Popularność technologii druku 3D, a właściwie dostępność coraz tańszych i coraz prostszych w obsłudze urządzeń do tworzenia modeli przestrzennych sprawiła, że wiele osób zapragnęło realizować tego typu projekty w amatorskich warsztatach. Do użytku w warunkach domowych potrzebne były jednak filamenty zapewniające z jednej strony dobre parametry wydruku, a z drugiej – pozbawione „efektów ubocznych” (intensywny zapach podczas drukowania 3D, szkodliwe opary itp.). Idealnym materiałem dla szerokiego kręgu odbiorców amatorskich i półprofesjonalnych okazały się filamenty PLA i to właśnie one stały się absolutnym numerem jeden na liście materiałów do druku 3D.
Filamenty PLA – znane tworzywo w nowej odsłonie
Pod skrótem PLA kryje się polilaktyd, czyli doskonale znany w chemii i przemyśle kwas polimlekowy. Jest to polimer uzyskiwany z surowców roślinnych – a dokładniej ze sfermentowanej skrobi, której źródłem może być np. mączka kukurydziana albo maniok. Dziś najpopularniejszym skojarzeniem z polilaktydem jest filament PLA, natomiast warto przypomnieć, że po praz pierwszy tworzywo to otrzymano w laboratoriach już przed II wojną światową, a więc na długo przed powstaniem technologii druku 3D. Ze względu na swoje właściwości – w tym przede wszystkim nietoksyczność i stosunkowo łatwą biodegradowalność – polimer PLA stosowano od dawna w medycynie, w tym przede wszystkim do produkcji nici chirurgicznych oraz rozpuszczalnych implantów medycznych, np. w formie prętów lub siatek. Z polilaktydu wytwarzano również butelki, jednorazowe talerze i kubki, a nawet torby.
Właściwości filamentów PLA
Tworzywa sztuczne do druku 3D w znacznym stopniu różnią się od siebie. Właściwości filamentów PLA odpowiadają potrzebom większości użytkowników amatorskich oraz półprofesjonalnych, a nierzadko można korzystać z nich nawet przy tworzeniu profesjonalnych prototypów.
Najważniejszą zaletą filamentu PLA jest niska temperatura topnienia – dzięki temu dyszy drukarki oraz stołu nie trzeba zbyt mocno podgrzewać. Temperaturę odpowiednią do druku PLA gwarantują praktycznie wszystkie urządzenia drukujące z segmentu amatorskiego. W praktyce najczęściej spotykany zakres temperatur wynosi w tym przypadku od ok. 185-195oC do nawet 235oC dla dyszy i już ok. 50-60oC dla stołu roboczego. Co więcej – nawet pióra i długopisy 3D, dalecy krewni drukarek 3D, często korzystają z tego właśnie filamentu. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że niższa temperatura topnienia oznacza jednocześnie mniejszą odporność na działanie wysokich temperatur. Mimo to filament PLA nie jest łatwopalny.
Do zalet tego polimeru z pewnością należy jego biodegradowalność (wyprodukowane z niego butelki potrzebują na rozłożenie zaledwie 2-3 miesięcy). Filamenty PLA są stosunkowo wytrzymałe, ale nie należy poddawać ich wierceniu – ze względu na niewielką elastyczność elementów wykonanych na bazie tych polimerów mogą one albo się topić, albo kruszyć i pękać. Duża sztywność w niektórych zastosowaniach jest jednak zaletą, ponieważ modele wydrukowane z filamentu PLA w normalnych warunkach nie będą się odkształcać. Natomiast bodaj najważniejszą zaletą druku 3D z filamentami PLA jest nietoksyczność tych polimerów. Dzięki temu z powodzeniem można używać ich w warunkach domowych, w drukarkach o otwartej konstrukcji (bez osłon zabezpieczających przed przedostawaniem się oparów do otoczenia).
Filamenty PLA dostępne na rynku
Zdecydowana większość dostępnych na rynku filamentów PLA oferowana jest w bardzo przystępnych cenach. Najczęściej materiały te można kupić w szpulach o masie 1 kg, co oznacza, że 1 sztuka produktu zawiera nawet ponad 300 m włókna. Większość drukarek wymaga zastosowania filamentu PLA o średnicy 1,75 mm, natomiast w sklepach bez trudu znajdziemy również filamenty PLA z włóknami o średnicy 2,85 mm. Wśród najpopularniejszych producentów materiałów eksploatacyjnych do drukarek 3D wymienić należy takie marki jak Spectrum, Devil Design czy Fiberlogy. Produkcja filamentów jest również osobną gałęzią działalności twórców urządzeń do druku przyrostowego – stąd na rynku znajdziemy np. filamenty PLA produkowane przez Velleman.
Kolory
Dla projektantów figurek czy prototypów duże znaczenie ma – obok parametrów fizycznych – kolor wybranego przez nich filamentu. W niektórych przypadkach można zdecydować się na malowanie lub lakierowanie powstałych na drukarce 3D modeli, jednak ogromne zróżnicowanie kolorystyczne filamentów PLA sprawia, że wcale nie jest to konieczne. W sklepach znajdziemy włókna w bardzo szerokiej gamie barw, w tym również filamenty o efektownym, metalicznym połysku. Możliwość łączenia barw ma szczególne znaczenie w przypadku tych drukarek 3D, które pozwalają na druk jednocześnie filamentami z dwóch lub więcej szpul w celu uzyskania wielokolorowego modelu.
Podsumowanie
Biodegradowalne filamenty PLA są idealnymi materiałami eksploatacyjnymi dla użytkowników domowych drukarek 3D. Przypadną do gustu makerom, artystom czy właścicielom warsztatów, nie ma jednak przeszkód, aby z tego polimeru korzystały również profesjonalne biura projektowe. Filamenty PLA sprawdzą się w bardzo wielu sytuacjach – o ile tylko powstały z nich model nie będzie poddawany działaniu wysokich temperatur oraz sporych sił (obciążeń), które mogłyby spowodować jego pękanie. Nic więc dziwnego, że nietoksyczne, niemal bezwonne i dostępne w wielu kolorach filamenty PLA są obecnie numerem jeden na rynku materiałów eksploatacyjnych do amatorskich oraz półprofesjonalnych drukarek.
Jedna odpowiedź