กรดโพลีแลกติก (PLA) เป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการพิมพ์ 3 มิติ เทอร์โมพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพนี้ผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียน เช่น แป้งข้าวโพดหรืออ้อย ซึ่งให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญในแง่ของความยั่งยืน
PLA ถูกนำมาใช้บ่อยครั้งในเครื่องพิมพ์ 3D ระดับผู้บริโภค เนื่องจากง่ายต่อการจัดการและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด แต่อะไรที่ทำให้ PLA ได้รับความนิยมอย่างมาก และเหตุใดจึงมักเป็นตัวเลือกสำหรับโครงการการพิมพ์ 3 มิติจำนวนมาก
PLA คืออะไร
คำจำกัดความและองค์ประกอบ
PLA เป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่ได้มาจากทรัพยากรธรรมชาติ เช่น แป้งข้าวโพดหรืออ้อย PLA แตกต่างจากพลาสติกทั่วไปตรงที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และถือเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการความแข็งแรงและความทนทานเหมือนวัสดุอุตสาหกรรมอื่นๆ
คุณสมบัติทางเคมีของ PLA
PLA ทำจากกรดแลคติค ซึ่งเป็นผลพลอยได้จาก น้ำตาลจากพืชหมัก ทำให้เป็นพลาสติกหมุนเวียนที่ค่อนข้างปลอดภัยในการใช้งานเมื่อเทียบกับวัสดุสังเคราะห์อื่นๆ ในฐานะเทอร์โมพลาสติก PLA จะอ่อนตัวลงเมื่อถูกความร้อนและแข็งตัวเมื่อเย็นลง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานการพิมพ์ 3 มิติ
เหตุใด PLA จึงได้รับความนิยมในการพิมพ์ 3 มิติ
ใช้งานง่าย
หนึ่งในเหตุผลหลักที่ PLA ได้รับความนิยมในการพิมพ์ 3 มิติก็คือมันใช้งานง่าย พิมพ์ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (180–220°C) เมื่อเทียบกับเส้นใยอื่นๆ เช่น ABS ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า ทำให้ PLA เหมาะสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D มือใหม่ที่เพิ่งเริ่มสำรวจโลกแห่งการผลิตแบบเติมเนื้อ
มีกลิ่นต่ำและไม่เป็นพิษ
คุณลักษณะที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของ PLA ก็คือ ไม่เป็นพิษ และปล่อยควันที่เป็นอันตรายเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในระหว่างการพิมพ์ ต่างจากวัสดุอย่าง ABS ซึ่งสามารถสร้างกลิ่นอันไม่พึงประสงค์และอนุภาคที่อาจเป็นอันตรายเมื่อถูกความร้อน PLA มีความปลอดภัยกว่าในการพิมพ์ในอาคาร โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ไม่มีการระบายอากาศเป็นพิเศษ
PLA เทียบกับเส้นใยอื่นๆ
PLA เทียบกับ ABS
เมื่อเปรียบเทียบกับ ABS แล้ว PLA จะใช้งานได้ง่ายกว่า ไม่จำเป็นต้องใช้เตียงอุ่น และมีแนวโน้มที่จะบิดเบี้ยวในระหว่างการพิมพ์น้อยลง อย่างไรก็ตาม PLA มีความเปราะมากกว่า ABS และไม่เหมาะสำหรับวัตถุที่ต้องสัมผัสกับอุณหภูมิสูงหรือการสึกหรออย่างหนัก
PLA เทียบกับ PETG
PETG เป็นอีกหนึ่งเส้นใยยอดนิยมที่ให้ความทนทานและทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับ PLA แม้ว่า PLA จะพิมพ์ได้ง่ายกว่า แต่ PETG ก็สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นและมีความยืดหยุ่นมากกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการสร้างชิ้นส่วนที่ต้องทนทานต่อความเครียดเชิงกลหรือสภาพภายนอกอาคาร
การใช้งานหลักของการพิมพ์ PLA 3D
การสร้างต้นแบบและแบบจำลอง
PLA ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างต้นแบบและการสร้างแบบจำลองที่มีรายละเอียด เนื่องจากพิมพ์ได้ง่ายและให้ผลลัพธ์คุณภาพสูง PLA จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างภาพต้นแบบ แบบจำลองแนวความคิด และตุ๊กตาที่มีรายละเอียด พื้นผิวเรียบลื่นของวัสดุเหมาะสำหรับโครงการที่ต้องการรูปลักษณ์ที่สะอาดตา
ของใช้ในบ้านและงานอดิเรก
สำหรับผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกและผู้ชื่นชอบงาน DIY PLA คือเส้นใยที่ตอบโจทย์ ลักษณะที่ไม่เป็นพิษ ใช้งานง่าย และมีจำหน่ายในวงกว้าง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างสรรค์สิ่งของที่ไม่มีประโยชน์ เช่น ของเล่น ประติมากรรม และวัตถุตกแต่ง นอกจากนี้ยังเป็นตัวเลือกแรกสำหรับผู้ที่เพิ่งเริ่มต้นการพิมพ์ 3 มิติ
ข้อดีของ PLA สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ
เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
PLA ถือเป็นเส้นใยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในโลกการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากเป็นวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จึงสลายตัวได้เร็วกว่าพลาสติกที่ทำจากปิโตรเลียมมาก ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยั่งยืนสำหรับผู้ใช้ที่กังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากกิจกรรมการพิมพ์ 3 มิติ
คุณภาพการพิมพ์ที่เหนือกว่า
PLA ให้พื้นผิวที่เรียบเนียนและเป็นมันเงาบนงานพิมพ์ ทำให้เป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับโครงการด้านสุนทรียภาพ นอกจากนี้ยังมีโอกาสน้อยที่จะผลิตพื้นผิวที่หยาบและไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้งานพิมพ์สะอาดขึ้นและมีข้อบกพร่องน้อยลง แม้แต่ในรุ่นที่มีรายละเอียดมากขึ้นก็ตาม
ความท้าทายและข้อจำกัดของ PLA
ความต้านทานความร้อนและความทนทาน
แม้ว่า PLA จะเป็นเส้นใยที่ดีเยี่ยมสำหรับการพิมพ์หลายประเภท แต่ก็มีข้อจำกัด ข้อเสียเปรียบหลักประการหนึ่งคือทนความร้อนได้ไม่ดี PLA อ่อนตัวลงที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (ประมาณ 60°C) ซึ่งทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการสร้างชิ้นส่วนที่ต้องทนต่ออุณหภูมิสูง เช่น อุปกรณ์ในรถยนต์หรือในครัว
ความเปราะบางเมื่อเวลาผ่านไป
งานพิมพ์ของ PLA มีแนวโน้มที่จะเปราะเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับแสง UV หรือความชื้น ทำให้ PLA ไม่เหมาะสมกับสิ่งของที่ต้องทนทานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือใช้งานกลางแจ้ง แม้ว่า PLA จะย่อยสลายได้ทางชีวภาพ แต่ก็สามารถนำไปสู่การเสื่อมสภาพของความสมบูรณ์ของโครงสร้างของการพิมพ์ในระยะยาว
พันธุ์ PLA และตัวเลือกขั้นสูง
PLA+ เป็นเวอร์ชันดัดแปลงของ PLA มาตรฐาน ซึ่งให้ความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นที่ดีขึ้น นอกจากนี้ยังมีเส้นใยผสม เช่น PLA ที่ผสมไม้หรือโลหะ ซึ่งใช้สำหรับการใช้งานเฉพาะทางที่ต้องการการตกแต่งหรือพื้นผิวที่เป็นเอกลักษณ์ PLA ขั้นสูงเหล่านี้สามารถเพิ่มความอเนกประสงค์ของ PLA ในการพิมพ์ 3 มิติได้
เส้นใย PLA แบบพิเศษอื่นๆ ได้แก่ PLA ที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งสามารถใช้ในการพิมพ์ชิ้นส่วนที่โค้งงอหรือยืดได้ และ PLA ความร้อนสูงซึ่งมีอุณหภูมิการเบี่ยงเบนความร้อนที่ดีขึ้น ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่อาจสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น
ความยั่งยืนของการพิมพ์ PLA 3D
ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ
แม้ว่า PLA จะสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ แต่สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คือ ไม่สลายตัวได้ง่ายในสภาพแวดล้อมที่มีการฝังกลบโดยทั่วไป จำเป็นต้องมีสภาวะการหมักทางอุตสาหกรรมจึงจะย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นวิธีการกำจัดและการรีไซเคิลที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
การลดของเสีย
PLA ช่วยลดขยะพลาสติกโดยการจัดหาทางเลือกที่ยั่งยืนแทนพลาสติกจากปิโตรเลียม ในฐานะตัวเลือกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ PLA ช่วยลดความต้องการวัสดุพลาสติกทั่วไปและสนับสนุนแนวทางการผลิตที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในโลกของการพิมพ์ 3 มิติ
วิธีการพิมพ์ด้วยเส้นใย PLA
การตั้งค่าเครื่องพิมพ์สำหรับ PLA
เพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อพิมพ์ด้วย PLA การปรับการตั้งค่าเครื่องพิมพ์ 3D ของคุณเป็นสิ่งสำคัญ ควรตั้งอุณหภูมิเตียงระหว่าง 50°C ถึง 70°C และอุณหภูมิหัวฉีดควรอยู่ระหว่าง 200°C ถึง 220°C การสอบเทียบที่เหมาะสมจะช่วยลดปัญหาทั่วไป เช่น การบิดงอหรือการร้อยสาย
เคล็ดลับ: การพิมพ์ PLA อาจทำให้เกิดความท้าทาย เช่น การร้อยสาย การบิดงอ หรือการอัดขึ้นรูปน้อยเกินไป เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการพิมพ์ของคุณมีเสถียรภาพ ปรับการตั้งค่าเครื่องพิมพ์ของคุณเพื่อการยึดเกาะที่ดีขึ้น และทดลองใช้ความเร็วการพิมพ์และการตั้งค่าพัดลมระบายความร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการพิมพ์
บทสรุป: PLA เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับโครงการการพิมพ์ 3 มิติของคุณหรือไม่
PLA ยังคงเป็นหนึ่งในเส้นใยที่เข้าถึงได้และอเนกประสงค์ที่สุดสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้เริ่มต้น ผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรก และผู้ที่ต้องการสร้างโมเดลที่สวยงามน่าพึงพอใจ อย่างไรก็ตามสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความทนทานหรือทนความร้อน คุณอาจต้องพิจารณาใช้วัสดุอื่นๆ เช่น PETG หรือ ABS
โดยรวมแล้ว PLA มอบความสมดุลที่ยอดเยี่ยมระหว่างความสะดวกในการใช้งานและความยั่งยืน ทำให้เป็นจุดเริ่มต้นที่เหมาะสำหรับผู้ที่ชื่นชอบการพิมพ์ 3D ส่วนใหญ่
