PLA/de

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Polymilchsäure (PLA) ist ein biologisch abbaubares Polymer, das aus lactic acid Milchsäure hergestellt werden kann. Diese kann aus Pflanzen wie Mais fermentiert werden kann. Dieses Herstellungsverfahren macht es zu einem idealen Kandidaten für den Einsatz in energiereichen und bargeldarmen Gebieten der Welt. Es ist neben ABS eines der beiden am häufigsten verwendeten Filamente, das in vielen westlichen Ländern für den Einsatz in 3D-Druckern gekauft wird.

PLA ist härter als ABS, schmilzt allerdings bei einer niedrigeren Temperatur (etwa 180°C bis 220°C) und hat eine Glasübergangstemperatur zwischen 60 und 65 ° C, ist also ein sehr nützliches Material. Es weist jedoch eine höhere Reibung als ABS auf, was das Extrudieren erschwert und anfälliger für einen Extruderstau machen kann.

weitere Details auf [Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Polylactide]


Ethylene.png

PLA
Status: Nutzbar

Pla.jpg
Zahnräder für RepRap
Date 1999
T° de fusion 178-200°C
Retrait
Masse volumique 1.21-1.25 g/cm3
Structure Amorphe
Prix



Herstellung

Polymilchsäure ist ein billiges, biologisch abbaubares Polymer, das aus lactic acid Milchsäure hergestellt wird, welche durch Mazeration von Stärke und Zucker in Biotanks erzeugt wird. Typischerweise wird PLA aus gentechnisch verändertem Mais hergestellt, welcher in den USA angebaut und dann wie angegeben verarbeitet wird.

Mechanische Eigenschaften

Eine detaillierte Beschreibung der mechanischen Eigenschaften von 3D-gedruckten PLA:

Für Chemiker

Ein Hinweis aus Wikipedia:

Der Name "Polymilchsäure" ist mit Vorsicht zu verwenden, entspricht nicht den Standardnomenklaturen (wie IUPAC) und führt möglicherweise zu Mehrdeutigkeiten (PLA ist keine Polysäure (Polyelektrolyt), sondern ein Polyester)
.

Ein konzentriertes Natriumhydroxidbad mit Ultraschall würde PLA zum zerfallen bringen. Suche nach vinland, youtube video makergear.

Verwendung

PLA ist das ideale Material für einen Mendel RepRap. Es ist formstabil, so dass kein beheiztes Bett erforderlich ist. Es ist relativ kostengünstig und in Filamentform ist es nicht schwer zu beschaffen. Mit ABS können Sie eine etwas hochwertigere Oberfläche erzielen als mit PLA. Insgesamt funktioniert PLA jedoch besser in der Maschine, erfordert niedrigere Temperaturen und ergibt stärkere, strapazierfähigere Produkte. Es hat zwar einen etwas höheren Reibungskoeffizienten im Antrieb und im Transport als ABS, dies wird jedoch durch seine niedrigere Viskosität im geschmolzenen Zustand mehr als ausgeglichen. Dies bedeutet einen geringeren Druck in der Schmelzkammer und damit eine geringere Antriebskraft.

PLA-Filament kann leicht brechen, wenn es schlecht gelagert wird:

Heizungseinstellungen

Es sind verschiedene Formen von PLA verfügbar. Überprüfen Sie immer die Herstellerhinweise auf Ihrer PLA-Packung! Je nachdem, entsprechend welcher Formel Ihr Filament hergestellt wurde, sollten Sie Ihre Wärme entsprechend anpassen. Im Folgenden finden Sie einige empfohlene Heizungseinstellungen für bestimmte PLA-Formen von Natureworks LLC:

  • 4032D (Datenblatt) ist eine Hochtemperatur-PLA. Erfordert höhere Temperaturen und muss möglicherweise auf 230 ° C eingestellt werden.
  • 4042D (Datenblatt) sollte bei 190 ° C extrudieren.
  • 4043D (Datenblatt) 160-220 ° C um 180 ° C ist ein guter Anfang (siehe http: // ultimachine). com / pla)

Extrusionsbreite

Es gab Hinweise darauf, dass Pigmente die Extrusionsbreite beeinflussen können. Wenn Sie häufig zwischen Kunststoffen wechseln, ist es eine gute Idee, die Extrusion zu messen, bevor Sie den Werkzeugwegprozess durchlaufen.

Grenzen der Extrusionsgeschwindigkeiten

Der Beitrag schlägt vor, dass für PLA bei einer bestimmten Düsentemperatur die Vorschubgeschwindigkeit begrenzt ist, wobei eine dramatische Unterextrusion auftritt, wenn sich die Vorschubgeschwindigkeit dem Grenzwert nähert.

Druckbettoberfläche

PLA haftet sehr sehr fest mit Acryl, und es wird daher nicht empfohlen direkt auf eine Druckbettoberfläche aus Acryl zu drucken.

Es haftet gut und lässt sich leicht von verschiedensten Tape Klebebändern entfernen. Nähere Informationen hier: [Bed_material#Experiments_with_PLA_on_various_bed_materials Druckbettoberflächematerial]

Beheiztes Druckbett

Es kann auch auf vorgewärmtes Polyimid (Kapton) gedruckt werden, ist jedoch schwer zu entfernen, solange das Teil als auch die Oberfläche des Druckbetts abgekühlt sind.

Es kann auch direkt auf erhitztes Glas gedruckt werden:

Polycarbonat

PLA druckt gut direkt auf eine sehr leicht geölte Folie aus Polycarbonat / Lexan. Einige Tipps zum Drucken auf Polycarbonat:

  • Wenn Sie Probleme haben, dass es am Druckbett nicht festklebt, erhöhen Sie die Extrusionstemperatur um einige Grad. Bei 185 ° C habe ich keine Probleme, aber bei 180 ° C ist es fast unmöglich, eine gute erste Schicht zu bekommen. Bei großen Drucken kann eine Erhöhung der Drucktemperatur um etwa 5 Grad die Verklebung der ersten Schicht verbessern.
  • Eine andere Methode, mit der PLA an der Druckoberfläche haften bleibt, die mit oder ohne Heizbett verwendet werden kann, ist das Abwischen der Oberfläche mit etwas Zitronensaft. Der Zucker und die Säure im Zitronensaft helfen PLA, auch bei großen Drucken sehr gut auf der Druckbettoberfläche zu haften.
  • Verwenden Sie eine sehr kleine Menge Öl. Bei zu viel Öl klebt es nicht, bei zu wenig klebt es zu fest. Ich verwische eine kleine Menge Speiseöl mit einem Papiertuch auf der Druckbettoberfläche. Es sollte sich nur leicht ölig anfühlen. Es gelingt mit einiger Übung, ist aber nicht schwer.
  • Starten Sie den Druck etwas höher mit ungefähr .45-.6mm für eine .35mm Schichthöhe, und die Drucke springen einfach ab, wenn sie fertig sind.
  • Halten Sie für alle Fälle einen Spatel bereit. Wenn Ihre Oberfläche nicht ölig genug ist oder Sie zu niedrig zu Drucken beginnen, haftet das Druckobjekt ziemlich fest. Sie benötigen einen Spatel, um es zu entfernen und die Reste abzukratzen. Mit etwas Übung werden Sie den Spatel seltener brauchen, aber halten Sie ihn dennoch für alle Fälle bereit.
  • Für PLA ist keine beheizte Bauplattform erforderlich, und ich habe auch keine getestet.
  • Wenn Sie in den USA sind, verkauft Home Depot ein Stück Polycarbonat (8 x 10 x 0,093 Zoll) für weniger als 4 US-Dollar. Es lässt sich mit doppelseitigem Klebeband perfekt am vorhandenen Bett Ihres Prusa befestigen. Es muss ersetzt werden, wenn es zerkratzt wird. Es ist für viele Drucke verwendbar und weitaus weniger problematisch als blaues Klebeband.
  • Home Depot verkauft auch Acryl- und klare Styrolplatten für weniger Geld. Sie funktionieren möglicherweise einwandfrei, aber ich habe sie nicht getestet. Ich weiß, dass Acryl ohne Öl nicht empfohlen wird. Ich bin mir nicht sicher, ob jemand es jemals mit Öl getestet hat.
  • Dies wurd nur mit PLA getestet, ich habe es nicht mit ABS versucht.

PLA auf Glas

PLA druckt perfekt auf Glas, das mit verdünntem PVA beschichtet ist. 2mm Glas mit pva bestreichen und auf einem beheizten Bett bei 50 ° C verwenden. Der Druck geht von selbst ab, wenn das Glas kalt ist.

Feuchtigkeitsprobleme

PLA kann Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Beim Erhitzen kann sich diese Feuchtigkeit in Dampfblasen verwandeln, die bei bestimmten Designs mit hot end (Extruderkopf) den Druck beeinträchtigen können. Das Problem ist, dass beim Stop des Extrudermotors das PLA weiter herauskommt. Wenn der Stepper erneut startet, tritt eine erhebliche Verzögerung auf. Gelegentlich kann die Spitze eine Blase mit einem winzigen Hauch von Dampf sprengen.

Bei kleinen Mengen PLA-Filament (Natureworks PLA4043D wurde ausprobiert) kann Feuchtigkeit entfernt werden, indem es in einem auf 170 ° F erhitzten Ofen eine Stunde lang auf ein Stück Aluminiumfolie gelegt wird. Das Filament im Ofen ist schlaff, haftet aber nur geringfügig fest. Durch Biegen der Spulen nach dem Abkühlen lösen sie sich voneinander. Das Erhitzen einer ganzen Spule auf diese Weise wurde nicht versucht und kann dazu führen, dass die Spule unbrauchbar wird. Daher ist Vorsicht geboten. Beachten Sie, dass zum Trocknen ein elektrischer Widerstandsofen wünschenswert ist, da mit Erdgas befeuerte Öfen Wasserdampf als Nebenprodukt erzeugen (Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas, Methan => CO2 + 2 H2O). Ähnliche Probleme bei Propanöfen.

Interessanterweise ist nach dem Backen eine Gewichtsveränderung zu beobachten. Eine Spule stieg von 120,5 g auf 120,0 g (fast 1/2%).

Es wurde auch versucht, das gesamte PLA-Filament 1 Minute lang in der Mikrowelle zu schwenken, aber die Temperatur stieg nur geringfügig an und es entstand ein ungewöhnlicher Geruch. Der Grund dafür, dass die Mikrowelle keine Feuchtigkeit entfernt, könnte sein, dass die Bindung von Wassermolekülen in PLA ein geringes Absorptionsvermögen für die Mikrowelle oder der Prozentsatz an Wasser ist zu niedrig, um die Temperatur aufgrund der Wärmekapazität von PLA ausreichend zu erhöhen.

Farbeinfluss

Es wurde beobachtet, dass die Farbe des PLA (möglicherweise der 4042D von Ultimachine) einige seiner Eigenschaften zu verändern scheint (von Mehrfarbendrucken).

  • Schwarz ist schön und glänzend, etwa 75% undurchsichtig.
  • Gelb ist sauber und präzise, ​​wenn es bei 196 ° C extrudiert wird. Die Schicht haftet sehr gut und die bedruckten Teile fühlen sich ABS sehr ähnlich an. Sie sind stark, aber mit ein wenig Nachgiebigkeit
  • Schwarz und Gelb reißen beim Biegen nicht, im Gegensatz zu Blau / Grün.
  • Das Blau ist besonders seltsam und gibt Mikroblasen im Inneren das extrudierte Filament, wenn ich es bei 196 ° C laufen lasse, aber diese werden bei 187 ° C minimiert.
  • Das Blau / Grün ist in seiner Filamentform spröder, erzeugt jedoch beim Extrudieren einen sehr harten Teil.
  • Grüne Filamente liegen zwischen Gelb und Blau, sehen beim Drucken sehr gut aus und scheinen die beste Definition des gedruckten Objekts zu liefern.
  • Das Rot ist "klebriger" und neigt ein wenig zu sehr feinen Saiten. Vielleicht wird dies durch eine Änderung der Temperatur behoben.

Verfügbarkeit

Siehe -> [[Printing Material Suppliers] Druckmateriallieferanten].

Technische Daten

Sicherheitsdatenblatt

MSDS (4043D)

Synthese

Die rohe Form von PLA kann durch einfaches Erhitzen von Milchsäurepulver mit Zinn (II)-chloridpulver (- üblicherweise bei Keramikglasuren verwendet -) in einem Reagenzglas hergestellt werden. Das anschließende aus dem Reagenzglas heruaus zu bekommen, bleibt dem fleißigen Schüler als Übung überlassen.

Weitere Einzelheiten finden Sie in den Fußnoten.

Im Open Source Ecology Wiki wird derzeit ein Projekt zur Entwicklung von Open Source-Polymilchsäure entwickelt.

Anleitungen etc.

  • [[File:PLA-kim-23-2-6-98033.pdf: Synthesis, Characterization and in Vitro Degradation of Poly(DL-Lactide)/Poly(DL-Lactide-co-Glycolide) Films.|thumb]]
  • [[File:PLA-v30 327 334.pdf: Synthesis and Characterization of Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) Copolymers: Effects of Stannous Octoate Initiator and Diethylene Glycol Coinitiator Concentrations|thumb]]


  • Stereoselektive Ringöffnungspolymerisation von Mesolactid: Synthese von syndiotaktischer Polymilchsäure [[
    Page 1
    , Page 2, Addendum|thumb]]


Literaturhinweise

ABS - PEEK - PEHD - PLA - PTFE - SB