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3D打印材料:什么是PLA?

分萨尔为人父
2020-10-29 13:17:32

PLA代表聚乳酸,聚乳酸是一种可生物降解的聚酯,具有由乳酸制成的结构单元。

 

PLA最早可追溯到1932年,当时Carothers在真空条件下加热乳酸,同时除去冷凝的水。在其发展的初期,只能生产低密度的PLA。最终通过使用丙交酯作为原料来改善。通过进行开环聚合过程,最终制造了高密度版本的PLA。

 

事实证明,PLA具有可生物降解和生物活性的特性是其与众不同的特性,从而推动了其在医学领域的应用。PLA可以分解并被人体安全吸收,使其成为缝合线和支架的优良材料。在过去的几十年中,PLA大规模应用的发展已经增长,这在很大程度上是由于消费者对环境意识的增强。

 

如今,PLA被视为可能对可再生材料制成的可堆肥塑料材料的解决方案。这解决了我们不断恶化的固体废物问题,同时也减少了我们对不可持续的石油基原材料的依赖。目前,在全球所有生物塑料中,PLA的生产和使用率均位居第二。

<a href ='https://www.bering3d.com' target = '_blank' >3D打印</a>材料

 

PLA的特点是什么?

 

PLA具有一些独特的特性,使其不仅在3D打印领域中流行,而且在消费类产品和包装材料的制造中也很流行。

 

1.由可持续资源制成

 

将PLA与其他塑料区分开来的最佳特性之一是,它是由植物材料制成的。产生PLA的商业上更优选的方法使用乳酸作为单体来构建PLA聚合物。乳酸是通过碳水化合物来源的细菌发酵而自然形成的,它实际上是使变质食物难闻的成分之一。当然,您不能仅仅让食物变质并从中获取乳酸。发酵必须在高度受控的条件下进行,这将使您能够从发酵产物中分离出纯乳酸。

 

从任何碳水化合物来源产生乳酸的能力使这一过程向许多源自植物的原料开放。如今,典型的碳水化合物来源包括玉米淀粉,木薯根或甘蔗。所有这些都可以在短短几个月内种植和收获,使PLA成为高度可持续和可再生的产品。

 

2.低温印刷

 

使用PLA灯丝进行3D打印时,建议打印温度在150至160°C之间。就打印灯丝而言,这是一个相当低的温度。这意味着使用PLA进行打印自然是省电的过程。考虑到您一个月可能要花费数十个小时来进行3D打印,这种电力需求差异可以转化为更低的电费。

 

3.易于使用

 

使用PLA进行印刷所需的低熔化温度也使其本质上不那么复杂。由于PLA灯丝材料放到构建平台上时不会太热,因此一旦开始冷却,打印件承受的热应力就较小。正如我们之前写过几次,这种热应力是导致最终印刷品变形或“翘曲”的原因。由于需要克服的热梯度较小,因此使用PLA进行打印通常不需要使用加热床。只需在未加热的床上用一些蓝色画家的胶带打一圈,就可以了。

 

由于翘曲不是PLA的问题,因此您还可以不必在构建时打印木排或木檐。您也不需要构建平台的外壳。PLA印刷品通常不会出现层粘附问题,因此即使没有冷却风扇,您也应该能够成功地使用PLA进行印刷。

 

通过在低温下打印,PLA还可以避免拉丝,而拉丝是高温打印中最常见的问题之一。当打印头从构建平台的一个点移动到另一点时,细丝的熔化部分通过喷嘴滴落,就会出现拉丝现象。由于在使用PLA进行打印时,喷嘴的热端设置为较低的温度,因此长丝的粘性更大,并且仅通过表面张力就可以固定在喷嘴上。

3D打印材料

4.可定制和通用

 

从结构完整性的角度来看,PLA的印刷温度低并不意味着它始终是次之。如果您需要具有更好的机械强度和耐热性的PLA版本,则可以选择通过混合不同的PLA异构体制成的高强度版本。PLA用途广泛,现在可用于微波容器,一次性餐具甚至工程塑料。食品包装因其出色的美观性和可印刷性以及耐油脂性而特别大量地使用了PLA。PLA也已被挤压成细纤维,用于制造室内装饰材料,卫生用品和运动服装。

 

5.完全可生物降解

 

PLA的另一项巨大优势来自植物基材料,当暴露于这些元素时,它会自然分解。如果您的车间周围有任何损毁的PLA印刷品,您可以将它们丢弃在垃圾填埋场中,成千上万的细菌菌落将为您分解。

 

细丝制造商通过提出完全可生物降解的复合长丝,将PLA与另一种可生物降解的成分结合在一起,从而充分利用了PLA的这一特性。超受欢迎的木丝以及极不寻常的啤酒和熏肉丝就是一个很好的例子。

 

制造商将PLA与添加剂结合的能力也可以走另一条路。您可能会遇到含有染料或其他不可生物降解的添加剂的PLA灯丝产品。在将废弃的PLA废料打印成堆肥之前,请花一些时间阅读PLA细丝的标签,并确保该细丝是100%可生物降解的。如果没有,那么您就需要像处理任何塑料产品一样对其进行处理,将其提供给当地的回收设施或自己进行回收。

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