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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 集贤网12710
核心提示:PLA(聚乳酸)是一种在3D打印中广泛使用的材料,因其环保、易打印的特点而受到3D打印爱好者的青睐。PLA是一种通过天然资源如玉米
PLA(聚乳酸)是一种在3D打印中广泛使用的材料,因其环保、易打印的特点而受到3D打印爱好者的青睐。


PLA是一种通过天然资源如玉米淀粉、甘蔗等发酵制成的可生物降解塑料。它不仅具有生物降解的特性,还在生产过程中产生的废气和能耗较低,因此被认为是一种环保选项。PLA的透明度高,具有良好的韧性和机械强度,使得它在许多场合可以替代传统的塑料材料。


PLA 是聚乳酸(Polylactic Acid)的缩写,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物,通常使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉为原料制成,属于新型的可再生生物降解材料。


1、PLA 材料用于 3D 打印


优点:


原材料可再生,相对容易获取,可用于大规模生产;


热稳定性好,有较好的抗溶剂性,成品耐热性好;


透气性能和透明度光泽较好,可以用挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑等多种方式进行加工,拉伸和弯曲模量可与传统的塑料树脂相媲美;


生物相容性高,其单体原料 L-乳酸是人体内源性活性物质,所以通过 3D 打印材料 PLA 打印出的成品对人体无毒害,且可被人体吸收;


可降解性良好,通过埋入土壤中,可由自然界中微生物在特定条件下完全降解,生成二氧化碳和水,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,属于公认的环境友好材料;


打印温度比其他一些材料低,能节省能源且更易塑形,表面光泽好,色彩艳丽;


收缩率极低(约 0.3%),打印大型模型时边角不容易翘起,即使打印较大尺寸的模型也表现良好;



具有较低的收缩率,层与层之间的粘合性好;


经过改良后的 PLA 材料不仅具有较好的强韧性能、机械性能及物理性能,而且打印过程中不会产生加热塑料的异味,它也可以作为 ABS 的支撑材料使用,将其从打印平台撕下比较容易。


缺点:


相比某些材料,强度稍差;


不太耐久,在大约 60°C 时会变软,可能弯曲或扭曲;


不耐 UV 光;


在打印过程中会吸收空气中的水分,可能导致打印头堵塞;


材料成型件尺寸误差略大,表面质量相对比较粗糙。


PLA 材料的打印参数设置会因打印机型号和具体情况而有所不同。一般来说,使用 PLA 材料进行打印时,打印温度可设置在 200°C 左右,热床温度设置在 50°C 左右,但这并不是固定的,需要根据实际情况进行调整。例如,放置较久的耗材可能需要提高打印温度,特种 PLA 也可能需要更高的打印温度。


在挑选 PLA 耗材时,可以通过以下方法判断其质量:观察是否有色差、斑点及微小气泡(若有则可能含有较多回收料);取出约 1 米长的线材,用测量卡尺或手捏住拂过,查看粗细是否一致、表面是否光滑;用卡尺夹住耗材线旋转一周,若旋转顺畅且表面无划痕,则说明耗材截面比较接近正圆。在打印时(在打印平台调平好的情况下),观察第一层的打印效果,挤出丝较为均匀平整说明杂质较少,质量较高。


为了防止 PLA 耗材吸收水分而变质,开封后最好在一个月内使用完毕。建议采用真空保存,并放置干燥剂来吸收水分,这样密封保存的 PLA 能存放长达 2 年。


PLA 材料用途广泛,主要包括各种食品容器、包装食品、快餐饭盒等;在医用领域可制成医用组织骨架材料和医药载体用于人体体内;还可通过各种普通加工方式生产,例如熔化挤出成型、射出成型、吹膜成型、发泡成型及真空成型等。此外,PLA 具有透明颜色可供选择,可用来打印诸如尾灯和闪光灯等透明原型。


在使用 PLA 材料进行 3D 打印时,需要注意打印环境的通风,尽管它相对安全,但仍建议增加通风和安全隔离配置,以保护自身和环境的安全。同时,不同的 3D 打印机可能对 PLA 材料有特定的要求和适配性,在选择打印机时也需要考虑这一点。


2、 3D 打印中这些材料可以取代PLA


在 3D 打印领域,以下几种材料在不同的应用场景中可以替代 PLA:


PETG:它具有出色的耐化学性和耐冲击性,比 PLA 更坚韧,而且打印过程中不易翘曲。适用于需要一定强度和耐久性的模型,比如工具手柄、外壳等。


TPU:这是一种弹性材料,具有良好的柔韧性和回弹性。常用于打印需要柔软或有弹性的部件,如手机壳、表带、垫圈等。


ABS:强度和韧性较好,耐热性也比 PLA 高,适合制作功能性零件和需要经常接触高温的物品。但打印时可能产生异味,对打印环境要求较高。


尼龙(PA):耐磨性和强度出色,常用于制造工业零件、齿轮等对性能要求较高的部件。


PC(聚碳酸酯):具有高强度、高耐热和良好的光学性能,适合制造需要高强度和透明度的部件,如防护面罩、灯罩等。


随着研究和开发的不断深入,将会有更多种类的高性能、特殊功能的材料被应用于 3D 打印。

原文链接:https://www.xianjichina.com/special/detail_552284.html
来源:贤集网
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