3D печать PLA пластиком

Достоинства и недостатки

 Преимущества использования пластика PLA в технологии FDM в 3D-принтерах:

1. PLA пластик является нетоксичным материалом.
2. Широкий выбор цветов.
3. 3d печать пластиком PLA не требует нагрева платформы, а это упрощает процесс 3D-печати, снижает энергозатраты.
4. Этот пластик обеспечивает стабильность размеров напечатанных изделий, а это важно для точности и качества моделей.
5. Этот материал обладает хорошей прочностью, а это делает его идеальным для создания деталей, подвергаемых нагрузкам механического характера.
6. PLA обеспечивает гладкость, а также легкое скольжение деталей по отношению к друг другу, а это особенно важно для механизмов и движущихся частей.
7. Экономия энергозатрат в процессе печати (особенно актуально для длительных сессий работы 3d принтера) – благодаря тому что PLA размягчается при низкой температуре.
8. Для увеличения прототипирования не нужно использовать каптон для смазывания поверхности, а это упрощает процесс.
9. Гладкая поверхность напечатанных изделий при печати PLA пластиком.
10. Получение готовых к применению изделий (не нужно дополнительной обработки).

 Недостатки 3d печать PLA также имеет. Основные:

1. Материал обладает высокой степенью гигроскопичности, поэтому рекомендуется проводить предварительную просушку перед тем, как печатать.
2. Низкая термостойкость, а это ограничивает его использование в условиях высоких температур.
3. Длительное воздействие света может вызвать разложение PLA.
4. Биоразлагаемость, которая может сократить срок службы изделий.
5. Хрупкость, которая приводит к тому, что в процессе используются добавки. PLA может проявлять достаточную хрупкость, а это иногда требует введения добавок для улучшения механических свойств и прочности деталей.

Меры предосторожности

Филаменты, основанные на PLA, характеризуются низким выделением каких-либо химвеществ. Большая часть выделяющихся газов представлена лактидом, который практически не несет в себе вредных свойств. Вместе с тем при 3D печати PLA возможно выделение других веществ, таких как красители, которые могут быть менее безопасными. Поэтому необходимо обеспечить хорошую вентиляцию при эксплуатации 3D-принтера.

Об использовании ПЛА в печати-3D

PLA представляет собой относительно доступный пластик, который пользуется популярностью в 3D-печати, особенно среди новичков. Печать PLA пластиком одна из наиболее популярных из-за прекрасных качеств материала: прочности, твердости, удобства печати, безопасности, эстетичного внешнего вида, разнообразия цветов и возможности последующей обработки. Однако у материала есть не только преимущества. В связи с его свойствами, печатные детали могут оказаться хрупкими, малопрочными и чувствительными к воздействию УФ-лучей, высоких температур. Впрочем, PLA находит применение не только среди новичков. Многие промышленные отрасли используют подобные расходные материалы для создания прототипов, экономя средства, которые могли бы быть затрачены на изготовление пресс форм.

 Изготовить из такого материала можно:

• Статуэтки;
• Вазы;
• Ручки;
• Коробочки;
• Кронштейны;
• Чехлы и многое другое.

Однако из данного пластика возможно производство не любого изделия.

Важно! Низкая температура стеклования PLA делает пластик непригодным для применения при изготовлении изделий, требующих высокой термостойкости, например, в пищевой промышленности для изготовления посуды с горячими напитками.

Особенности 3D-печати посредством PLA

Оптимальные настройки для успешной 3D-печати с использованием полилактида (PLA) являются ключевым условием для достижения высокого качества изготавливаемых объектов. Прежде чем приступить к работе, необходимо внимательно настроить следующие параметры:

1. Температура печати. Оптимальная температура зависит от типа PLA-материала. Например, стандартная PLA-нить начинает плавиться при 180–200 °C, в то время как для PLA/PHA рекомендуется 210–230 °C.
2. Скорость печати. Обычно диапазон скорости составляет от 10 до 100 мм/с, хотя возможно использование более низких значений.
3. Температура стола рабочего. Рекомендуется устанавливать до 70 °C. Важно помнить, что излишне высокая температура рабочего стола для PLA может вызвать эффект паутины.

Сушка филамента

Филаменты отличаются гигроскопичности, поэтому для их сохранения рекомендуется использовать герметичную упаковку, а перед применением желательно осуществлять сушку посредством специального оборудования.

Нагрев платформы

Для 3D-печати с PLA не нужно подогреваемой платформы/камеры в принтере, так как этот материал устойчив к деформации и расслоению при изменениях температуры.

Печать на холодном столе

Для создания 3D-моделей с использованием PLA на платформе без подогрева применяются различные средства, обеспечивающие эффективное сцепление первого слоя с материалом платформы. Эти средства могут варьироваться: от специальных покрытий до обычного лака для волос, карандаша клеевого. Для достижения оптимальных результатов пользователю важно настроить принтер на минимальную печатную скорость при формировании первых слоев и расширить площадь контакта за счет использования рафта.

Дополнительные параметры печати

 Толщина слоя: на 20% менее полудиаметра сопла.

 Система охлаждения: выключена для первых слоев.

 Оптимальные настройки лучше всего подбирать путем проведения тест-печати.

Охлаждение в процессе печати

В процессе 3D-печати рекомендуется применять охлаждение экструдера, за исключением формирования первых слоев. Во время создания этих слоев рекомендуется отключить вентилятор экструдера.

Обработка PLA после печати-3D

Удаление поддержки

Для обеспечения стабильности конструкции необходимо вводить опоры из того же материала или использовать специализированный материал для поддержки, если принтер оборудован двойным экструдером. Для печати с PLA также применяют материалы водорастворимые на основе PVA.

Шлифование

Следы слоев удалить можно с применением бумаги наждачной либо специальных паст.

Сглаживание и окраска

PLA может растворяться в изопропиловом спирте, а это открывает возможность использования специализированных устройств для сглаживания изделий. Также доступны для постобработки специализированные полирующие составы с глубоким проникновением. Либо можно просто раскрасить деталь эмалью, краской акриловой.

Склеивание

Детали из PLA можно после печати эффективно склеивать с использованием дихлорэтана, спирта изопропилового. Кроме того, возможно применение различных клеев, обладающих отличной адгезией к PLA.

Проблемы, возникающие при печати-3D посредством PLA

 3d печать пластиком PLA не лишена проблем. Производители часто сталкиваются со следующими трудностями:

1. Высокая температура экструзии. Это может мешать адгезии между слоями материала, делая модель хрупкой. При использовании PLA рекомендуется внимательно настраивать температуру печати, постепенно уменьшая её.
2. Сниженная температура экструдера. Проявляется как прилипание изделий к столу. Для решения проблемы следует сделать выше температуру, но необходимо не допускать перегрева, чтобы избежать деформации.
3. Внешние факторы. Небольшое воздействие окружающей среды также может повлиять на процесс печати. Например, при использовании кондиционера рекомендуется немного увеличить температуру стола.

Для обеспечения надежности и эстетического вида готовых изделий необходимо тщательно подбирать параметры печати PLA. Следование инструкциям к нитям ПЛА и правильная настройка параметров принтера с учетом рекомендаций изготовителя являются ключевыми моментами в предотвращении проблем.

Какие ещё проблемы могут возникать – далее в статье.

Плохое прилипание первого слоя

Проблемы с недостаточным прилипанием первого слоя могут привести к отслоению от платформы печати и смещению детали в процессе 3D-печати. Для решения этой проблемы можно предпринять следующие меры: увеличить температуру платформы (если она оснащена подогревом) или покрыть платформу составом адгезивным, нанести суспензию из PLA и растворителя либо воспользоваться специальными покрытиями. Также при разработке модели стоит увеличить площадь контакта детали с поверхностью платформы.

PLA лохматится при печати

Эффект возникает, когда температура экструдера слишком высока, а это делает пластик слишком текучим, и под воздействием силы тяжести он может вытекать из сопла в нежелаемых местах, где 3D-принтер не должен был создавать слои. Для устранения этой проблемы рекомендуется уменьшить температуру печати и активировать функцию ретракции в настройках. Ретракция дает возможность втягивать нить материала обратно в сопло в те моменты, когда головка перемещается, но не осуществляет печать.

Расслоение

В этом случае следует постепенно увеличивать температуру экструдера до полного исчезновения нежелательного эффекта. В то же время снижение скорости печати также может оказать положительное воздействие на ситуацию. Применение этих методов позволит эффективно бороться с проблемой, обеспечивая более качественный и точный результат в процессе 3D-печати.

Деформированные детали

Из-за низкой температуры плавления PLA при небольших размерах деталей может возникнуть проблема того, что они не успевают остыть и затвердеть, подвергаясь воздействию тепла от близко расположенной головки печати. Это явление может привести к деформации всей детали. Для предотвращения этого эффекта рекомендуется снизить скорость печати и температуру, а также обеспечить эффективное охлаждение детали.

Заключение