Содержание
- Общие характеристики,
- Особенности, плюсы и минусы,
- Основные настройки принтера,
- Применение PLA,
- Вывод,
- FAQ.
Общие характеристики
PLA, он же ПЛА, полное название - полилактид. Пожалуй, самый простой и неприхотливый пластик для 3D печати, за что особо любим начинающими мастерами нашего ремесла, но не лишенный достоинств и для более искушенных пользователей. Производится из возобновляемых ресурсов растительного происхождения, таких как кукуруза, картофель, сахарный тростник и так далее, из чего вытекает несколько его основных свойств: биологическая безопасность, а значит возможность безбоязненно использовать в медицине и пищевой индустрии, и биоразлагаемость, что с одной стороны обозначает его ограниченную по времени жизнеспособность, с другой отсутствие вреда для окружающей среды и необходимости специальной переработки и утилизации.
PLA один из самых первых и распространенных пластиков для печати в мире, а потому производится десятками и сотнями различных производителей .В натуральном виде молочно бледно-белый, полупрозрачный, матовый, но на данный момент существует бесчисленное количество цветов и модификаций, разнообразием соперничающих разве что с таким же старичком на рынке филаментов - ABS.
Не считая десятков различных цветов и оттенков, PLA может похвастаться и вовсе необычными, для других пластиков, разновидностями своего внешнего вида благодаря своей лояльности к инородным включениям. В состав пластика чего только не добавляют: и металл, и дерево, и стекло, и различные волокна, и даже другой пластик, что позволяет получить от него самые причудливые визуальные эффекты, от правдоподобной имитации дерева разных пород и металла всех марок, до глины и свечения в темноте. Все на свете перечислять не будем, ибо нет им числа, лишь можно уверенно сказать, что с точки зрения художественной ценности у PLA конкурентов нет.
Особенности, плюсы и минусы
Кроме очевидного и неоспоримого доминирования в красоте и разнообразии этой красоты, PLA не обделен функциональными свойствами, представляющих интерес для использования его в утилитарных целях. PLA, пожалуй, самый твердый и плотный пластик из всех, использующихся в быту. Изделия, напечатанные из него обладают высокой прочностью, оказывают стойкое сопротивление в попытке их согнуть и деформировать как-то иначе. Разумеется, это достоинство можно и нужно использовать в своих проектах.
Так уж сложилось в нашем мире, что одни и те же свойства могут являться как достоинствами, так и недостатками, в зависимости от требований предъявляемых к ним в конкретный момент времени. Так и обратной стороной твердости PLA становится его хрупкость. Деталь держится под внешней нагрузкой, практически не меняя своей формы, но в какой-то момент происходит резкое разрушение в сопровождении характерного хлопка. Однозначно признать твердость плюсом или минусом нельзя, все зависит от требований к конкретной детали и характера ее использования.
(PLA ломается сразу, без предупреждения, потому не имеет деформации в месте разлома)
Самым главным недостатком полиласкита девять из десяти печатников назовут его низкую температуру размягчения. У разных сортов она варьируется от 60 градусов Цельсия и выше, что очень мало. Разумеется, такое свойство необходимо обязательно учитывать, и в первую очередь, избегать эксплуатацию и даже нахождение деталей из PLA в условиях высоких температур. Например, в солнечный, даже не обязательно жаркий летний день, забавная фигурка собачки с качающейся головой, которую вы вчера радостно распечатали и гордо оставили на торпедо автомобиля, плавно, но быстро превратиться в композицию “жаба прячется в собственных слезах”. Но и плюсы в этом безобразии тоже можно найти - самая легкая печать из всех известных пластиков, а значит минимальные требования к принтерам, плюс отличная межслойная спекаемость.
(верхняя деталь подвергалась нагреву феном и немного потеряла форму)
Износостойкостью PLA похвастать тоже не может. Поверхность его нельзя назвать очень скользкой, а значит любое трение разогревает материал быстро и сильно. После чего в бой вступает предыдущий недостаток и добивает деталь в самые сжатые сроки. Старайтесь не делать из PLA трущихся механизмов, например шестеренок и шарниров.
Биоразлагаемость, скорее всего, трудно отнести к достоинствам, если только она не является главной причиной выбора этого пластика. Например, в садоводстве, где подпорки саженцев со временем теряют смысл и бесследно исчезают сами собой. Время жизни пластика сильно зависит от внешних факторов, таких как влажность, температура и ультрафиолетовое излучение. В идеальных условиях, каковыми являются тень и температура чуть выше нуля , пластик может сохранять свои свойства и внешний вид лет пять и более. В неблагоприятных же условиях, при высоких температурах и влажности, разрушение, в теории, начнет сказываться уже менее чем через месяц, а полностью закончится в срок от трех месяцев до полугода. Вообще, в обычных, комнатных и даже уличных условиях опасность разложения зачастую преувеличена, тем более если речь идет о современных версиях этого материала. Тем не менее важно учитывать где и как будет работать ваше деталь еще до того, как ее напечатать.
(дракончик из PLA пролежавший под открытым небом более двух лет, признаков деградации нет, выглядит как новый)
В жирный плюс полилактиду поставим малую, практически нулевую, усадку, что особенно важно для деталей большого размера. Они и от холодного стола во время печати не отскочат, и геометрические размеры сохранят максимально близко к заданным без нужды в поправках.
PLA во время печати чихать хотел на сквозняки, в отличие от того же ABS, которому они строго противопоказаны. Это сокращает проблемы с печатью, и дает возможность принудительного охлаждения (обдува), а значит уменьшения вероятности перегрева материала. То есть смело печатаем тонкие и точные элементы, отрицательные углы наклона стенок, длинные мостики и так далее.
Низкая гигроскопичность это хорошо. Пластик плохо впитывает воду, не вспенивается и не взрывается при печати, а значит нет необходимости его сушить каждый раз перед использованием и хранить в герметичных пакетах с силикагелем.
Высокая химическая стойкость к ацетону, спирту, бензину, маслу, большинству кислот и полное равнодушие к воде и растворам на ее основе, также большое преимущество PLA перед многими другими пластиками. Это свойство, вкупе с биологической безвредностью, позволяет печатать из полилактида разнообразную тару, посуду, емкости и прочие бытовые предметы, контактирующие с большинством агрессивных и не очень сред, в том числе пищевого назначения. Однако не стоит забывать, что кипяток в стакан из PLA все же лучше не наливать!
Во время печати PLA хоть и источает слабый запах, но скорее приятный, напоминающий о жареной картошке. И он полностью безвреден, в отличии от химической атаки ABS.
Податливость к механической обработке тоже запишем в плюс в плюс. Деталь после печати можно легко ошкурить, пройтись напильником где надо, без труда оторвать поддержки если таковые имеются, насверлить отверстий, покрасить ее и/или покрыть лаком. А вот склеивать детали из нашего материала немного сложнее, потребуется жидкость опасная своими парами, дихлорметан (ДХМ) или дихлорэтан (ДХЭ), да и то потребуются специфические навыки и опыт.
Основные настройки принтера
Как уже было неоднократно сказано ранее, PLA, пожалуй, самый некапризный материал для печати. Ему требуется минимальный нагрев сопла и стола, а иногда стол можно вообще не нагревать. Скорости печати ограничиваются только вашим принтером и сроками от заказчика. Требований к особенностям конструкции и наличия сверхвозможностей у принтера нет никаких, без проблем печатается на всем что может печатать. Именно поэтому PLA рекомендуется в качестве первого пластика начинающему 3D-модельеру, он поможет избежать удивления, гнева и разочарований.
Вообще, у каждого производителя, и каждой разновидности и даже каждой конкретной партии пластика есть собственные рекомендуемые параметры, которые могут сильно отличаться друг от друга. Мы советуем не пренебрегать цифрами написанными на катушке, как правило они помогают сократить время настройки и добиться максимального качества печати. Обычно, производителем указывается лишь два параметра - температура сопла в виде диапазона “от и до” и температура стола тоже в виде диапазона. Первая печать производиться при арифметически усредненных значениях и далее корректируется в соответствии с результатами.
Если же вы потеряли или забыли рекомендации производителя, для старта можно ориентироваться на такие цифры:
- Температура экструзии: 190-210 ०С
- Температура стола: от комнатной до 60 ०С
- Скорость печати: 30-80 мм/с
- Высота слоя: от 25 до 75% диаметра сопла, лучше 50%
К перечисленному добавим общие рекомендации:
- Минимальная толщина стенки: 1 мм,
- Слоев дна и крышки: не менее 2,
- Обдув: 100%,
- Ретракт: 1,5-2 мм, для директа, для боуденов больше раза в два.
- При перемещении над заготовкой поднимать экструдер по оси Z, во избежании удара соплом по уже напечатанным элементам.
Никаких сложностей с этим пластиком у вас возникнуть не должно, главное попасть в довольно широкое оптимальное окно температур, тогда все получится ровно, прочно и красиво.
Признаки перегрева: деталь “плывет”, не держит форму, тает как масло на блинчике. Решение: уменьшаем температуру градусов на 5, увеличиваем обдув, если он не на максимуме, пробуем снова.
Признаки недогрева: пластик плохо слипается, “скатывается” в комочки, скручивается в кудряшки вокруг сопла и липнет к нему в больших количествах. Решение: уменьшаем температуру сопла градусов на 5, пробуем еще. Возможно, потребуется снизить скорость печати, тут тоже главное не жадничать.
Если заготовка отрывается от стола, что для PLA явление редкое, делаем что-то из перечисленного ниже или все сразу:
- обезжириваем стол спиртом,
- поднимаем температуру стола градусов на 10,
- наносим на стол адгезив,
- проверяем и регулируем зазор между столом и соплом,
- убеждаемся, что температура экструдера оптимальна и пластик достаточно хорошо плавится.
Применение PLA
Область применения любого пластика определяется его свойствами и ограничивается его возможностями. Сильные стороны PLA это прочность, твердость, легкость печати, невысокая цена, безопасность, красивый внешний вид, многообразие цветов и эффектов, возможность постобработки.
Стало быть, вот что можно из него сделать:
- художественные изделия: статуэтки, вазы, декоративные элементы, крышки, пуговицы, игрушки и тому подобное;
- функциональные изделия: рукоятки, подпорки, кронштейны, крючки, ручки дверей, посуду для холодных продуктов, чехлы, коробочки и ящички,подпорки и поддержки для сада, кормушки для птиц и много-много чего еще.
Что не рекомендуется печатать PLA:
- посуду для горячих продуктов и напитков, детали автомобилей как внешние, так и внутренние, хомуты и кронштейны для батарей отопления и труб ГВС;
- любые детали с сопрягаемыми подвижными поверхностями, шестерни, шарниры, и прочее, что может нагреться выше 60 градусов и обо что-то трется.
Вывод
PLA - один из самых заслуженно популярных пластиков. Он обладает рядом сильных сторон, но и недостатками не обижен, о чем следует знать и обязательно учитывать при выборе его для той или иной задачи. Однозначно рекомендуется для начинающих любителей 3D-печати, но полностью отказываться от его использования не стоит даже опытным печатникам. При правильном выборе параметров и назначении изделия, PLA станет хорошим решением и принесет только радость и пользу.
FAQ
Можно ли использовать декоративные PLA-пластики для изготовления физически нагруженных изделий?
Зависит от пластика, некоторые из них достаточно прочные, например светящиеся, другие ломаются от падения с полуметровой высоты, например шелковые и деревянные. Вообще, лучше применять их только по прямому назначению - для изготовления красивых изделий.
Набирает популярность пластик PETG, заменит ли он PLA?
PETG, несомненно, тоже хороший пластик, прочный, не капризный в печати и не дорогой. У него есть свои преимущества, но и недостатки по сравнению с PLA. Сопоставление этих видов пластиков тема отдельной статьи, но если коротко: PETG более пластичен, хуже держит форму при нагрузке, хуже обрабатывается механически, очень плохо красится, не имеет такого разнообразия цветов и красот, немного сложнее в печати, текуч, требует подогрева стола, как правило чуть дороже.
Как PLA справляется с длительной вибрационной нагрузкой?
Данные на этот счет разнятся, от “хорошо” до “никак”. Как правило, самые полярные отзывы из них предвзяты и написаны либо производителями PLA, либо их конкурентами. Истина где-то посередине. Также надо понимать, что не все PLA одинаковы, например PLA+ ощутимо прочнее и традиционного и даже обладает некоторой пластичностью, что для вибрации очень хорошо. Вообще лучше всего со сложными динамическими и разнонаправленными нагрузками справляется полиамид (нейлон), но у него своих скелетов не один шкаф, о нем читайте отдельную статью.
Не вызывает ли повышенный износ сопла PLA с металлическими добавками?
Вызывает, как и добавками углеволокна и стекловолокна. Для долгой печати пластиками с твердыми частицами лучше установить на принтер стальное сопло, но не учитывать, что теплопередача у стали (тем более нержавейки) хуже, чем у латуни, а значит следует поднять температуру экструдера градусов на 5-10.
