PLA filament

PLA filament

PLA filament is veruit het meest gebruikte- en populairste 3D printer filament. Waarom is PLA filament zo populair? Wat is PLA filament precies? Hoe wordt het gemaakt? Wat zijn de perfecte 3D printerinstellingen voor PLA? Je vindt het allemaal in dit artikel.

Sinds een aantal jaren heeft 3D printen haar intrede in onze huiskamers gedaan. Deze futuristische techniek leek voor de normale mens buiten bereik, maar door een slim design, efficiënte bouwconstructie en kennisfora, is  het kopen van een 3D printer voor iedereen mogelijk.

 

Met de opkomst van de 3D printer nam de ontwikkeling van de toner, het filament, toe. Fabrikanten gingen zich speciaal toeleggen op de productie van filament in alle mogelijke varianten, kleuren en toepassingen.

 

Eén soort filament ontwikkelde zich als bijna de standaard van het FFF (fused filament fabrication) 3D printen door het printgemak, de lage printtemperaturen en het milieuvriendelijke eigenschappen van dit filament: PLA

PLA (polyactic Acid) is biologisch afbreekbaar 3D filament. PLA filament is gemakkelijk te printen, heeft veel mooie kleuren en kan je op hoge snelheden printen.

 

PLA filament is bij het 3D printen het makkelijkste materiaal om mee te werken. Ga je voor het eerst 3D printen, dan doe je er verstandig aan om voor PLA filament te kiezen. Er komen geen schadelijke stoffen vrij tijdens het printen en de geur van het materiaal doet een beetje zoetig aan tijdens de verwerking. PLA is in veel kleuren en effecten verkrijgbaar en dat maakt PLA erg geliefd onder gebruikers.

 

Wat is PLA filament eigenlijk?

PLA staat voor Poly Lactic Acid (ook wel melkzuur genoemd) en is een thermoplast dat wordt gemaakt van zetmeelrijke planten. Denk daarbij aan maïs, suikerbiet, cassave, graan en suikerriet. PLA wordt dus gewonnen uit biologische bronnen en is biologisch afbreekbaar. De belasting voor het milieu is daardoor veel lager dan thermoplasten uit fossiele brandstoffen zoals ABS. PLA is sterk en zeer gebruiksvriendelijk.

 

Kenmerken van PLA filament:

  • Goedkoop
  • Veelzijdig
  • Printgemak
  • Lage temperaturen
  • Hoge printsnelheid
  • Geen verwarmd bed nodig
  • Veel keuze in kleur
  • Matige hitteweerstand: wordt zacht boven 55°C
  • Matige impact resistance

 

Hoe wordt PLA gemaakt?

PLA wordt gemaakt van granulaat korrels, die transparant zijn. De granulaat korrels worden gemixt met pigmenten voor de kleur en toevoegingen voor mechanische eigenschappen. Deze filament-mix wordt gedroogd op 60 – 80 °C; dit verkleint de kans op proppen en verstoppingen in de nozzle van je 3D printer. Vervolgens gaat het materiaal in een extruder, die het verwarmt, mixt- en extrudeert tot een solide filament. Het filament wordt met water gekoeld en op een spoel gewonden.

De grootste producent van biopolymeren, de grondstof van PLA filament gewonnen uit suikerbiet, is NatureWorks in Nebraska (VS) die jaarlijks 150.000 ton PLA maken. Inmiddels is NatureWorks wereldwijd vertegenwoordigd en heeft ook een kantoor in Nederland.

 

PLA filament biologisch afbreekbaar

PLA wordt gewonnen door middel van gisting- of fermentatie van zetmeel uit planten(resten) zoals suikerriet, suikerbiet en maïs. De oorsprong van PLA zijn dus 100% duurzame grondstoffen, oftewel hernieuwbaar materiaal.

In het kader van de verduurzaming van de samenleving is het bioplastic PLA (Polylactic Acid) een erg interessante soort plastic. PLA is een bio-based plastic; een plastic vervaardigd uit plantaardige biomassa.

PLA filament wordt dus uit natuurlijke bronnen vervaardigd, maar hoe zit het nu met de biologisch afbreekbare eigenschappen van PLA? Lost PLA filament bij voorbeeld op als het een tijdje buiten ligt en aan de elementen wordt blootgesteld? Is PLA verteerbaar, zodat bijvoorbeeld zeevogels niet in PLA kunnen stikken? Bioplastics zijn niet per sé biologisch afbreekbaar; de basis van bioplastics is plantaardig en bioplastics zegt dus alleen iets over de oorsprong van het materiaal. 80% van de bioplastics wordt gebruikt voor verpakkingsmaterialen en plastic tassen. Het is dus bijzonder interessant om te kijken of en hoe we bioplastics ook biologisch kunnen afbreken.

 

Dat roept de vraag op: Wat betekent eigenlijk "biologisch afbreekbaar"?

Een materiaal is afbreekbaar onder bepaalde omstandigheden. Van een plastic object wordt, bij normaal gebruik, vormvastheid verwacht; het is onwenselijk dat een plastic object na een aantal maanden uit elkaar valt. Denk daarbij bijvoorbeeld aan een plastic verpakking van een bonbon. Die moet tijdens normale omstandigheden gewoon intact blijven en doen waarvoor het bedoeld is; de bonbon afschermen.

Het afbreken van een stof wordt procesmatig gedaan; we moeten bepaalde omstandigheden creëren om materiaal te kunnen afbreken. Neem bijvoorbeeld hout: Een houten stoel blijft binnenshuis keurig vormvast en zal niet verweren of afbreken. Zet diezelfde houten stoel een half jaar buiten en het hout zal rotten, verweren, uitdrogen, schimmelen en dus beïnvloed worden. Zo is het dus ook met bioplastics zoals PLA filament.

 

Biologisch afbreekbaar: het proces

In het geval van PLA betekent biologisch afbreekbaar dat PLA wordt verwerkt tot melkzuur, een duurzaam en natuurlijk materiaal.

Hoe werkt dit?

PLA wordt in industriële composteer-machines verhit tot 60 - 65°C in gecontroleerde toestand. Na 2 weken is het PLA volledig afgebroken en blijft er melkzuur over.

Waarom dit niet werkt in een thuissituatie? In een composthoop in je achtertuin wordt nooit een temperatuur van 60 - 65°C bereikt en dus wordt PLA niet afgebroken. Onder de industriële biologische omstandigheden is worden bioplastics zoals PLA dus prima afgebroken. Het verkregen melkzuur wordt geconverteerd naar monomeren en polymeren of wordt volledig afgebroken door micro-organismen tot koolstofdioxide, restafval en water.

Wat is het verschil met recyclen? Recyclen is het hergebruiken van een materiaal. Recyclen is de algemeen benaming van elk soort verwerking van een stof tot hergebruik.

Naast composteren van PLA filament wordt filament ook op andere manieren hergebruikt; restanten van 3D printer filament worden bijvoorbeeld door een shredder vermalen en daarna weer omgesmolten tot nieuw te gebruiken 3D printer filament. Het eindresultaat is dus voor beide processen hetzelfde. Er zijn inmiddels veel apparaten die dit proces van shredden en omsmelten met gemak aan kunnen.

 

PLA PLUS

Naast regulier PLA plastic, bestaat er ook een betere variant: geavanceerd PLA met betere mechanische eigenschappen dan bijvoorbeeld ABS. Dit PLA is harder, wordt pas zacht boven 120°C, heeft een goede mechanische weerstand,  hitte- en trekweerstand. PLA plus is echter net zo gemakkelijk en snel te printen als regulier PLA. Verder is PLA plus recyclebaar, biologisch afbreekbaar en vrij van styreen en dus niet giftig. Betere mechanische eigenschappen dan ABS, maar het printgemak en positieve eigenschappen van PLA gecombineerd in dit verbeterde PLA plus. Wij verkopen onder andere PolyMax™ en binnenkort krijgen we een nieuwere variant van het uitzonderlijk PLA plus.

 

De voordelen van PLA filament

Omdat PLA filament ten dele gemodificeerd is, behoudt het de typische kenmerken van PLA, maar is het daardoor nog sterker en minder breekbaar. Dankzij de lage krimpfactor van het materiaal zal PLA filament na afkoeling niet vervormen. Het is een handig materiaal dat op lagere temperaturen dan ABS geprint kan worden en waarvoor geen verwarmde ondergrond nodig is. Ideaal als je werkt met fijne details en decoratieve prints. Bovendien bereik je met PLA filament hoge printsnelheden en is het glanzender dan het wat matter ogende ABS.

 

Nadelen van PLA filament

Er zijn ook verschillende nadelen verbonden aan het gebruik van PLA filament om 3D te printen. Zo heeft PLA een relatief lage levensduur en wordt het materiaal zacht bij een temperatuur hoger dan 55 °C. Daarnaast is het materiaal ook minder stevig dan het alternatief ABS.

 

Finishing PLA

Hoe werk je een print van PLA af? Schuren met een zeer fijn schuurpapier of polijsten met een multitool is de beste en meest voorkomende manier; bijkomend nadeel is dat het bewerkte PLA oppervlak wit toont. Kijk uit met een multitool voor oververhitting van het PLA. De beste methode is het gebruik van “nat” schuurpapier; nat omdat dit koel is en je geen losse deeltjes kan inademen. Na het schuren kan je de print polijsten op diverse manieren. We noemen er een paar: polijsten met de Polymaker polisher box, verschillende coatings, verf en sommigen gebruiken zelfs een verfbrander; kijk hiermee uit voor giftige dampen en de print kan smelten.

 

Hoe bewaar je PLA?

PLA is een thermoplast en neemt dus water op; bewaar daarom PLA in een vacuüm gesloten verpakking. Daarnaast kan je PLA in een verduisterde ruimte of verpakking bewaren om elke vorm van UV beïnvloeding te voorkomen.

 

Ben je ook op zoek naar PLA filament van uitstekende kwaliteit tegen zeer lage prijzen? Koop het eenvoudig op onze Plasticz webshop! Heb je vragen? Bel dan naar +31 33 8442 836 of stuur een e-mail naar info@plasticz.nl.