PLA Point de fusion : Guide détaillé pour l'impression 3D de plastique
Si vous travaillez dans le domaine de l'impression 3D, vous avez probablement utilisé du PLA (acide polylactique) à un moment ou à un autre. C'est l'un des matériaux d'impression 3D les plus populaires car il est facile à utiliser et respectueux de l'environnement.
Mais pour obtenir les meilleurs résultats, vous devez comprendre son point de fusion et comment il affecte l'impression 3D. Ce guide explique ce qu'est le PLA et pourquoi son point de fusion est important pour l'impression 3D.
Qu'est-ce que le PLA ?
Le PLA (acide polylactique) est un plastique biodégradable fabriqué à partir de ressources renouvelables telles que l'amidon de maïs ou la canne à sucre. Contrairement aux autres plastiques, il se décompose naturellement au fil du temps, ce qui en fait un excellent choix pour l'impression 3D respectueuse de l'environnement.
Il est sûr, facile à imprimer et possède de bonnes propriétés mécaniques. Cependant, le PLA est sensible à la chaleur, c'est pourquoi il est important de connaître son point de fusion.
Principales propriétés du PLA
Voici un aperçu des principales propriétés du PLA :
| Propriété | Détails |
| Point de fusion | 150 - 160 °C |
| Température de transition du verre | 60 - 65 °C |
| Densité | 1,24 /cm³ |
| Température de service maximale | 52 °C |
| Coefficient de dilatation thermique | 68µm/m-°C |
| Température de l'extrudeuse | 190- 220 °C |
| La force ultime | 65 Mpa |
| Durabilité | Faible |
| Lit chauffant | En option |
| Rigidité | Haut |
| Prix (par kg) | $10-$40 |
| Imprimabilité | Déformation facile et minimale |
| Biodégradabilité | Oui |
| Surfaces de construction recommandées | Plaque de verre, ruban adhésif, PEI, bâton de colle |
| Autres exigences en matière de matériel | Partie Ventilateur de refroidissement |
Quel est le point de fusion du PLA ?
Le point de fusion du PLA se situe entre 150 et 160 °C (302 et 320 °F). Cependant, en Impression 3DLa température de transition vitreuse est également importante car c'est là que le PLA se ramollit. Cela affecte la stabilité de l'impression et la résistance à la chaleur.
Si vous imprimez à une température trop basse, le filament ne fondra pas correctement, ce qui entraînera une mauvaise liaison des couches. Si la température est trop élevée, il y a risque de filage et de suintement.
Comment le point de fusion du PLA est-il déterminé ?
Le point de fusion du PLA est mesuré à l'aide d'un procédé appelé Calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Ce test permet de chauffer progressivement le matériau et de suivre le passage de l'état solide à l'état liquide.
Cependant, le point de fusion du PLA peut varier en fonction des additifs, de la cristallinité ou des variations du fabricant. Les différentes marques produisent du PLA avec des propriétés légèrement différentes, c'est pourquoi il faut toujours vérifier les paramètres de température recommandés.
Importance du point de fusion dans l'impression 3D
Le point de fusion du PLA est essentiel pour obtenir des impressions de haute qualité et éviter les problèmes. Voyons cela plus en détail ci-dessous.
- Si le PLA ne fond pas suffisamment, les couches ne s'assemblent pas correctement, ce qui donne des pièces fragiles et cassantes. La bonne température garantit des liens solides entre les couches.
- Le filament doit être suffisamment chauffé pour s'écouler facilement, mais pas trop pour ne pas surchauffer.
- Le choix de la bonne température permet d'éviter la sous-extrusion (impressions fragiles) ou la sur-extrusion (impressions bouffantes et désordonnées).
- Le PLA ayant une faible température de transition vitreuse, les impressions peuvent se déformer si elles sont exposées à des températures supérieures à 60 - 65 °C. C'est pourquoi les pièces en PLA ne doivent pas être laissées dans des voitures chaudes ou sous la lumière directe du soleil.
Facteurs affectant le point de fusion du PLA ?
Le point de fusion du PLA n'est pas toujours le même : il peut varier en fonction de plusieurs facteurs, dont les suivants :
La pureté
Le PLA de haute pureté a un point de fusion constant, ce qui rend l'impression plus fiable, ce qui est important pour l'impression de précision.
En revanche, le PLA contenant des impuretés peut avoir un point de fusion instable, ce qui entraîne une extrusion irrégulière et des défauts d'impression. Les impuretés peuvent perturber la structure du polymère et faire varier le point de fusion.
Poids moléculaire
Le poids moléculaire fait référence à la longueur des chaînes de polymères dans le PLA. Plus ces chaînes sont longues, plus le poids moléculaire est élevé, ce qui influe directement sur le point de fusion car il faut plus d'énergie pour les briser. Il en résulte un point de fusion plus élevé et une meilleure résistance mécanique.
Le PLA de faible poids moléculaire possède des chaînes plus courtes, qui fondent plus facilement mais peuvent être plus faibles et moins durables. Pour l'impression 3D standard, la plupart des filaments PLA disponibles dans le commerce conviennent parfaitement.
Cristallinité
Le PLA peut exister sous deux formes structurelles : semi-cristalline et amorphe. Le niveau de cristallinité influe sur la façon dont le PLA fond.
Le PLA semi-cristallin possède des chaînes moléculaires très ordonnées. Cela lui confère un point de fusion net et bien défini. Il est plus solide et plus résistant à la chaleur, et donc plus difficile à imprimer.
Le PLA amorphe a des chaînes disposées de manière aléatoire, ce qui signifie qu'il se ramollit sur une plage de températures plutôt que de fondre à un point fixe. Il fond progressivement et est donc plus facile à imprimer. La plupart des filaments PLA disponibles sur le marché sont amorphes pour cette raison.
Si vos impressions ont besoin d'une meilleure résistance à la chaleur et d'une plus grande solidité, recherchez des mélanges PLA à cristallinité renforcée.
Additifs
De nombreux filaments de PLA contiennent des additifs qui modifient leurs propriétés et qui peuvent également affecter le point de fusion. Certains filaments contiennent des plastifiants qui rendent le PLA plus souple, mais ceux-ci peuvent également abaisser le point de fusion et rendre le matériau plus facile à imprimer à des températures plus basses.
Les colorants, tels que les teintures et les pigments, peuvent modifier légèrement le comportement de fusion en fonction de leur composition chimique. Les charges, comme les fibres de bois, les fibres de carbone ou les particules métalliques, peuvent également avoir un impact sur la façon dont le PLA fond.
Par exemple, le PLA chargé en bois peut nécessiter une température légèrement plus élevée car les fibres de bois affectent le transfert de chaleur. Le PLA en fibre de carbone est plus solide et plus résistant à la chaleur, il nécessite donc généralement une température de fusion plus élevée que le PLA standard.
Avant d'imprimer, vérifiez toujours les paramètres de température recommandés pour votre type de PLA spécifique, car des additifs différents peuvent nécessiter un ajustement de vos paramètres d'impression.
Problèmes courants liés au point de fusion du PLA dans l'impression 3D
Voici quelques problèmes de point de fusion qui affectent les tirages et comment les résoudre.
Suintement et cordage
Si vous remarquez des taches ou un surplus de plastique à l'endroit où la buse se déplace, il s'agit d'un suintement. Lorsque ces problèmes surviennent, votre PLA est probablement trop chaud. Les températures élevées facilitent l'écoulement du filament, ce qui entraîne un suintement du matériau au niveau de la buse.
Si vous voyez des brins de filament minces et ondulés entre les différentes parties de votre impression, vous avez un problème de filage. Ce problème est dû à des réglages de rétraction incorrects et à un mauvais refroidissement.
Pour y remédier, abaissez la température d'impression de 5°C à la fois, augmentez les paramètres de rétraction et utilisez des ventilateurs de refroidissement pour solidifier le PLA plus rapidement.
Sous-extrusion (couches minces ou manquantes)
Si votre impression présente des couches fines, faibles ou manquantes, c'est que votre imprimante ne produit pas assez de filament. Cela se produit lorsque le PLA est trop froid, que la buse est partiellement obstruée ou que l'extrudeuse ne saisit pas bien le filament.
Augmentez légèrement la température d'impression, nettoyez la buse à l'aide d'un outil de nettoyage et vérifiez que l'engrenage de l'extrudeuse saisit correctement le filament.
Mauvaise adhérence de la première couche
Si la première couche n'adhère pas au lit, l'impression entière peut échouer. Cela peut se produire si le lit est trop froid, si la buse est trop éloignée du lit ou si la surface d'impression est sale.
Réglez la température du lit à 50-60°C, ajustez la hauteur de la buse avec un nivellement correct et nettoyez le lit d'impression avec de l'alcool isopropylique pour enlever la poussière ou la graisse.
Buse bouchée
Si le filament ne s'écoule plus ou sort de manière irrégulière, il se peut que la buse soit obstruée. Cela se produit lorsque le PLA est imprimé à trop basse température, lorsque la poussière ou l'humidité du filament provoque des blocages, ou lorsque du filament brûlé s'accumule à l'intérieur.
Pour y remédier, augmentez la température d'impression, utilisez un filament sec de haute qualité et nettoyez régulièrement la buse avec un filament de nettoyage ou une petite aiguille.
Applications du PLA en fonction du point de fusion
Le point de fusion du PLA est utile dans de nombreuses industries. Voici quelques applications courantes :
Emballage alimentaire : Le PLA est sûr pour les aliments, il est donc souvent utilisé pour les récipients, les gobelets, les bouteilles, les plateaux et les sacs.
Équipement médical : Le PLA est utilisé dans les soins de santé depuis plus d'une décennie parce qu'il est biodégradable et biocompatible. On le trouve couramment dans les implants bioabsorbables, les membranes de recouvrement et les échafaudages d'ingénierie tissulaire.
Textiles : Le PLA résiste aux UV et absorbe peu d'humidité. C'est un bon choix pour les chemises, les vêtements de sport, la literie, les matelas et les tapis.
Impression 3D : Le PLA est largement utilisé dans la production de filaments pour l'impression 3D car il est facile à imprimer et respectueux de l'environnement.
Automobile et électronique : Bien que le PLA soit nouveau dans ces secteurs, sa grande solidité et sa résistance aux chocs le rendent approprié pour les panneaux avant, les garnitures de portes, les couvercles de piliers, les tapis de sol et les matériaux pour plafonds.
Le PLA peut-il résister à 100℃ ?
Non, le PLA standard ne peut pas supporter 100℃. Il commence à se ramollir vers 60-65℃ donc à 100℃, le PLA standard deviendra très mou et risque de perdre sa forme.
Cependant, le PLA recuit peut supporter des températures plus élevées, parfois jusqu'à 120℃, en fonction de la marque et de la cristallinité du filament.
Si vous avez besoin d'un matériau capable de supporter 100℃ ou plus, envisagez des alternatives comme l'ABS, le PETG ou des mélanges PLA résistants à la chaleur.
Conclusion
Pour obtenir des impressions solides et de haute qualité, vous devez connaître le point de fusion du PLA. La bonne température permet d'éviter les problèmes et il faut toujours vérifier les paramètres du filament pour connaître la pureté et les additifs qui peuvent affecter la fusion du PLA.
Chez DEK, nous vous aidons à obtenir les meilleurs résultats d'impression 3D en utilisant le PLA et d'autres matériaux. Contactez-nous dès aujourd'hui pour obtenir un devis gratuit.
