فیلامنت PLA یا Polylactic acid نوعی ترموپلاست است که از مواد اورگانیک نظیر ساقه ذرت و نیشکر تولید می شود. این بنیان طبیعی PLA باعث شده تا موقع پرینت هیچگونه بوی بدی تولید نکرده، بخار آن سمی نبوده و در پایان با راحتی بیشتری قابل بازیافت باشد.
پرینت PLA به مراتب از دیگر متریال های فیلامنتی راحت تر است و این نکته مهم ترین دلیل حضور پررنگ این متریال در بازار مواد مصرفیست و به همین دلیل محبوب ترین ماده برای پرینت سه بعدی در فناوری FDM است و این محبوبیت بی دلیل نیست. PLA به صورت نسبی ارزان قیمت است ، و دارای صد ها رنگ جوروا جور است. پس بیش تر از این وقت تلف نکنیم بریم سراغ بررسی این متریال.
تاریخچه متریال PLA
PLA اولین بار در سال ۱۹۳۲ توسط والاس کاروترز کشف شد که به کشف نئوپرن و نایلون نیز اعتبار دارد ، در حالی که برای شرکت شیمیایی E. I. DuPont de Nemours و Company (DuPont) کار می کرد در ابتدا فرآیند تولید توسط DuPont در سال ۱۹۵۴ اختراع شد.
تولید PLA بسیار گران بود بنابراین بیشتر برای کاربردهای پزشکی استفاده می شد تا سال ۱۹۸۹ بود که دکتر پاتریک آر. گروبر و همسرش سالی با استفاده از اجاق گاز آشپزخانه خود روش ساخت PLA از نشاسته ذرت را تهیه کردند Cargill-Dow Polymers که اکنون با نام NatureWorks LLC شناخته می شود، اولین کسی بود که PLA را در مقیاس تجاری در سال ۱۹۹۷ تولید کرد.
نحوه ی تهیه فیلامنت PLA
PLA در یک فرایند دو مرحله ای ساخته شده است. به طور طبیعی اسید لاکتیک یا لاکتید ابتدا از منابعی مانند نشاسته ذرت با استفاده از فرآیند تخمیر به دست می آید. سپس اسید لاکتیک با استفاده از یک فرایند شیمیایی صنعتی به نام پلیمریزاسیون حلقوی که به وسیله فلزاتی مانند قلع کاتالیز می شود به PLA با چگالی بالا تبدیل می شود.
چرا فیلامنت PLA ؟
PLA یک پلاستیک زیست تخریب پذیر مبتنی بر گیاه است. محبوبیت آن در پرینتر سه بعدی ناشی از قابل چاپ بودن و تطبیق پذیری باورنکردنی آن است.
از کاربردهای PLA می توان به پزشکی اشاره کرد. برای بخیه زدن و ایمپلنت های جراحی که میتواند اسید لاکتیک بدون اثر را در بدن تعدیل کند. اتصالات ایمپلنت های جراحی مانند پین ها ولوله ها نیز از PLA ساخته می شود که ظرف شش ماه تا دو سال در بدن انسان تجزیه می شوند.
PLA در بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود. در ساخت لوازم یکبار مصرف ( قاشق و چنگال)، لوازم خانگی، مواد بهداشتی و حتی پوشک از PLA استفاده می کنند. به همین دلیل PLA به عنوان یک پلاستیک سالم و امن شناخته می شود.
چاپ و عملکرد
دمای چاپ فیلامنت PLA می تواند بین ۱۷۸ درجه سانتیگراد تا ۲۴۰ درجه سانتیگراد باشد اما برای بیشتر فیلامنت ها دامنه نزدیک به ۱۹۰ درجه سانتیگراد تا ۲۲۰ درجه سانتیگراد است.
اگر فیلامنت PLA با کیفیت بالاتری باشد غالباً به دلیل خلوص رزین و عدم آلودگی ، در دمای پایین تری چاپ می شود ، ولی این نکته هم باید در نظر گرفت دمای چاپ تحت تأثیر رنگ فیلامنت نیز هست.
دیتا شیت ها را همیشه برای دمای توصیه شده چاپ بررسی کنید. دمای مطلوب چاپ تحت تأثیر محیط چاپ شما نیز قرار خواهد گرفت.
اگر دمای چاپ خیلی گرم باشد، می فهمید ممکن است PLA در حین حرکت به بیرون نشت کند، همچنین ممکن است متوجه شوید که بین نواحی مختلف چاپ، مسیرهای نازک تری از پلاستیک وجود دارد. وقتی این اتفاق بیفتد، دمای چاپ را پایین بیاورید تا دیگر PLA نشت نکند.
اگر دمای چاپ خیلی سرد باشد، لایه های PLA به درستی به یکدیگر نمی چسبند. این ممکن است باعث ایجاد سطح خشن یا مناطق ضعیفی شود که به راحتی از هم جدا شوند.
پرینت سه بعدی فیلامنت PLA باید با سرعتی بین ۳۰ میلی متر در ثانیه تا ۹۰ میلی متر در ثانیه کار کند اما این بسته به فیلامنت و چاپگر شما متفاوت خواهد بود.
اثرات زیست محیطی
فیلامنت PLA همچنین برای کسانی که به دنبال پلاستیک سازگار با محیط زیست هستند، ارجحیت دارد، PLA بر اساس ماده گیاهی ساخته شده است که آن را تجزیه پذیر می‌کند. به همین دلیل خیلی از مالیات ها و عوارض روی فروش این متریال در کشورهای دنیا برداشته شده است.
فيلامنت PLA میتواند به صورت شیمیایی بازیافت شود تا مونومری ایجاد شود که بتوانيم آن را به PLA تازه تبدیل کنیم. همچنین، بازیافت شیمیایی پی ال ای متیل لاکتات ایجاد می کند.
چرا از فیلامنت PLA استفاده نکنیم؟
البته هیچ ماده‌ای کامل نیست ، PLA از این قاعده نیز مستثنی نیست
مقاومت حرارتی پایین قطعات پرینت شده پی ال ای و فیلامنت های PLA در دماهای گرمتر مانند داخل خودروها در تابستان ممکن است باعث تغییر حالت و مشخصات فیزیکی آن شود.
همچنین PLA مقاومت نسبتاً پایین تری در برابر ضربه یا فشار دارد.
انواع فیلامنت PLA
اگرچه انواع مختلفی از ترکیبات PLA وجود دارد، اما افزودن مواد به PLA ممکن است فرآیند چاپ سه‌بعدی را دشوارتر کرده و حتی ویژگی‌های فیزیکی آن را کاهش دهد.
فلزاتی نظیر فولاد ضد زنگ، مس، برنج، آهن و پودرهای فلزی رسانا می‌توانند به PLA افزوده شوند تا فیلامنتی تولید شود که تا حدی با ویژگی‌ها و ظاهری بسیار شبیه به فلز ایجاد کند.
الیاف های چوب می توانند به فیلامنت PLA افزوده شوند تا قطعات پرینت شده تقریباً ظاهری مشابه چوب پیدا کنند.
از مواد بسیار مفید دیگری که میتواند به PLA افزوده شود فیبر کربن است چرا که مقاومت آن را در برابر ضربه و بارهای طولانی‌مدت افزایش دهد و آن را قدرتمندتر از PLA معمولی کند.
ویژگی و مشخصات فیلامنت PLA
نقطه ضعف PLA تحمل دما است استفاده از فیلامنت PLA (جایگزین PLA برای تحمل دما فیلامنت ABS می باشد) برای هرچیزی که در برابر آتش ، آب گرم و یا حتی تابش مستقیم نور خورشید فراموش کنید.
تجزیه پپذیری PLA همچنین ممکن است به عنوان یک شمشیر دو لبه عمل کند در محیط های معمولی اتاق ، اثرات تخریب زدایی قابل توجهی توجهی ندارد. با این حال استفاده در فضای باز ممکن است سرعت چاپ PLA را دچار مشکل کند ، سایر مواد مانند ASA ، ABS ، PETG برای این برنامه ها مناسب تر هستند.
پس پردازش فیلامنت PLA
فیلامنت PLA را میتوان از چندین روش پس پردازش کرد.
سنباده ، دریل کردن و ضربه زدن به PLA امکان پذیر است ، اما برای جلوگیری از نرم شدن پلاستیک به خاطر حرارت ، احتیاط ویژه کنید با حرارت کم فیلامنت PLA به راحتی تغییر شکل می دهد و دفرم می‌شود پس هنگام دریل ، ضربه زدن مرتبا متوقف شوید تا قطعه و ابزار سرد شوند.
رنگ آمیزی PLA بسیار آسان است و بیشتر رنگ ها ، PLA را برای غرفه‌ها و قطعات تزئینی ایده آل م‌کند پس به صورت کلی PLA یک ماده خوب در پس پردازش است که مهمترین اشکال آن حساسیت آن به گرما است.
حرف آخر
در نهایت PLA یک ماده عالی و جذاب در پرینت سه بعدی است کار با آن بسیار متنوع و آسان است در طیف وسیعی از کیفیت ها و ترکیب ها ، کار با آن ساده و ارزان قیمت است. و بهترین ماده برای استفاده در نمونه سازی های بصری هست.
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
ثبت ديدگاه