Polymilchsäure (PLA) ist eines der beliebtesten Materialien im 3D-Druck. Dieser biologisch abbaubare Thermoplast wird aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr hergestellt, was ihm einen erheblichen Vorteil in Sachen Nachhaltigkeit verschafft.
PLA wird aufgrund seiner einfachen Handhabung und minimalen Umweltbelastung häufig in 3D-Druckern für Endverbraucher verwendet. Aber was genau macht PLA so beliebt und warum ist es oft das Filament der Wahl für viele 3D-Druckprojekte?
Was ist PLA?
Definition und Zusammensetzung
PLA ist ein thermoplastisches Material, das aus natürlichen Ressourcen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen ist PLA biologisch abbaubar und gilt als umweltfreundliche Alternative für den 3D-Druck. Es wird typischerweise für die Herstellung von Teilen verwendet, die nicht die Stärke und Haltbarkeit von Industriematerialien erfordern.
Die chemischen Eigenschaften von PLA
PLA wird aus Milchsäure hergestellt, einem Nebenprodukt von fermentierter Pflanzenzucker. Dies macht es zu einem erneuerbaren Kunststoff, dessen Verwendung im Vergleich zu anderen synthetischen Materialien relativ sicher ist. Als Thermoplast wird PLA beim Erhitzen weich und härtet beim Abkühlen aus, was es ideal für 3D-Druckanwendungen macht.
Warum ist PLA im 3D-Druck beliebt?
Benutzerfreundlichkeit
Einer der Hauptgründe, warum PLA im 3D-Druck bevorzugt wird, ist seine Benutzerfreundlichkeit. Es druckt bei einer relativ niedrigen Temperatur (180–220 °C) im Vergleich zu anderen Filamenten wie ABS, die höhere Temperaturen erfordern. Dadurch ist PLA ideal für Einsteiger in 3D-Drucker, die gerade erst anfangen, die Welt der additiven Fertigung zu erkunden.
Geräuscharm und ungiftig
Ein weiteres attraktives Merkmal von PLA ist, dass es ungiftig ist und beim Drucken kaum bis gar keine schädlichen Dämpfe abgibt. Im Gegensatz zu Materialien wie ABS, die beim Erhitzen unangenehme Gerüche und potenziell schädliche Partikel erzeugen können, ist PLA in Innenräumen sicherer zu drucken, insbesondere in Räumen ohne spezielle Belüftung.
PLA im Vergleich zu anderen Filamenten
PLA im Vergleich zu ABS
Im Vergleich zu ABS ist PLA einfacher zu verarbeiten. Es erfordert kein beheiztes Bett und neigt weniger dazu, sich beim Drucken zu verziehen. Allerdings ist PLA spröder als ABS und nicht ideal für Objekte, die hohen Temperaturen oder starkem Verschleiß ausgesetzt sind.
PLA vs. PETG
PETG ist ein weiteres beliebtes Filament, das im Vergleich zu PLA eine bessere Haltbarkeit und Schlagfestigkeit bietet. Während PLA einfacher zu drucken ist, hält PETG höheren Temperaturen stand und ist flexibler, was es zu einer besseren Option für die Herstellung von Teilen macht, die mechanischen Belastungen oder Außenbedingungen standhalten müssen.
Hauptanwendungen des PLA-3D-Drucks
Prototyping und Modelle
PLA wird häufig für die Prototypenerstellung und die Erstellung detaillierter Modelle verwendet. Da PLA einfach zu drucken ist und qualitativ hochwertige Ergebnisse liefert, eignet es sich ideal für die Erstellung visueller Prototypen, Konzeptmodelle und detaillierter Figuren. Die glatte Oberfläche des Materials eignet sich perfekt für Projekte, die ein sauberes, poliertes Erscheinungsbild erfordern.
Heim-und Hobbygebrauch
Für Bastler und Heimwerker ist PLA das Filament der Wahl. Aufgrund seiner ungiftigen Beschaffenheit, Benutzerfreundlichkeit und breiten Verfügbarkeit eignet es sich perfekt für die Herstellung nichtfunktionaler Gegenstände wie Spielzeug, Skulpturen und Dekorationsgegenstände. Es ist auch die erste Wahl für diejenigen, die gerade erst mit dem 3D-Druck beginnen.
Vorteile von PLA für den 3D-Druck
Umweltfreundlich
PLA gilt als eines der umweltfreundlichsten Filamente in der Welt des 3D-Drucks. Als biologisch abbaubares Material zerfällt es viel schneller als erdölbasierte Kunststoffe. Dies macht es zu einer nachhaltigen Option für Benutzer, die sich Sorgen über die Umweltauswirkungen ihrer 3D-Druckaktivitäten machen.
Hervorragende Druckqualität
PLA erzeugt eine glatte und glänzende Oberfläche auf Drucken und ist somit ein hervorragendes Material für ästhetische Projekte. Es ist auch weniger wahrscheinlich, dass raue, unebene Oberflächen entstehen, was zu saubereren Drucken mit weniger Fehlern führt, selbst bei detaillierteren Modellen.
Herausforderungen und Einschränkungen von PLA
Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit
Obwohl PLA ein ausgezeichnetes Filament für viele Arten von Drucken ist, hat es auch seine Grenzen. Einer der Hauptnachteile ist die geringe Hitzebeständigkeit. PLA wird bei relativ niedrigen Temperaturen (ca. 60 °C) weich und eignet sich daher nicht für die Herstellung von Teilen, die hohen Temperaturen standhalten müssen, wie z. B. Automobil-oder Küchenartikel.
Brüchigkeit mit der Zeit
PLA-Drucke neigen dazu, mit der Zeit spröde zu werden, insbesondere wenn sie UV-Licht oder Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Dies macht PLA ungeeignet für Artikel, die rauen Umgebungen standhalten oder im Freien verwendet werden müssen. Obwohl PLA biologisch abbaubar ist, kann dies auf lange Sicht auch zu einer Verschlechterung der strukturellen Integrität des Drucks führen.
PLA-Varianten und erweiterte Optionen
PLA+ ist eine modifizierte Version von Standard-PLA und bietet verbesserte Festigkeit und Flexibilität. Es gibt auch Verbundfilamente wie mit Holz oder Metall angereichertes PLA, die für spezielle Anwendungen verwendet werden, die einzigartige Oberflächen oder Texturen erfordern. Diese fortschrittlichen PLA-Varianten können die Vielseitigkeit von PLA im 3D-Druck verbessern.
Zu den weiteren speziellen PLA-Filamenten gehören flexibles PLA, das zum Drucken biegsamer oder dehnbarer Teile verwendet werden kann, und Hochtemperatur-PLA, das eine verbesserte Wärmeformbeständigkeit aufweist und sich daher für Teile eignet, die möglicherweise höheren Temperaturen ausgesetzt sind.
Nachhaltigkeit des PLA-3D-Drucks
Biologische Abbaubarkeit
Obwohl PLA ist biologisch abbaubar. Es ist wichtig zu beachten, dass es in typischen Mülldeponieumgebungen nicht so leicht zerfällt. Für den vollständigen Abbau sind industrielle Kompostierungsbedingungen erforderlich. Daher sind geeignete Entsorgungs-und Recyclingmethoden wichtig, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern.
Abfallreduzierung
PLA trägt zur Reduzierung von Kunststoffabfällen bei, indem es eine nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen darstellt. Als biologisch abbaubare Option reduziert PLA den Bedarf an herkömmlichen Kunststoffmaterialien und unterstützt umweltbewusstere Herstellungspraktiken in der Welt des 3D-Drucks.
So drucken Sie mit PLA-Filament
Druckereinstellungen für PLA
Um optimale Ergebnisse beim Drucken mit PLA zu gewährleisten, ist es wichtig, die Einstellungen Ihres 3D-Druckers anzupassen. Die Betttemperatur sollte zwischen 50 °C und 70 °C und die Düsentemperatur zwischen 200 °C und 220 °C liegen. Durch die richtige Kalibrierung werden häufige Probleme wie Verziehen oder Fadenziehen minimiert.
Tipp: Der PLA-Druck kann Probleme wie Fadenziehen, Verziehen oder Unterextrusion mit sich bringen. Um diese Probleme zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass Ihre Druckumgebung stabil ist, passen Sie die Einstellungen Ihres Druckers für eine bessere Haftung an und experimentieren Sie mit Druckgeschwindigkeiten und Kühlventilatoreinstellungen, um den Druckprozess zu optimieren.
Fazit: Ist PLA die richtige Wahl für Ihre 3D-Druckprojekte?
PLA bleibt eines der zugänglichsten und vielseitigsten Filamente für den 3D-Druck. Es ist eine großartige Wahl für Anfänger, Bastler und diejenigen, die ästhetisch ansprechende Modelle erstellen möchten. Für Teile, die Haltbarkeit oder Hitzebeständigkeit erfordern, müssen Sie jedoch möglicherweise andere Materialien wie PETG oder ABS in Betracht ziehen.
Insgesamt bietet PLA eine hervorragende Balance zwischen Benutzerfreundlichkeit und Nachhaltigkeit, was es zu einem idealen Ausgangspunkt für die meisten 3D-Druck-Enthusiasten macht.
