Löst sich PLA in Wasser auf und zersetzt es sich?

Es gibt viele Informationen zu diesem Thema, und die Wahrheit ist, dass es von vielen Bedingungen abhängt, da PLA in einigen Fällen spröde wird und ziemlich schnell zerfällt, während es in anderen Jahren jahrelang hält unter Wasser, ohne Schaden zu nehmen!

In diesem Artikel gehe ich darauf ein, ob sich PLA in Wasser auflöst, welche Bedingungen dafür erfüllt sein müssen, ob es Wasser aufnimmt und wie man es ggf. wasserdicht macht. Aber hier ist die kurze Antwort, wenn Sie keine Zeit haben, das Ganze zu lesen:

Damit sich PLA in Wasser auflöst, müssen viele Bedingungen erfüllt sein, wie z. B. eine hohe Wassertemperatur, UV-Licht und das Vorhandensein einer spezifischen biologischen Aktivität im Wasser. In den meisten Fällen wird PLA jahrelang im Wasser nicht zerfallen oder spröde, es sei denn, die Temperatur des Wassers ist relativ hoch und oder wenn Sonnenlicht damit in Kontakt kommen kann.

Löst sich PLA in Wasser auf?

PLA ist eine Art Biokunststoff. Es wird aus Kartoffeln, Mais, Reis und anderen ähnlichen Pflanzen und Gemüsen hergestellt. Obwohl es wasserfest ist, ist es nicht wie andere aus Petrochemikalien hergestellte Kunststoffe, die 500-1000 Jahre im Wasser halten können. PLA wird in Wasser viel schneller abgebaut als herkömmliche Kunststoffe, und dieser Abbau kann durch bestimmte Umgebungsbedingungen beschleunigt werden.

Zu den Umgebungsvariablen, die beeinflussen, wie stark sich ein PLA-3D-Druck in Wasser auflöst, gehören die Filamentmarke, Verarbeitungszusätze, biologische Aktivitäten und externe Variablen, einschließlich UV-Licht, Temperatur und die Sauerstoffversorgung des Wassers selbst.

Reines Wasser hat keinen Einfluss auf PLA-Drucke. Unter den oben genannten Bedingungen beginnt es sich jedoch viel schneller zu zersetzen als andere Kunststoffarten.

Darüber hinaus bauen organische Substanzen wie Bakterien und anorganische Materialien wie Mineralsalze die Polymerketten der Polymilchsäure (PLA) in verunreinigtem Wasser ab, wodurch sie in viel kleinere Ketten zerfallen, die als Monomere bezeichnet werden. Wenn der Kunststoff diese Größe erreicht, können Mikroorganismen anfangen, ihn zu fressen, was eigentlich als Kompostierung bezeichnet wird, aber häufig fälschlicherweise als „in Wasser gelöst“ bezeichnet wird.

Wenn die notwendigen Bedingungen oder Chemikalien, die zum Abbau des biologisch abbaubaren PLA erforderlich sind, in der Umgebung nicht vorhanden sind, werden Ihre PLA-Drucke daher niemals durch Wasser beeinträchtigt.

Im schlimmsten Fall quillt es auf, da PLA, wie auch die meisten anderen Filamente, hygroskopisch ist, also Wasser aufnimmt. Die positive Seite davon ist, dass es entweder im Ofen, mit einem Dörrgerät oder einem Filamenttrockner getrocknet werden kann, wodurch die Filamentrolle wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird.

Absorbiert PLA Wasser?

PLA-Filament ist leicht hygroskopisch, was bedeutet, dass es Wasser absorbiert (ich sage mild, weil es langsamer ist als andere Filamente). Das bedeutet, dass sowohl das Filament als auch die fertigen Drucke aufquellen und mit der Zeit spröde werden. Um dies zu vermeiden, sollten Sie das PLA in Plastikbehältern oder Druckverschlussbeuteln mit Silikagelpäckchen aufbewahren.

PLA absorbiert Wasser und wird dabei leicht schwächer. Je mehr Feuchtigkeit in PLA enthalten ist, desto schwächer wird es. Ein nasser PLA-Druck hat eine rauere Textur und mehr Unvollkommenheiten wie Kleckse, sprudelnde Textur und Fäden. Es wird spröde und verliert an Flexibilität, was bedeutet, dass es eher bricht und sich weniger leicht verbiegt. Auch die Haftung zwischen den einzelnen Druckschichten wird beeinträchtigt.

Aus diesem Grund sollten Sie auch nicht mit PLA drucken, das in einem feuchten Raum gelagert wurde, da der Druckprozess selbst beeinträchtigt wird und die Ergebnisse weitaus schlechter sind.

Versuchen Sie daher immer, Ihre Filamente ordnungsgemäß zu lagern, entweder in einem versiegelten Beutel mit Feuchtigkeitsabsorbern oder in einer speziell entwickelten Aufbewahrungsbox.

Wie man PLA wasserdicht macht

Ich werde Ihnen vier Möglichkeiten nennen, wie Sie Ihre 3D-Drucke wasserdicht machen können.

1) Drucken Sie dickere Schichten (verwenden Sie eine größere Düse)

Das Drucken mit einer größeren Düse bedeutet, dass die Kontaktfläche zwischen den Schichten größer wird, insbesondere wenn Sie eine wirklich niedrige Schichthöhe verwenden. Überzeugen Sie sich selbst in diesem Bild:

Wenn die Schichten selbst breit sind und die Schichthöhe niedrig ist, gibt es viel weniger Stellen, an denen Wasser durchdringen kann. Als Bonus wird Ihr Druck auch stärker!

2) Über Extrudieren

Das Überextrudieren ist eine effektive Methode, um Ihren Druck wasserdicht zu machen, aber es verringert die visuelle Qualität der Außenhülle erheblich.

Sie können 3D-Drucke wasserdicht machen, indem Sie das Filament beim Drucken leicht überextrudieren. Dadurch kann sich das Filament besser mit zuvor gedruckten Schichten verbinden. Es funktioniert auch gut mit Drucken, die bei einer höheren Temperatur gedruckt wurden, da die Schichten eher aneinander haften.

Diese Lösung funktioniert möglicherweise nicht für Sie, wenn Sie ein Produkt erstellen, das sehr genaue Abmessungen erfordert und das poliert aussehen muss.

3) Weitere Perimeter hinzufügen

Wenn Sie die Umfänge oder Schalen Ihres Modells vergrößern, wird Ihr 3D-Druck besser wasserdicht, ohne die visuelle Qualität wesentlich zu beeinträchtigen. Es ist möglich, das Auslaufen vollständig zu verhindern, indem Sie weitere 4-6 Schalen hinzufügen, da diese eine starke Barriere bilden.

4) Weniger komplexe Modelle drucken

Sie können Ihre 3D-Modelle sehr effektiv wasserdicht machen, indem Sie ihre Geometrie während des Designprozesses vereinfachen. Je komplizierter oder komplexer Ihr 3D-Druck, desto mehr Möglichkeiten gibt es, dass einige Unvollkommenheiten auftreten, und daher kann es auch mehr Stellen geben, an denen Wasser durch Ihren Druck austreten kann.

Durch die Vereinfachung Ihres Modells wird es wasserdichter und gleichzeitig stärker, einfacher und schneller zu drucken. Wenn Sie Überhänge, scharfe Ecken oder komplexe Details in Ihrem Design haben, gibt es mehr Raum für Fehler in Bezug auf Lücken und Schichthaftung.

5) Verwenden Sie Wachs, um den Druck wasserdicht zu machen

Wachs kann helfen, Ihren 3D-Druck wasserdicht zu machen, und Sie brauchen nicht wirklich eine bestimmte Art von Wachs, sogar Buntstifte werden funktionieren.

Stellen Sie sicher, dass Sie die Oberfläche des Drucks mit einer kleinen Bürste reinigen, verwenden Sie dann eine Heißluftpistole oder einen Wasserbad, um das Wachs zu schmelzen, oder irgendein anderes Objekt, das Sie sich vorstellen können, das es schmelzen würde, und tragen Sie es dann mit einer Bürste auf drucken.

Lassen Sie es danach einige Minuten einwirken, bis das Wachs vollständig abgekühlt ist, um schließlich das überschüssige Wachs mit der Bürste zu entfernen.

Wenn Sie es richtig gemacht haben, sollte Ihr Druck jetzt wasserdicht sein.

Können Sie PLA-Objekte in Aquarien verwenden?

PLA ist ein Biokunststoff. Es ist ungiftig, was es zu einer geeigneten Wahl für die Verwendung in Ihrem Aquarium macht, aber es gibt einige wichtige Faktoren, die bei der Verwendung von PLA-Filamenten in Aquarien zu berücksichtigen sind, um Schäden für Ihre Fische oder andere Wassertiere zu minimieren.

PLA selbst ist sicher, einige PLA-Hersteller verwenden jedoch gefährliche Zusatzstoffe, die das Ökosystem eines Aquariums gefährden können. Wenn Sie verhindern möchten, dass PLA-Drucke gefährliche Chemikalien in Ihr Aquarium bringen, sollten Sie vermeiden, mit PLA zu drucken, das nicht als lebensmittelecht gekennzeichnet ist oder das nicht entsprechend für die Verwendung im Aquarium geprüft wurde.

Drucken Sie nicht mit PLA-Filamenten, die aus Materialien wie Flex-PLA, Glow-in-the-Dark und Holzfüllung bestehen. Wählen Sie das natürliche PLA oder das weiße PLA (das klar ist und einen leicht gelben Farbton hat).

PLA ist biologisch abbaubar, so dass es sich schließlich zersetzt und der PLA-Kunststoff aufgrund der einzigartigen Bedingungen des Fischaquariums mit der Zeit zerfällt und zerbröckelt. Dies gilt insbesondere für Salzwasserbecken.

Ein 3D-Druck aus PLA muss nachbearbeitet werden, damit er nicht vollständig zusammenbricht, wie z. B. eine Imprägnierung. Behandlungen nach dem Drucken sind wichtig, um die Drucke vor Zersetzung zu schützen. Sie verleihen ihnen auch die richtige Oberflächenbeschaffenheit.

Wie ich bereits erwähnt habe, würde ich empfehlen, für PLA eine neutrale Farbe wie Weiß zu verwenden, da dies die Gesundheit der Fische nicht gefährdet.

Schlussfolgerung

Einige Leute behaupten, dass Ihre PLA-Drucke in nur zwei oder drei Wochen vollständig in Wasser zerfallen. Aber es gibt definitiv viele Kontroversen um dieses Thema.

Während PLA mit der Zeit spröder wird, wird dies hauptsächlich durch UV-Strahlung verursacht und nicht durch den Kontakt mit Wasser, es sei denn, das Wasser hat eine Temperatur von etwa 70 Grad Celsius. In diesem Fall brechen die Drucke ziemlich schnell zusammen!

Sie können also im Wesentlichen Drucke aus PLA erstellen und sie in Wasser verwenden, solange sie nicht den ganzen Tag von Sonnenlicht getroffen werden. Ich habe gesehen, dass PLA-Drucke über drei Jahre in Wasser ohne merkliche Zersetzung überlebt haben.

Ich hoffe, diese Informationen waren hilfreich!

Ich wünsche Ihnen einen wunderschönen Tag!

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