхности и других условий. Кроме того, при работе с ПЛА не выделяется никаких вредных веществ. Работа с ним дома никак не навредит ни специалисту по 3D-технологиям, ни другим обитателям жилья.

Пластик ПЛА для 3Д-печати

• Размеры изделий стабильны, они не дают усадки при охлаждении. Это бывает критически важно при создании мелких деталей, которые нужно создавать с высокой точностью до долей миллиметра.
• Все места соединений получаются максимально точными, а поверхности – гладкими. Изделия практически не нуждаются в ручной доработке.
• Благодаря натуральному составу PLA-пластик абсолютно безопасен для здоровья и окружающей среды как в работе, так и в эксплуатации. Это особенно важно, если с 3Д-принтером или 3Д-ручкой работает ребенок. Недопустимо, чтобы дети вдыхали токсичные испарения.
• Готовые изделия при необходимости легко обрабатывать – шлифовать, сверлить, красить.