PLA-пластик: свойства, настройки печати и области применения
Полилактид считается самым простым материалом для FDM-печати. Разбираем его сильные и слабые стороны, стартовые настройки и подходящие задачи.
Что такое PLA
PLA, или полилактид, производится из возобновляемого растительного сырья: кукурузы, картофеля, сахарного тростника. Отсюда два его базовых свойства. Первое — биологическая безопасность, позволяющая использовать материал в медицине и пищевой сфере. Второе — биоразлагаемость: пластик не требует специальной утилизации, но и срок его жизни ограничен.
Это один из первых и самых распространённых филаментов, его выпускают сотни производителей. В натуральном виде он молочно-белый, полупрозрачный и матовый, но выбор цветов огромен. Кроме того, PLA хорошо принимает добавки — металл, дерево, стекло, волокна, другие полимеры. Так получаются нити, имитирующие древесину, металл, глину или светящиеся в темноте. По декоративным возможностям конкурентов у него практически нет.
Сильные стороны
- Твёрдость и жёсткость: детали хорошо сопротивляются изгибу и деформации.
- Почти нулевая усадка: крупные модели не отрываются от стола и сохраняют заданные размеры.
- Нечувствительность к сквознякам, что позволяет включать обдув и печатать тонкие элементы, нависающие стенки и длинные мостики.
- Низкая гигроскопичность: пластик не нужно сушить перед каждой печатью и хранить с силикагелем.
- Химическая стойкость к ацетону, спирту, бензину, маслу, большинству кислот, воде и водным растворам.
- Слабый безвредный запах при печати и хорошее спекание слоёв.
- Лёгкая механическая обработка: шлифовка, сверление, покраска, лакировка, простое удаление поддержек.
Склеивать PLA сложнее: для этого применяют дихлорметан или дихлорэтан, пары которых опасны, и работа с ними требует навыка.
Слабые стороны
Обратная сторона твёрдости — хрупкость. Под нагрузкой деталь почти не меняет форму, а затем разрушается резко, без предварительной деформации в месте разлома.
Главным недостатком называют низкую температуру размягчения: у разных сортов она начинается от 60 °C. Деталь, оставленная летом под стеклом автомобиля, быстро потеряет форму, а кипяток в стакан из PLA наливать не стоит. Износостойкость тоже невысока: поверхность не слишком скользкая, трение быстро разогревает материал, и дальше сказывается та же низкая термостойкость. Поэтому шестерни и шарниры из PLA делать не рекомендуется.
Срок службы зависит от влажности, температуры и ультрафиолета. В тени при температуре чуть выше нуля пластик сохраняет свойства пять лет и дольше. В жаре и сырости разрушение теоретически может начаться менее чем через месяц и завершиться за три–шесть месяцев. В обычных комнатных и уличных условиях эту опасность часто преувеличивают, особенно для современных марок: в источнике упоминается фигурка, пролежавшая под открытым небом более двух лет без признаков деградации.
Стартовые настройки
PLA нетребователен к принтеру и печатается практически на любом оборудовании. В первую очередь стоит ориентироваться на диапазоны температур сопла и стола, указанные на катушке: первую печать выполняют на средних значениях и затем корректируют. Если рекомендаций производителя нет, отправной точкой служат следующие параметры.
| Температура сопла | 190–210 °C |
| Температура стола | от комнатной до 60 °C |
| Скорость печати | 30–80 мм/с |
| Высота слоя | 25–75 % диаметра сопла, оптимально 50 % |
| Минимальная толщина стенки | 1 мм |
| Слои дна и крышки | не менее 2 |
| Обдув | 100 % |
| Ретракт | 1,5–2 мм для директа, для боудена примерно вдвое больше |
При холостых перемещениях над моделью полезно включить подъём сопла по оси Z, чтобы не задевать напечатанное. Пластики с металлом, угле- или стекловолокном ускоряют износ сопла; для них лучше подходит стальное, а температуру поднимают на 5–10 °C из-за худшей теплопередачи стали.
Типичные проблемы
- Перегрев: деталь «плывёт» и не держит форму. Температуру снижают примерно на 5 °C и увеличивают обдув.
- Недогрев: пластик плохо слипается, скатывается в комки и закручивается вокруг сопла. Температуру сопла корректируют шагами по 5 °C, при необходимости уменьшают скорость.
- Отрыв от стола (для PLA редкость): обезжиривают стол спиртом, поднимают его температуру на 10 °C, наносят адгезив, проверяют зазор между соплом и столом и достаточность нагрева экструдера.
Для чего подходит и для чего нет
Из PLA печатают декоративные вещи — статуэтки, вазы, игрушки, пуговицы, — и бытовые функциональные изделия: рукоятки, кронштейны, крючки, дверные ручки, чехлы, коробочки, посуду для холодных продуктов, садовые подпорки, кормушки для птиц.
Не подходят для него посуда для горячего, детали автомобилей, крепёж для батарей отопления и труб горячей воды, а также любые трущиеся узлы и всё, что может нагреться выше 60 °C. Декоративные разновидности тоже различаются: светящиеся достаточно прочны, а шёлковые и «деревянные» могут сломаться при падении с полуметра. Модификация PLA+ заметно прочнее обычного PLA и обладает некоторой пластичностью.
В сравнении с PETG полилактид лучше держит форму под нагрузкой, легче обрабатывается и красится, предлагает больше цветов и проще в печати; PETG более пластичен, текуч, требует подогрева стола и обычно стоит немного дороже.