PLA materiál pro výrobu filamentů

Odborný popis PLA filamentů (Polylactic Acid)

PLA filament je termoplastický materiál určený pro technologii 3D tisku FDM/FFF, vyráběný na bázi polylaktidu (PLA – Polylactic Acid). Jedná se o biologicky odvozený polymer, jehož surovinovým základem jsou obnovitelné zdroje, typicky kukuřičný nebo cukrový škrob.

Chemická a materiálová charakteristika

PLA patří mezi alifatické polyestery. Polymerní řetězec je tvořen esterovými vazbami, což má zásadní vliv na jeho:

• relativně nízkou teplotní stabilitu,

• omezenou houževnatost,

• ale zároveň velmi dobrou tuhost a rozměrovou přesnost.

PLA není hygroskopický v takové míře jako např. PA, přesto absorbuje vlhkost, která negativně ovlivňuje kvalitu tisku (praskání, bubliny, snížená pevnost).

Tepelné vlastnosti

• Teplota tisku trysky: typicky 190–230 °C

• Teplota podložky: 0–60 °C (často není nutná)

• Teplota skelného přechodu (Tg): cca 55–65 °C

• Teplota deformace pod zatížením: nízká, díly měknou již kolem 60 °C

Z tohoto důvodu PLA není vhodné pro aplikace vystavené zvýšené teplotě nebo dlouhodobému mechanickému namáhání.

Mechanické vlastnosti

• Vysoká tuhost (modul pružnosti)

• Dobrá pevnost v tahu, ale:

• nízká houževnatost a rázová odolnost

• křehký lom bez výrazné plastické deformace

PLA je ideální pro vizuální a tvarově přesné díly, prototypy, kryty, držáky bez dynamického zatížení.

Chování při tisku

PLA je považováno za nejjednodušší materiál pro 3D tisk, a to díky:

• minimálnímu warping efektu,

• výborné adhezi mezi vrstvami,

• nízkým nárokům na tiskové prostředí (není nutná uzavřená tiskárna),

• velmi dobré detailnosti tisku.

Materiál má tendenci k:

• stringingu (vláknění) u nekvalitních směsí,

• křehnutí při dlouhodobém vystavení UV a teplu.

Povrch a estetické vlastnosti

PLA umožňuje:

• velmi hladký povrch,

• ostré hrany a jemné detaily,

• širokou škálu barev a efektů (mat, lesk, hedvábí, plněné materiály).

Díly z PLA jsou dobře brousitelné, leštitelné a vhodné pro lakování.

Ekologické aspekty

PLA je často označováno jako biologicky rozložitelné, avšak:

• rozklad probíhá pouze v průmyslových kompostárnách,

• při běžných podmínkách prostředí je rozklad velmi pomalý.

Ekologický přínos spočívá především v obnovitelném původu suroviny, nikoli v samovolné biodegradaci.

Typické aplikace

• vizuální a tvarové prototypy

• modely a makety

• dekorační a designové prvky

• kryty elektroniky bez tepelného zatížení

• školní a výukové projekty

Shrnutí vlastností PLA

Výhody

• snadný tisk

• vysoká přesnost

• estetický povrch

• nízké nároky na tiskárnu

Nevýhody

• nízká teplotní odolnost

• křehkost

• omezená dlouhodobá mechanická stabilita