PLA Температура плавления: Подробное руководство по 3D-печати пластика

Если вы работаете с 3D-печатью, то наверняка когда-нибудь использовали PLA (полимолочную кислоту). Это один из самых популярных материалов для 3D-печати, потому что он прост в использовании и экологически безопасен.

Но чтобы добиться наилучших результатов, необходимо понимать, какова температура плавления этого материала и как она влияет на 3D-печать. В этом руководстве мы расскажем, что такое PLA и почему температура плавления PLA имеет значение для 3D-печати.

Что такое PLA?

PLA (полимолочная кислота) - это биоразлагаемый пластик, изготовленный из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал или сахарный тростник. В отличие от других пластиков, он со временем разрушается естественным образом, поэтому является отличным выбором для экологичной 3D-печати.

Он безопасен, легко печатает и обладает хорошими механическими свойствами. Однако PLA чувствителен к нагреву, поэтому важно знать его температуру плавления.

Основные свойства PLA

Вот краткий обзор важных свойств PLA:

Какова температура плавления PLA?

Температура плавления PLA составляет от 150 до 160 °C (от 302 до 320 °F). Однако в 3D-печатьТемпература стеклования также важна, поскольку именно при ней PLA становится мягче. Это влияет на стабильность печати и термостойкость.

Если вы печатаете при слишком низкой температуре, филамент не расплавится должным образом, что приведет к плохому сцеплению слоев. Слишком высокая температура может привести к образованию нитей и сочащейся жидкости.

Как определяется температура плавления PLA?

Температура плавления PLA измеряется с помощью процесса, называемого Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). В этом тесте материал нагревается постепенно и отслеживается момент перехода из твердого состояния в жидкое.

Однако температура плавления PLA может варьироваться в зависимости от добавок, кристалличности или вариаций производителя. Разные бренды производят PLA с немного отличающимися свойствами, поэтому всегда проверяйте рекомендуемые температурные режимы.

Важность температуры плавления в 3D-печати

Температура плавления PLA является ключевым фактором для получения высококачественных отпечатков и предотвращения проблем. Давайте разберемся в этом ниже.

• Если PLA недостаточно расплавится, слои не будут склеиваться должным образом, что приведет к образованию слабых и хрупких деталей. Правильная температура обеспечивает прочное соединение слоев.
• Нить накаливания должна быть нагрета настолько, чтобы плавно течь, но не настолько, чтобы она перегрелась.
• Правильная температура предотвращает недоэкстракцию (слабые отпечатки) или переэкстракцию (неаккуратные отпечатки).
• Поскольку PLA имеет низкую температуру стеклования, отпечатки могут деформироваться при воздействии температуры выше 60-65 °C. Поэтому детали из PLA не следует оставлять в жарких автомобилях или под прямыми солнечными лучами.

Факторы, влияющие на температуру плавления PLA?

Температура плавления PLA не всегда одинакова - она может меняться в зависимости от нескольких факторов, включая следующие:

Чистота

Высокочистый PLA имеет постоянную температуру плавления, что делает печать более надежной, а это важно для точной печати.

С другой стороны, PLA с примесями может иметь нестабильную температуру плавления, что приводит к нестабильной экструзии и дефектам печати. Примеси могут нарушить структуру полимера и привести к изменению температуры плавления.

Молекулярная масса

Молекулярный вес означает длину полимерных цепей в PLA. Чем длиннее эти цепи, тем выше молекулярный вес, что напрямую влияет на температуру плавления, поскольку для расщепления требуется больше энергии. Это приводит к более высокой температуре плавления и лучшей механической прочности.

Более низкомолекулярный PLA имеет более короткие цепочки, которые легче плавятся, но могут быть слабее и менее прочными. Для стандартной 3D-печати большинство имеющихся в продаже нитей PLA подходят идеально.

Кристалличность

PLA может существовать в двух структурных формах: полукристаллической и аморфной. Уровень кристалличности влияет на то, как PLA плавится.

Полукристаллический PLA имеет высокоупорядоченные молекулярные цепи. Это придает ему резкую, четко определенную температуру плавления. Он более прочный и термостойкий, поэтому на нем сложнее печатать.

Аморфный PLA имеет беспорядочно расположенные цепи, что означает, что он размягчается в диапазоне температур, а не плавится в фиксированной точке. Он плавится постепенно, поэтому его легче печатать. По этой причине большинство представленных на рынке PLA-филаментов являются аморфными.

Если вашим отпечаткам требуется повышенная термостойкость и прочность, ищите смеси PLA с повышенной кристалличностью.

Добавки

Многие нити PLA содержат добавки, изменяющие их свойства, которые также могут влиять на температуру плавления. В состав некоторых нитей входят пластификаторы, которые делают PLA более гибким, но они также могут снижать температуру плавления и облегчать печать при низких температурах.

Красящие вещества, такие как красители и пигменты, могут слегка изменить поведение при плавлении в зависимости от их химического состава. Наполнители, такие как древесные волокна, углеродное волокно или металлические частицы, также могут влиять на плавление PLA.

Например, для ПЛА с древесным наполнителем может потребоваться немного более высокая температура, поскольку древесные волокна влияют на теплопередачу. PLA из углеродного волокна прочнее и термостойче, поэтому для него обычно требуется более высокая температура плавления, чем для стандартного PLA.

Перед печатью всегда проверяйте рекомендуемые температурные параметры для конкретного типа PLA, поскольку различные добавки могут потребовать корректировки настроек печати.

Общие проблемы с температурой плавления PLA при 3D-печати

Ниже приведены некоторые проблемы с температурой плавления, которые влияют на отпечатки, и способы их устранения.

Сочащиеся и струнящиеся

Если вы заметили капли или лишний пластик в местах движения сопла, это сочащийся пластик. Когда возникают такие проблемы, PLA, скорее всего, слишком горячий. Высокая температура заставляет филамент течь слишком легко, что приводит к вытеканию лишнего материала из сопла.

Если вы видите тонкие, неровные нити нити между частями печати, это означает, что у вас проблемы с нанизыванием. Это происходит из-за неправильных настроек втягивания и плохого охлаждения.

Чтобы исправить ситуацию, снижайте температуру печати на 5 °C за раз, увеличивайте настройки втягивания и используйте охлаждающие вентиляторы, чтобы PLA быстрее затвердевал.

Недоэкструзия (тонкие или отсутствующие слои)

Если на отпечатке тонкие, слабые или отсутствующие слои, значит, ваш принтер не выдает достаточное количество филамента. Это происходит, когда PLA слишком холодный, сопло частично засорилось или экструдер плохо захватывает филамент.

Немного увеличьте температуру печати, очистите сопло с помощью чистящего инструмента и проверьте, правильно ли шестерня экструдера захватывает филамент.

Плохая адгезия первого слоя

Если первый слой не прилипнет к подложке, вся печать может не получиться. Это может произойти, если слой слишком холодный, сопло находится слишком далеко от слоя или поверхность печати загрязнена.

Установите температуру слоя на 50-60°C, отрегулируйте высоту сопла с помощью правильного выравнивания и очистите слой для печати изопропиловым спиртом, чтобы удалить пыль или жир.

Засоренная форсунка

Если нить перестала течь или выходит неравномерно, возможно, сопло засорилось. Это происходит, когда PLA печатается слишком холодным, когда пыль или влага в нити приводят к засорению или когда сгоревшая нить накапливается внутри.

Устраните ее, увеличив температуру печати, используя высококачественный сухой филамент и регулярно прочищая сопло с помощью чистящей нити или маленькой иглы.

Области применения PLA в зависимости от температуры плавления

Температура плавления PLA полезна во многих отраслях. Вот некоторые распространенные области применения:

Упаковка для пищевых продуктов: PLA безопасен для пищевых продуктов, поэтому его часто используют для изготовления контейнеров, питьевых стаканов, бутылок, подносов и пакетов.

Медицинское оборудование: PLA используется в здравоохранении уже более десяти лет, поскольку он биоразлагаем и биосовместим. Он широко используется в биорассасывающихся имплантатах, покрывающих мембранах и тканеинженерных скаффолдах.

Текстиль: PLA устойчив к ультрафиолетовому излучению и мало впитывает влагу. Это хороший выбор для рубашек, спортивной одежды, постельного белья, матрасов и ковров.

3D-печать: PLA широко используется для производства нитей для 3D-печати, потому что он прост в печати и экологически безопасен.

Автомобильная промышленность и электроника: Хотя в этих отраслях PLA применяется впервые, его высокая прочность и ударопрочность позволяют использовать его для изготовления передних панелей, дверных обшивок, накладок на стойки, напольных ковриков и потолочных материалов.

Выдерживает ли PLA температуру 100℃?

Нет, стандартный PLA не выдерживает температуры 100℃. Он начинает размягчаться примерно при 60-65℃, поэтому при 100℃ обычный PLA станет очень мягким и может потерять свою форму.

Однако отожженный PLA может выдерживать более высокие температуры, иногда до 120℃, в зависимости от марки и степени кристалличности нити.

Если вам нужен материал, способный выдерживать температуру 100℃ и выше, рассмотрите такие альтернативы, как ABS, PETG или термостойкие смеси PLA.

Заключение

Чтобы получить прочные и качественные отпечатки, необходимо понимать температуру плавления PLA. Правильная температура предотвращает проблемы, и всегда проверяйте параметры филамента, чтобы знать его чистоту и добавки, которые могут повлиять на плавление PLA.

Компания DEK поможет вам добиться наилучших результатов в 3D-печати с использованием PLA и других материалов. Свяжитесь с нами сегодня и получите бесплатное предложение.