PLA (Polylactid)
Was ist Polylactid (PLA)?
Polylactid oder PLA ist ein synthetisches Polymer. Es ist ein Makromolekül und wird aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke und Zuckerrüben gewonnen.
Eigenschaften von PLA
PLA zeichnet sich besonders durch die Biokompatibilität aus. Sie macht diesen Kunststoff lebensmittelecht. Durch seine geringe Fähigkeit, Feuchtigkeit aufzunehmen, kann Polyactid einfach gelagert werden. Es ist UV beständig und schwer entflammbar.
Weitere gute Eigenschaften sind die hohe Oberflächenhärte, Steifigkeit nd große Zugfestigkeit. Dagegen ist die Schlagfestigkeit eher nicht gegeben. PLA hat nur eine mäßige Witterungs- und Temperaturbeständigkeit. Formbeständig ist es bis ungefähr 65 °C.
Polylactid: Einsatzzwecke
PLA wird beispielsweise in der Lebensmittelindustrie für Verpackungen verwendet. Man findet es in Hygieneartikeln, Windeln, Luftpolstermaterial oder Büroartikeln. In der Medizin wird Polyactid für Implantate verwendet, die nur zeitlich begrenzt im Körper verbleiben müssen. Der Organismus kann sie später selbstständig abbauen ohne Entfernungsoperation.
Ein Beispiel für den Einsatz in der Landwirtschaft ist die Nutzung für unterpflügbare Folien zum Mulchen von Ackerflächen. Durch die schlechte Entflammbarkeit ist das Polylactid auch sehr gut für die Herstellung von Schutz- und Funktionsbekleidung geeignet.
Dieser Biokunststoff hat ebenso große Vorteile für den 3-D-Druck. Die sind u. a. seine hohe Kratzfestigkeit, Formstabilität und die Beständigkeit gegenüber Wasser, Öle, Alkohol oder Fett.
Die typischen 3-D-Druckeigenschaften von Polylactid
Als Druckmaterial ist PLA einfach sehr gut geeignet und liefert deshalb haltbare Ergebnisse. Aus diesem Grund ist es gerade für Einsteiger die beste Option. Polylactid ist einfach zu verarbeiten und preiswert. Die Filamente zeigen beim Abkühlen fast keine Schrumpfungen, haften gut auf dem Druckbett und die Verarbeitungstemperatur ist niedrig.
Es ist beispielsweise für ultradünne Schichten von 0,05 mm geeignet. An den 3-D-Drucker werden dadurch weniger Ansprüche gestellt. Man benötigt kein beheiztes Druckbrett oder eine Klimakammer. Kein anderes Material aus Biokunststoff erlangt eine bessere Präzision beim Drucken.
Abstriche muss man bei der Nachbehandlung mit spanenden Fertigungsverfahren machen. Wegen der geringeren Duktilität der Druckobjekte aus Polylactid eignen sie sich dafür weniger gut. Hier brechen leichter Teile ab als bei elastischeren Materialien.
Wenn ein solcher Arbeitsgang ansteht, wie etwa bohren, sollte mit dickeren Wänden und mehr Füllung gedruckt werden. Ein anderes Problem könnte bei diesem Arbeitsschritt der niedrige Schmelzpunkt des Polylactid werden. Ohne eine massive Kühlung entstehen schnell schmierende Fäden.
Typische Fehler beim 3-D-Druck vermeiden
Probleme beim Drucken mit PLA treten durch eine Tropfenbildung und Fäden auf. Zwischen den frei überstehenden Ecken spannen sich dann die Fäden wie Spinnweben. Beide Probleme lassen sich dadurch in den Griff kriegen, dass man die Druckerfunktion „Retraktion“ aktiviert. Hierdurch wird das Füllmaterial vor der Leerbewegung des Druckkopfs ein Stück zurückgezogen. So kann kein Polylactid mehr aus der Düse austreten.
Durch die geringere Temperatur beim Glasübergang besteht die Möglichkeit, dass beim PLA leicht Artefakte entstehen können. Das geschieht beispielsweise durch eine noch nicht ausgehärtete Druckschicht, wenn der Sprühkopf die nächste Schicht aufbringen will. Das kann durch eine schnelle Abkühlung des Druckobjekts geschehen und macht eine entsprechende Kühlung sinnvoll.
Dafür sind Zubehörteile erhältlich. Sie werden am 3-D-Drucker montiert und kühlen die Druckfigur von allen Seiten gleichmäßig ab. Als Alternative kann man die Druckgeschwindigkeit verlangsamen. So haben die einzelnen Schichten Zeit zum Abkühlen.
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