Beherrschung des PLA-3D-Druckfilaments:Zusammensetzung, Eigenschaften und Hauptunterschiede

PLA-Filament (Polymilchsäure) ist eines der am häufigsten verwendeten Filamente im FDM-3D-Druck (Fused Deposition Modeling), da es einfach zu verarbeiten ist und gut aussieht. In der Geschichte der Kunststoffe ist PLA das Original (naja, eines davon). Es wurde 1938 vom DuPont-Chemiker Wallace Carothers erfunden (der zufällig auch Nylon erfunden hat), aber es dauerte ziemlich lange, bis es sich durchsetzte. In den 50er Jahren begannen große Hersteller von Produktmaterialien damit, sich intensiver damit zu befassen, und in den 90er Jahren war PLA kommerziell auf dem Markt. Es wurde zunächst als biologisch abbaubare PET-Alternative eingeführt und wird seitdem für alles verwendet, von Verpackungen und Einwegbesteck bis hin zu Geräten und Vorrichtungen. Als Ende der 2000er Jahre 3D-Drucker auf den Markt kamen, war PLA eines der ersten verwendeten Filamentmaterialien und macht heute mehr als 40 % der in der additiven Fertigung verwendeten Kunststoffe aus. 

Was ist PLA-3D-Druckfilament?

PLA ist ein thermoplastisches Polymer, das durch Fermentation pflanzlicher Produkte wie Zuckerrohr oder Maisstärke zur Herstellung von Milchsäure hergestellt wird, die dann häufig unter Verwendung von Lactid zu PLA polymerisiert wird. Anschließend kann es mit Nukleierungsmitteln oder Weichmachern (z. B. Polyethylenglykol) vermischt werden, um seine Eigenschaften zu verändern. Für zusätzliche Vorteile kann es auch mit anderen Materialien wie Holzfasern, Kohlenstoff, Metallflocken, Graphen usw. gemischt werden. Anschließend wird es zu Filamenten oder Fasern extrudiert. Die PLAs mit einfacheren Zutatenlisten werden als PLA bezeichnet, während diejenigen, die voller Verstärker sind, als PLA+ bezeichnet werden.

• PLA :Kommt dem reinen Polymer nahe, kann jedoch begrenzte Mengen an Additiven enthalten, um verschiedene Eigenschaften zu modifizieren, einschließlich intramolekularer Flexibilität, Schmelzviskosität und Farbe oder visuellen Eigenschaften.
• PLA+ :Enthält wahrscheinlich erhebliche Mengen einer breiten Palette von Zusatzstoffen. Dazu gehören Kohlefasern für Modellstabilität, Steifigkeit und erhöhte UTS (ultimative Zugfestigkeit); Holzfasern für kosmetische Zwecke; Graphen für Steifigkeit und erhöhte UTS; und Metallpartikel für kosmetische Effekte.

Weitere Informationen zu ihren Gemeinsamkeiten, Unterschieden und Verwendungsmöglichkeiten finden Sie in unserem Leitfaden:PLA vs. PLA+ 3D-Druck.

Zu den wünschenswerten Eigenschaften von PLA gehört die schichtinterne Bindung, die es frisch extrudiertem Kunststoff ermöglicht, sich sehr gut mit kürzlich abgekühltem Kunststoff zu verbinden. Die Stränge und Schichten verschmelzen mühelos zu einer glatten (und hübschen) Oberfläche, und daran ändert sich nicht viel, selbst wenn Sie die Einstellungen der Maschine ändern. Außerdem weist es eine gute Toleranz gegenüber einer Reihe von Extrusionstemperaturen auf, so dass Sie es auf vielen verschiedenen Maschinen verwenden können. Dies macht das Drucken sehr einfach und ein großartiges Einstiegsfilament für den 3D-Druck für diejenigen, die nicht viel Erfahrung haben.

Sie können PLA für Artikel verwenden, die attraktiv, aber nicht unbedingt langlebig sein müssen. Das Material hält keiner großen Beanspruchung stand, daher sollten Sie daraus keine Maschinenteile, technischen Teststücke oder Lagerkomponenten herstellen. Es übersteht den Aufenthalt im Freien nicht und hält Wasser, Chemikalien oder Abrieb nicht gut stand. Und nur weil es aus „grünen“ Materialien hergestellt ist, ist es nicht automatisch umweltfreundlich. PLA muss separat recycelt werden und ist nur dann biologisch abbaubar, wenn es kommerziell kompostiert wird.

Wie ist die Zusammensetzung von PLA-Filament?

PLA-Filament ist ein Polymer, das aus der Fermentation pflanzlicher Quellen wie Zuckerrohr, Wasserbrotwurzel und Maisstärke entsteht. Es lässt sich in zwei große Kategorien einteilen:

1. PLA: Kommt dem reinen Polymer nahe, kann jedoch begrenzte Mengen an Additiven enthalten, um verschiedene Eigenschaften zu modifizieren, darunter intramolekulare Flexibilität, Schmelzviskosität sowie Farb- oder visuelle Eigenschaften.
2. PLA+: Enthält wahrscheinlich erhebliche Mengen einer breiten Palette von Zusatzstoffen. Dazu gehören:Kohlefaser für Modellstabilität, Steifigkeit und erhöhte UTS (ultimative Zugfestigkeit); Holzfasern für kosmetische Zwecke; Graphen für Steifigkeit und erhöhte UTS; sowie Metallpartikel für kosmetische Effekte.

Was sind die Eigenschaften von PLA-Filament?

Alle wichtigen Eigenschaften von PLA-Filament sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.