Informationen zur Verwendung von PLA im 3D Druck

Der Kunststoff PLA

Der Name PLA entstammt dem englischen Wort „PolyLactic Acid“. Bedingt durch die Aneinanderreihung von Milchsäuremolekülen wird das Polymer im deutschen Sprachgebrauch auch als Polymilchsäure (auch wenn diese Bezeichnung nicht wirklich korrekt ist) bezeichnet. Auf Grund der Rohstoffquelle (Zucker oder Stärke) für die Herstellung von PLA kann man es als nachhaltiges Polymer bezeichnen, da die verwendeten Rohstoffe nachwachsen. Die beschriebene biologische Abbaubarkeit ist nach entsprechender Behandlung in industriellen Kompostieranlagen möglich.

Die Eigenschaften der Polylactide hängen von der Anzahl der Milchsäuremoleküle in der Polymerkette ab, vom Grad der Kristallisation im Polymer und auch von der Art und dem Anteil von Copolymeren.

PLA verfügt über ausgezeichnete physikalische Eigenschaften

• Geringe Feuchtigkeitsaufnahme
• Geringe Entflammbarkeit
• Geringe Dichte
• Hohe UV- Beständigkeit
• Gesundheitliche Unbedenklichkeit
• Geringe Geruchsentwicklung beim Drucken

Damit ist eine breite Anwendung im Heim- und semi-professionellen 3D- Druckbereich möglich. Leider ist das Polymer in reiner Form nur bis ca. 60 temperaturstabil und erweicht bei höheren Temperaturen. Damit sind Anwendungen im Außenbereich, im Automobil oder Haushalt bei Verwendung höherer Temperaturen nicht ratsam. Die Festigkeitswerte der Bauteile sind im Vergleich zu ABS auch deutlich geringer. Anwendungsfelder liegen im Design, beim Bau von Prototypen, bei der Herstellung von Spielzeug, von Ersatzteilen, Büroartikeln und Geschenken. Weiteren kreativen Ideen sind dabei keine Grenzen gesetzt.

Drucken mit PLA

PLA gehört zu den beliebtesten FDM/FFF- Druckmaterialen, da es sehr leicht zu verarbeiten ist. Grundsätzlich kann auch ohne einen beheizten Drucktisch gearbeitet werden, die Druckergebnisse verbessern sich aber bei Einstellung, einer Heiztemperatur von 50 – 70 °C.

Für die Verbesserung der Haftung auf der Druckplatte gibt es verschiedene Möglichkeiten der Beschichtung der Druckplatte. Eine Beheizung des gesamten Bauraumes des 3D- Druckers ist für PLA nicht erforderlich, da ein sehr geringer Schrumpf (Warping) der gedruckten Bauteile bei deren Abkühlung zu verzeichnen ist. Ggf. kann sogar eine aktive, aber gleichmäßige Kühlung zur Verbesserung des Druckbildes führen.

Die Schmelztemperatur des Polymers liegt bei 160 – 220 °C, so dass Verarbeitungstemperaturen von 180 – 230 °C zu empfehlen sind.

Die Verarbeitungstemperaturen für PLA- Filamente schwanken in gewissen Grenzen und werden unter anderem beeinflusst durch:

• Verwendeten Druckertyp
• Das PLA- Polymermaterial
• Die Druckgeschwindigkeit
• Die Komplexität des Druckobjektes

Die Haftung der ersten Druckschicht auf der Druckplatte ist von grundsätzlicher Bedeutung. Hier kann am Haftgrund (Klebeband), aber auch mit den Druckbedingungen eine gute Startbasis gesetzt werden.