PLA-3D-Druck:Alles, was Sie wissen müssen

Polymilchsäure (PLA) zählt zu den beliebtesten Materialien für den 3D-Druck, insbesondere für FDM. Die einfache Handhabung und die minimalen Verzugsprobleme machen PLA-Filamente zum perfekten Ausgangspunkt für den 3D-Druck. PLA ist zudem eines der umweltfreundlichsten 3D-Druckmaterialien und im Gegensatz zu ABS biologisch abbaubar. Neben anderen Vorteilen von PLA sind auch der geringe Preis und eine große Auswahl an Farben und Mischungen. Aufgrund der Sprödigkeit des Materials eignet sich PLA jedoch besser für nicht funktionale Prototyping-, dekorative und spannungsarme Anwendungen .

In diesem Handbuch werden wir uns die Vorteile und Einschränkungen von PLA sowie die optimalen Druckereinstellungen genauer ansehen. Wir werden auch gängige Anwendungen des Materials untersuchen und einige Tipps geben, um das Beste aus dem 3D-Druck mit dem Material herauszuholen.

Warum 3D-Druck mit PLA?

PLA ist ein weit verbreitetes thermoplastisches Polymer aus natürlichen Quellen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen – im Gegensatz zu vielen anderen Thermoplasten, die aus nicht erneuerbaren Quellen wie Erdöl hergestellt werden. Von der Automobil- bis zur Lebensmittelverpackung verwenden eine Reihe von Branchen PLA, um 3D-Druckprodukte herzustellen.

Zu den Vorteilen von PLA gehören:

• Niedrige Drucktemperatur: PLA hat im Vergleich zu anderen Thermoplasten eine relativ niedrige Drucktemperatur (z.B. für PLA beginnt eine ideale Drucktemperatur bei ca. 180 °C, bei ABS liegt diese bei ca. 250 °C). Dies bedeutet, dass sich PLA während des Druckvorgangs weniger wahrscheinlich verzieht und die Düse verstopft. Außerdem erzeugt PLA im Vergleich zu ABS und anderen Thermoplasten mit höheren Schmelztemperaturen in der Regel bessere Oberflächendetails und schärfere Merkmale.
• Benutzerfreundlichkeit: PLA ist eines der einfachsten Materialfilamente für den 3D-Druck. Das Material haftet leicht auf einer Vielzahl von Oberflächen und erfordert kein beheiztes Druckbett, was wiederum zu seiner Benutzerfreundlichkeit beiträgt. Im Gegensatz zu ABS gibt PLA beim Drucken auch keine stinkenden Dämpfe ab.
• Vielfältige Farb- und Mischoptionen: PLA lässt sich leicht pigmentieren und ist in einer Vielzahl von Farben und Mischungen erhältlich. Das Material kann auch mit Holz, Carbon und sogar Metall gemischt werden, während auch Pigmente hinzugefügt werden können, um leuchtende oder glitzernde Filamente zu erhalten. Dies macht die Auswahl an PLA-Mischungen praktisch endlos.
• Einfache Nachbearbeitung: PLA-Drucke lassen sich leicht schleifen, polieren und lackieren, was mit relativ geringem Aufwand eine verbesserte Oberflächengüte ermöglicht. Sie können auch PLA-Teile bohren, fräsen und kleben – aber achten Sie darauf, dass das Teil nicht geschmolzen wird. Um ein Schmelzen Ihres PLA-Teils zu verhindern, halten Sie den Prozess einfach langsam und die Werkzeuge kalt (Sie können dies mit Wasser, WD-40 oder geeigneter Schneidflüssigkeit erreichen).
• Biologisch abbaubar: PLA ist ein umweltfreundliches Material, da es biologisch abbaubar und ungiftig ist und auch weniger Energie für den 3D-Druck benötigt und weniger Treibhausgase emittiert als erdölbasierte Materialien. Im Vergleich zu thermoplastischen Kunststoffen auf Erdölbasis, deren Abbau Tausende von Jahren dauert, können PLA-Teile normalerweise (natürlich) innerhalb weniger Jahre oder sogar Monate abgebaut werden.
  

Welche Einschränkungen gibt es beim 3D-Druck mit PLA?

• PLA hat eine geringe Hitzebeständigkeit , und kann daher nicht für Hochtemperaturanwendungen verwendet werden. Bei hohen Temperaturen kann sich PLA schnell verformen, insbesondere unter Belastung.
• PLA ist normalerweise schwächer und hat eine geringere Zugfestigkeit als seine Gegenstücke,  ABS und PETG. Da PLA-Teile beim 3D-Druck ziemlich spröde sind, eignet sich das Material eher für ästhetische als für mechanische Zwecke.
• Während PLA-Behälter lebensmittelecht sind, wenn sie nicht in 3D gedruckt werden, ist PLA nicht lebensmittelecht im 3D-Druck. Dies liegt daran, dass der 3D-Druckprozess winzige Lücken und Poren zwischen den Schichten Ihres Drucks erzeugt. Diese Lücken neigen dazu, Feuchtigkeit und Essensreste zu halten, was zu einer Ansammlung von Bakterien und Schimmel führt.
• Bei Erwärmung neigt PLA-Filament zum Auslaufen , was bedeutet, dass aus dem Extruder Ihres Druckers viel Plastik austreten kann, wenn Sie sich zwischen den Segmenten eines Drucks bewegen. Dadurch entstehen Fäden zwischen den einzelnen Bereichen Ihres Teils, was zu einem fehlerhaften Druck führen kann. Daher ist ein Kühlgebläse erforderlich, um dieses Problem zu vermeiden.
  

  Anwendungen

  Die Materialeigenschaften von PLA machen es besser geeignet für Anwendungen, bei denen Aussehen und Form wichtiger sind als Festigkeit und Haltbarkeit. Daher sind die besten Anwendungen für PLA Artikel, die eher für dekorative als für „Abnutzungszwecke“ bestimmt sind. PLA-Filamente sind auch eine gute Wahl für kostengünstiges Rapid Prototyping, genaue und lebendige Modelle, Requisiten, Gebäckformen und Behälter .

  In der Automobilindustrie , PLA wird häufig zum Drucken von Werkzeugen, Vorrichtungen und Vorrichtungen verwendet. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass PLA-Drucke hohen Temperaturen nicht standhalten und beim ersten Druck spröde sind, daher sollten Anwendungen im Hinblick auf die Fähigkeiten des Materials ausgewählt werden.

  Da PLA ein benutzerfreundliches, wirtschaftliches Material ist, wird es häufig in technischen Abteilungen sowie von Herstellern und Bastlern in FabLabs verwendet, um visuelle Modelle von Komponenten zu erstellen.

5 Tipps für den 3D-Druck mit PLA

Obwohl die Druckereinstellungen je nach Typ und Mischung der PLA-Filamente variieren, sind nachfolgend einige grundlegende Anforderungen und Spezifikationen aufgeführt, um einen erfolgreichen Druckprozess sicherzustellen:

• PLA-Schmelzpunkt: 150-160°C
• PLA-Drucktemperatur: 180-230°C
• Beheiztes Druckbett: optional
• Kühlung: Teillüfter ist notwendig
• Anlage: nicht notwendig
• Filamentspeicher: luftdichter Behälter

  1. Temperatur Die Temperatur des Extruders Ihres Druckers hängt vom Durchmesser des PLA-Filaments ab (es gibt zwei:1,75 mm und 2,85 mm) und reicht von 180 °C bis 230 °C. Wählen Sie niedrigere Temperaturen in diesem Bereich für Filamente mit einem Durchmesser von 1,75 mm und höhere Temperaturen für die Filamente mit einem Durchmesser von 2,85 mm. Im Allgemeinen empfiehlt es sich, mit dem Drucken bei einer Temperatur von etwa 180 °C zu beginnen und die Temperatur dann gegebenenfalls anzupassen.

  Wenn die Drucktemperatur zu hoch ist, kann dies zum Auslaufen von geschmolzenem PLA führen, was zu einer schlechten Druckqualität führt. Dieses Problem kann verhindert werden, indem entweder die Temperatur oder der Rückzugsabstand geringfügig angepasst werden. Passen Sie Ihren Rückzugsabstand basierend auf den Ergebnissen um 0,5 mm – 1 mm nach oben oder unten an. Es wird nicht empfohlen, Abstände von mehr als 5 mm oder weniger als 0,5 mm zu verwenden.

  2. Geschwindigkeit

  Obwohl die Geschwindigkeit des 3D-Drucks mit PLA bis zu 90 mm/s erreichen kann, garantiert das Drucken mit einer niedrigeren Geschwindigkeit (ca. 40 mm/s) qualitativ hochwertigere Endergebnisse.

  3. Kühlung

  Um qualitativ hochwertige Drucke zu erzielen, ist es wichtig, einen ordnungsgemäßen Kühlprozess sicherzustellen. Es wird dringend empfohlen, während des gesamten Druckvorgangs einen Teillüfter mit maximaler Leistung zu verwenden. Während der ersten Schichten des Druckprozesses kann die Kühlung jedoch die Schichthaftung Ihres Teils beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist es besser, Ihren Ventilator in den ersten Momenten des Druckvorgangs auszuschalten.

  4. Speicher

  Ist Ihr PLA-Filament spröde? Blasen sie während des Druckens? Dies liegt wahrscheinlich daran, dass das Filament durch unsachgemäße Lagerung feucht ist. Wie ABS sind PLA-Filamente hygroskopisch , das heißt, sie ziehen Feuchtigkeit aus der Luft an. Daher ist es wichtig sicherzustellen, dass das PLA-Filament in einem luftdichten Behälter aufbewahrt wird.
  

  Zusammenfassend

  Als einer der vertrauenswürdigsten 3D-Druckkunststoffe genießt PLA einen hohen Stellenwert bei Industrieherstellern und Bastlern. Es ist kostengünstig und relativ einfach zu bedienen, vorausgesetzt, die Einstellungen des 3D-Druckers sind richtig eingestellt. In diesem Zusammenhang hoffen wir, dass alles, was in unserem Leitfaden erwähnt wird, Ihnen beim 3D-Druck mit PLA-Filamenten zum Erfolg verhilft.