导读:PLA(聚乳酸)是增材制造领域使用最广泛的塑料之一,由化学家 Wallace Carothers 于 1930 年发明。这种材料可用制成长丝或颗粒,用于桌面3D打印机或更多工业级解决方案。与市场上的许多其他材料选择不同,PLA是一种更具可持续性的热塑性塑料,它来自可再生资源。因此,这种材料自从出现后就在3D打印领域广受欢迎,目前它的使用已经扩展到各种各样的领域。那么它的特性、打印难易程度以及应用场景都有哪些呢?

PLA的生产及特性
PLA 由玉米淀粉、木薯根或甘蔗等有机和可再生资源制成。

3D打印最广泛的塑料之一PLA:特性、应用场景以及制造商!
△PLA 由玉米淀粉等可再生材料制成

聚乳酸材料的一个特性是非牛顿特性,这是一种假塑性流体,它的粘度会随剪切速率发生变化。因此,它没有恒定的粘度值,即粘度值随工况发生变化。更具体来说,PLA是一种剪切变稀的材料,它的粘度会随着剪切速率的提高而降低。下文将讨论这种材料的易用性和用作3D打印材料时的主要行为。

3D 打印中的PLA形状
PLA 是 FFF 3D 打印中使用最广泛的材料之一,刚接触3D打印的人往往会从FFF打印技术,因为它非常容易上手。打印材料通常以细丝形式存在,也可以以颗粒形式存在。尽管材料进料源和熔化系统会根据 PLA 的状态(通过长丝挤出机或颗粒料斗)而变化,但材料和最终部件的特性是相同的。在本文中,我们将更多地关注长丝形式的 PLA,因为这是这种热塑性塑料最常见的形式。

3D打印最广泛的塑料之一PLA:特性、应用场景以及制造商!
△PLA 是 3D 打印中使用最广泛的热塑性塑料之一(图片来源:BMI 实验室)

●PLA 被认为是一种半结晶聚合物,熔化温度在170-180°C之间,与熔化温度为 200 260°C 的 ABS 长丝相比,该温度相对较低。这避免了使用加热托盘和封闭打印室的需要。

●如果材料得到适当冷却,在高速度等打印参数下,长丝会提供良好的性能。

●PLA部件往往具有非常低的变形能力。

●应该注意的是,PLA 的粘度高于其他标准热塑性塑料,如果不小心,可能会导致堵塞。,如果在 15 至 25°C 下储存,灯丝的保质期至少为 1 年。ABS是FDM 3D 打印中另一种最常用的热塑性塑料,它的强度和柔韧性很高,也不易翘曲,但仍然建议在机械复杂性不高的部件中使用 PLA,因为使用它很方便、快速。

●在后处理方面,PLA一般不需要复杂的步骤。移除零件时,会遇到第一打印层的附着力问题。因此建议在印版上使用特殊的粘合剂,以方便部件的拆卸。为了改善零件的表面状况,用户可以打磨它们并在必要时用丙酮处理它们。如果使用了支撑,可以用镊子轻松移除,如果使用了可溶性支撑结构,则可以将其溶解。

PLA在3D打印中的应用
PLA 是一种易得的塑料,易于在3D打印中使用,但这并不是说它只有优点。它的特性导致打印部件易碎,强度不高,并且对阳光和高温敏感,所以更适合给初学者使用,尤其是用于制作装饰元素、小工具和玩具等。

然而,PLA 并不局限于创客的世界。例如,许多行业也使用这种热塑性塑料进行原型制作。这为公司节省了大量资金,因为不需要创建模具。此外,汽车等行业也会用到PLA长丝,可以用于创建汽车配件甚至仪表板的某些部件。

3D打印最广泛的塑料之一PLA:特性、应用场景以及制造商!
△PLA 很受制造商欢迎,也适用于快速原型制作(图片来源:Markforged


主要厂家及价格
由于它是 FDM/FFF 打印中使用最广泛的热塑性塑料之一,几乎所有材料制造商都在其产品系列中提供 PLA 长丝或颗粒。这些包括 Polymaker、Recreus、Smart Materials以及巴斯夫。FDM 3D 打印机制造商通常会提供自己的灯丝,PLA 制造商有很多,例如 UltiMaker、Stratasys、Prusa 或 zortrax等。

●PLA 灯丝的价格会根据所寻求的颜色和特性而有所不同,混合长丝如纤维增强长丝具有更高的价格。
●标准长丝的价格一般在每公斤20至70欧元之间。
●还有可以使用颗粒打印的 3D 打印机,这种材料比细丝更实惠,因为它还没有经过加工。

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原文始发于微信公众号(可降解可循环中心):3D打印最广泛的塑料之一PLA:特性、应用场景以及制造商!

作者 808, ab