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PLA 材料的 3D 打印奇幻之旅,探索3D打印中的替代材料

   2024-07-12 集賢網(wǎng)12110
核心提示:PLA(聚乳酸)是一種在3D打印中廣泛使用的材料,因其環(huán)保、易打印的特點(diǎn)而受到3D打印愛好者的青睞。PLA是一種通過天然資源如玉米
PLA(聚乳酸)是一種在3D打印中廣泛使用的材料,因其環(huán)保、易打印的特點(diǎn)而受到3D打印愛好者的青睞。


PLA是一種通過天然資源如玉米淀粉、甘蔗等發(fā)酵制成的可生物降解塑料。它不僅具有生物降解的特性,還在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣和能耗較低,因此被認(rèn)為是一種環(huán)保選項(xiàng)。PLA的透明度高,具有良好的韌性和機(jī)械強(qiáng)度,使得它在許多場(chǎng)合可以替代傳統(tǒng)的塑料材料。


PLA 是聚乳酸(Polylactic Acid)的縮寫,是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類聚合物,通常使用可再生的植物資源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉為原料制成,屬于新型的可再生生物降解材料。


1、PLA 材料用于 3D 打印


優(yōu)點(diǎn):


原材料可再生,相對(duì)容易獲取,可用于大規(guī)模生產(chǎn);


熱穩(wěn)定性好,有較好的抗溶劑性,成品耐熱性好;


透氣性能和透明度光澤較好,可以用擠壓、紡絲、雙軸拉伸、注射吹塑等多種方式進(jìn)行加工,拉伸和彎曲模量可與傳統(tǒng)的塑料樹脂相媲美;


生物相容性高,其單體原料 L-乳酸是人體內(nèi)源性活性物質(zhì),所以通過 3D 打印材料 PLA 打印出的成品對(duì)人體無毒害,且可被人體吸收;


可降解性良好,通過埋入土壤中,可由自然界中微生物在特定條件下完全降解,生成二氧化碳和水,產(chǎn)生的二氧化碳直接進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)或被植物吸收,不會(huì)排入空氣中,屬于公認(rèn)的環(huán)境友好材料;


打印溫度比其他一些材料低,能節(jié)省能源且更易塑形,表面光澤好,色彩艷麗;


收縮率極低(約 0.3%),打印大型模型時(shí)邊角不容易翹起,即使打印較大尺寸的模型也表現(xiàn)良好;



具有較低的收縮率,層與層之間的粘合性好;


經(jīng)過改良后的 PLA 材料不僅具有較好的強(qiáng)韌性能、機(jī)械性能及物理性能,而且打印過程中不會(huì)產(chǎn)生加熱塑料的異味,它也可以作為 ABS 的支撐材料使用,將其從打印平臺(tái)撕下比較容易。


缺點(diǎn):


相比某些材料,強(qiáng)度稍差;


不太耐久,在大約 60°C 時(shí)會(huì)變軟,可能彎曲或扭曲;


不耐 UV 光;


在打印過程中會(huì)吸收空氣中的水分,可能導(dǎo)致打印頭堵塞;


材料成型件尺寸誤差略大,表面質(zhì)量相對(duì)比較粗糙。


PLA 材料的打印參數(shù)設(shè)置會(huì)因打印機(jī)型號(hào)和具體情況而有所不同。一般來說,使用 PLA 材料進(jìn)行打印時(shí),打印溫度可設(shè)置在 200°C 左右,熱床溫度設(shè)置在 50°C 左右,但這并不是固定的,需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。例如,放置較久的耗材可能需要提高打印溫度,特種 PLA 也可能需要更高的打印溫度。


在挑選 PLA 耗材時(shí),可以通過以下方法判斷其質(zhì)量:觀察是否有色差、斑點(diǎn)及微小氣泡(若有則可能含有較多回收料);取出約 1 米長的線材,用測(cè)量卡尺或手捏住拂過,查看粗細(xì)是否一致、表面是否光滑;用卡尺夾住耗材線旋轉(zhuǎn)一周,若旋轉(zhuǎn)順暢且表面無劃痕,則說明耗材截面比較接近正圓。在打印時(shí)(在打印平臺(tái)調(diào)平好的情況下),觀察第一層的打印效果,擠出絲較為均勻平整說明雜質(zhì)較少,質(zhì)量較高。


為了防止 PLA 耗材吸收水分而變質(zhì),開封后最好在一個(gè)月內(nèi)使用完畢。建議采用真空保存,并放置干燥劑來吸收水分,這樣密封保存的 PLA 能存放長達(dá) 2 年。


PLA 材料用途廣泛,主要包括各種食品容器、包裝食品、快餐飯盒等;在醫(yī)用領(lǐng)域可制成醫(yī)用組織骨架材料和醫(yī)藥載體用于人體體內(nèi);還可通過各種普通加工方式生產(chǎn),例如熔化擠出成型、射出成型、吹膜成型、發(fā)泡成型及真空成型等。此外,PLA 具有透明顏色可供選擇,可用來打印諸如尾燈和閃光燈等透明原型。


在使用 PLA 材料進(jìn)行 3D 打印時(shí),需要注意打印環(huán)境的通風(fēng),盡管它相對(duì)安全,但仍建議增加通風(fēng)和安全隔離配置,以保護(hù)自身和環(huán)境的安全。同時(shí),不同的 3D 打印機(jī)可能對(duì) PLA 材料有特定的要求和適配性,在選擇打印機(jī)時(shí)也需要考慮這一點(diǎn)。


2、 3D 打印中這些材料可以取代PLA


在 3D 打印領(lǐng)域,以下幾種材料在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中可以替代 PLA:


PETG:它具有出色的耐化學(xué)性和耐沖擊性,比 PLA 更堅(jiān)韌,而且打印過程中不易翹曲。適用于需要一定強(qiáng)度和耐久性的模型,比如工具手柄、外殼等。


TPU:這是一種彈性材料,具有良好的柔韌性和回彈性。常用于打印需要柔軟或有彈性的部件,如手機(jī)殼、表帶、墊圈等。


ABS:強(qiáng)度和韌性較好,耐熱性也比 PLA 高,適合制作功能性零件和需要經(jīng)常接觸高溫的物品。但打印時(shí)可能產(chǎn)生異味,對(duì)打印環(huán)境要求較高。


尼龍(PA):耐磨性和強(qiáng)度出色,常用于制造工業(yè)零件、齒輪等對(duì)性能要求較高的部件。


PC(聚碳酸酯):具有高強(qiáng)度、高耐熱和良好的光學(xué)性能,適合制造需要高強(qiáng)度和透明度的部件,如防護(hù)面罩、燈罩等。


隨著研究和開發(fā)的不斷深入,將會(huì)有更多種類的高性能、特殊功能的材料被應(yīng)用于 3D 打印。

原文鏈接:https://www.xianjichina.com/special/detail_552284.html
來源:賢集網(wǎng)
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