ในฐานะซัพพลายเออร์ของวัสดุ PLA (polylactic acid) ฉันมักจะถูกถามว่าวัสดุ PLA สามารถใช้ในการพิมพ์ 3 มิติได้หรือไม่ คำตอบคือการดังก้องใช่! PLA ได้กลายเป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการพิมพ์ 3 มิติและในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะสำรวจว่าทำไมมันถึงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมคุณสมบัติข้อดีข้อ จำกัด และเคล็ดลับบางประการสำหรับการใช้งานในการพิมพ์ 3 มิติ
วัสดุ PLA คืออะไร?
PLA เป็นโพลีเอสเตอร์เทอร์โมพลาสติกที่ได้มาจากทรัพยากรทดแทนเช่นแป้งข้าวโพดอ้อยหรือรากมันสำปะหลัง มันเป็นพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้และสามารถย่อยสลายได้ซึ่งทำให้เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับพลาสติกปิโตรเลียมแบบดั้งเดิม เนื่องจากต้นกำเนิดของมันสามารถหมุนเวียนได้ PLA จึงมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับพลาสติกอื่น ๆ
ทำไม PLA จึงเหมาะสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ
ใช้งานง่าย
หนึ่งในเหตุผลหลัก PLA เป็นที่นิยมในการพิมพ์ 3 มิติคือความสะดวกในการใช้งาน มันมีจุดหลอมละลายที่ค่อนข้างต่ำโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 180 - 220 ° C ซึ่งหมายความว่าสามารถอัดผ่านหัวฉีด 3D ที่มีพลังงานน้อยลงและที่อุณหภูมิต่ำกว่าเมื่อเทียบกับวัสดุอื่น ๆ เช่น ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) อุณหภูมิที่ต่ำกว่านี้ยังช่วยลดความเสี่ยงของการแปรปรวนซึ่งเป็นปัญหาที่พบบ่อยในการพิมพ์ 3 มิติซึ่งวัตถุที่พิมพ์ออกมาขดตัวที่ขอบขณะที่มันเย็นลง
การยึดเกาะชั้นดี
PLA จัดแสดงการยึดเกาะชั้นที่ยอดเยี่ยม เมื่อเครื่องพิมพ์ดึงเลเยอร์ใหม่ของ PLA หลอมเหลวที่ด้านบนของอันก่อนหน้านี้เลเยอร์จะเชื่อมต่อกันได้ดี ส่งผลให้พิมพ์ที่แข็งแรงและทนทานพร้อมพื้นผิวที่เรียบเนียน การยึดเกาะของเลเยอร์ที่ดียังหมายความว่าวัตถุที่พิมพ์มีโอกาสน้อยที่จะแยกแยะหรือแยกออกจากกันระหว่างเลเยอร์
หลากหลายสี
เส้นใย PLA มีสีสันมากมาย ไม่ว่าคุณจะกำลังมองหาสีสดใสและสดใสสำหรับงานศิลปะหรือมากกว่าที่ดูเป็นธรรมชาติ - มองหาเฉดสีสำหรับชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ ความหลากหลายนี้ช่วยให้ความคิดสร้างสรรค์ในระดับสูงในโครงการการพิมพ์ 3 มิติ
กลิ่นต่ำ
ซึ่งแตกต่างจากวัสดุการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ เช่น ABS ซึ่งสามารถปล่อยควันที่แข็งแรงและไม่พึงประสงค์เมื่อถูกความร้อน PLA มีกลิ่นต่ำมาก สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่บ้านหรือสำนักงานที่มีการระบายอากาศอาจมี จำกัด
คุณสมบัติของ PLA ในการพิมพ์ 3 มิติ
คุณสมบัติเชิงกล
PLA Prints มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดี พวกเขาค่อนข้างเข้มงวดและสามารถรักษารูปร่างได้ดีทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบกับพลาสติกวิศวกรรมบางชนิด PLA ไม่แข็งแรงหรือทนทาน - ต้านทาน ตัวอย่างเช่นมันอาจไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนที่จะต้องเผชิญกับความเครียดสูงหรือผลกระทบซ้ำ ๆ
คุณสมบัติทางความร้อน
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ PLA มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ นอกจากนี้ยังหมายความว่ามันมีความต้านทานความร้อนที่ จำกัด วัตถุที่พิมพ์ออกมาจาก PLA สามารถเริ่มเปลี่ยนรูปที่อุณหภูมิประมาณ 50 - 60 ° C ดังนั้นหากคุณต้องการส่วนที่จะสัมผัสกับอุณหภูมิสูง PLA อาจไม่ใช่วัสดุที่เหมาะสมที่สุด
ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ
ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของ PLA เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในหลาย ๆ แอปพลิเคชัน ในสภาพการทำปุ๋ยหมักอุตสาหกรรม PLA สามารถแยกลงในน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับแอปพลิเคชันที่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นเรื่องที่น่ากังวลเช่นผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคหรือต้นแบบที่ใช้แล้วทิ้ง
ข้อดีของการใช้ PLA ในการพิมพ์ 3 มิติ
ราคา - มีประสิทธิภาพ
โดยทั่วไปแล้วเส้นใย PLA นั้นมีราคาไม่แพงมากเมื่อเทียบกับวัสดุการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ สิ่งนี้ทำให้สามารถเข้าถึงได้สำหรับมือสมัครเล่นนักเรียนและธุรกิจขนาดเล็ก ค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่านั้นหมายความว่าคุณสามารถทดลองกับการออกแบบและต้นแบบที่แตกต่างกันโดยไม่ทำลายธนาคาร
ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ในฐานะที่เป็นวัสดุที่ย่อยสลายได้และทดแทนได้ PLA เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้ที่ต้องการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยการใช้ PLA ในการพิมพ์ 3 มิติคุณจะมีส่วนร่วมในกระบวนการผลิตที่ยั่งยืนมากขึ้น
ความเข้ากันได้
เครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่ในตลาดเข้ากันได้กับเส้นใย PLA ไม่ว่าคุณจะมีเครื่องพิมพ์เดสก์ท็อป FDM (การสร้างแบบจำลองการหลอมรวม) หรือเครื่องจักรระดับมืออาชีพมากขึ้นคุณสามารถใช้ PLA สำหรับงานพิมพ์ของคุณได้อย่างง่ายดาย
ข้อ จำกัด ของ PLA ในการพิมพ์ 3 มิติ
ความต้านทานทางเคมีที่ จำกัด
PLA ไม่ทนต่อสารเคมีบางชนิด มันสามารถถูกโจมตีโดยตัวทำละลายน้ำมันและกรดบางส่วน สิ่งนี้ จำกัด การใช้งานในแอปพลิเคชันที่ชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมาอาจสัมผัสกับสารเหล่านี้
ความเปราะบาง
ในขณะที่ PLA มีความแข็งแรงที่เหมาะสม แต่ก็ค่อนข้างเปราะ ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วย PLA อาจมีแนวโน้มที่จะแตกหรือแตกหักหากพวกเขางอหรือถูกส่งผลกระทบอย่างฉับพลัน
เคล็ดลับในการใช้ PLA ในการพิมพ์ 3 มิติ
การเตรียมเตียงพิมพ์
เพื่อให้แน่ใจว่าการยึดเกาะที่ดีของชั้นแรกสิ่งสำคัญคือการเตรียมเตียงพิมพ์อย่างถูกต้อง คุณสามารถใช้ไม้กาวสเปรย์หรือกาวพิมพ์ 3 มิติบนพื้นผิวเตียงพิมพ์ สิ่งนี้จะช่วยให้ PLA ติดอยู่กับเตียงและป้องกันการแปรปรวน
ความเร็วในการพิมพ์
โดยทั่วไป PLA สามารถพิมพ์ด้วยความเร็วค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับวัสดุอื่น ๆ อย่างไรก็ตามยังคงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องหาสมดุลที่เหมาะสม การพิมพ์เร็วเกินไปอาจส่งผลให้เกิดการยึดเกาะของชั้นที่ไม่ดีหรือการรัด (พลาสติกบาง ๆ ระหว่างส่วนต่าง ๆ ของการพิมพ์)
การทำให้เย็นลง
การระบายความร้อนที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเมื่อพิมพ์ด้วย PLA เครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่มาพร้อมกับพัดลมระบายความร้อนที่พัดอากาศไปยังเลเยอร์ที่พิมพ์ออกมาขณะที่พวกเขาถูกอัดขึ้นรูป สิ่งนี้จะช่วยให้ PLA เย็นและแข็งตัวอย่างรวดเร็วปรับปรุงคุณภาพการพิมพ์
วัสดุที่เกี่ยวข้องกับ PLA
หากคุณกำลังมองหาวัสดุที่มีคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้นเรายังเสนอผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องPLA PBSรวมข้อดีของ PLA และ PBS (polybutylene succinate) นำเสนอความยืดหยุ่นและความเหนียวที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับ PLA บริสุทธิ์PLA PBAT CORNSTARCHเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ PBAT (polybutylene adipate terephthalate) ถูกเพิ่มลงใน PLA พร้อมกับแป้งข้าวโพดส่งผลให้วัสดุที่มีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีขึ้นและประสิทธิภาพเชิงกลPBAT และ PLAนอกจากนี้ยังมีการผสมผสานซึ่งสามารถปรับให้เหมาะกับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะ
บทสรุป
โดยสรุปวัสดุ PLA เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ความสะดวกในการใช้งานการยึดเกาะชั้นดีช่วงสีกว้างและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับทั้งผู้เริ่มต้นและผู้ที่ชื่นชอบการพิมพ์ 3 มิติที่มีประสบการณ์ ในขณะที่มันมีข้อ จำกัด บางอย่างเช่นความร้อนและความต้านทานทางเคมีที่ จำกัด และความเปราะบางสิ่งเหล่านี้มักจะสามารถเอาชนะได้โดยการเลือกการออกแบบและการใช้งานที่เหมาะสม
หากคุณสนใจที่จะซื้อวัสดุ PLA ที่มีคุณภาพสูงสำหรับโครงการการพิมพ์ 3 มิติของคุณเรายินดีที่จะรับฟังจากคุณ ทีมงานของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการค้นหาเส้นใย PLA ที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการของคุณ ติดต่อเราเพื่อเริ่มการอภิปรายการจัดซื้อและนำการพิมพ์ 3 มิติของคุณไปอีกระดับ
การอ้างอิง
- Gibson, I. , Rosen, DW, & Stucker, B. (2015) เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่ง: การพิมพ์ 3 มิติ, การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตดิจิตอลโดยตรง สปริงเกอร์
- Le Digabel, J. (2016) การพิมพ์ 3 มิติ: การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งต่อไป ไวลีย์
- Hopkinson, N. , Hague, R. , & Dickens, PM (2006) การผลิตอย่างรวดเร็ว: การปฏิวัติอุตสาหกรรมสำหรับยุคดิจิตอล ไวลีย์