Původ PLA a jeho význam ve 3D tisku
PLA filament je jedním z nejoblíbenějších materiálů pro 3D tisk na trhu. Snadno se s ním pracuje a má relativně nízkou teplotu tání, takže je ideální pro tisk složitějších objektů.
PLA se vyrábí z přírodních plodin, jako je kukuřice nebo cukrová třtina. Většina těchto materiálů se přeměňuje na kyselinu mléčnou, která se poté přidáním dalších chemikálií polymeruje na PLA. Výsledný filament je vytlačen pomocí 3D tiskárny.
Na vlákna PLA lze tisknout při teplotách v rozmezí 190-230 stupňů Celsia (374-446 F). I když to umožňuje tisknout na širokou škálu různých plastů, znamená to také, že PLA může být náchylné k deformaci při tisku za vysokých teplot nebo za určitých podmínek.
PLA je nejoblíbenější materiál pro 3D tisk. Je to bioplast získaný z obnovitelných přírodních zdrojů, jako je kukuřičný škrob nebo cukrová třtina. PLA vlákno je vyrobeno z kyseliny mléčné, kterou produkují bakterie v procesu zvaném fermentace. Tento proces využívá tepelnou energii ze slunce a oxid uhličitý ze vzduchu k vytvoření kyseliny mléčné. Kyselina mléčná se poté přemění na PLA chemickou reakcí s alkoholy (typicky methanolem nebo ethanolem).
PLA vlákno má mnoho výhod oproti jiným materiálům, jako je ABS a nylon:
PLA nemá při tisku žádný výrazný zápach;
PLA je biologicky rozložitelný a kompostovatelný;
PLA se během tisku snadno nedeformuje;
PLA spotřebuje při výrobě méně energie než ABS;
PLA je bioplast, který se vyrábí z kukuřice nebo cukrové třtiny. Je přirozenou alternativou ABS a PETG.
PLA je biologicky odbouratelný, což z něj dělá ideální volbu pro projekty šetrné k životnímu prostředí.
Je známo, že PLA má menší problémy s deformací než jiné vláknité materiály, jako je ABS. To usnadňuje tisk a dává vám větší šanci, že svůj projekt dokončíte v jednom kuse!
PLA má nižší teplotu tání než jiné plasty jako ABS nebo PETG. Má také nižší rychlost tisku, takže pokud hledáte něco, co lze rychle vytisknout, pak pro vás PLA nemusí být tou nejlepší volbou.
PLA je dobrou volbou pro začátečníky, protože se snadno používá, ale má také mnoho pokročilých funkcí. PLA se nekroutí ani nesráží tolik jako jiné materiály díky své vysoké teplotě tání cca 180 C. Díky tomu je ideální pro tisk velkých předmětů, aniž byste se museli bát, že by se při chlazení zkroutily. PLA má také velmi malý zápach ve srovnání s jinými materiály, takže je méně pravděpodobné, že způsobí bolesti hlavy nebo alergie.
PLA je náchylná ke krystalizaci (také známé jako „zamlžování“) při tisku při vyšších teplotách (kolem 220 C), což může mít za následek špatnou přilnavost vrstvy a selhání tisku, pokud není zaškrtnuto.
1. Historie CHKO
Na počátku 80. let 20. století profesor Shirose z Nihon University v Japonsku zjistil, že ze škrobu lze vyrobit kombinaci kyseliny mléčné a kyseliny glykolové. Bylo to poprvé, kdy byl z obnovitelných zdrojů vyvinut biologicky rozložitelný plast.
V roce 1991 profesor Shimizu z Japonska uspěl ve výrobě kyseliny polymléčné (PLA) pomocí chemické syntézy. Ve stejném roce byl prototyp PLA vystaven na mezinárodní výstavě plastů v Tokiu a vzbudil velkou pozornost. Polymer byl patentován Nihon University v roce 1995 a komerčně uveden brzy poté jako NatureWorks PLA společností NatureWorks LLC v roce 1998.
První PLA vyvinula NatureWorks, dceřiná společnost Cargill, na počátku 21. století. Společnost se snažila najít biologicky odbouratelnou alternativu k PET (polyethylentereftalátu), který se používá v lahvích na vodu a nádobách na potraviny. Zjistili, že pomocí kukuřičného škrobu a cukrů mohou vytvořit polymer, který lze snadno zpracovat na vlákno 3D tiskárny.
První PLA měla hnědou barvu a měla špatné tepelné vlastnosti. Během tisku by se deformoval a pro správný tisk vyžadoval vyhřívané tiskové lože. Materiál také zapáchal při zahřívání, což znesnadňovalo použití v interiéru nebo s citlivými zařízeními, jako jsou počítače.
Postupem času došlo k vylepšení polymerizačního procesu v NatureWorks, takže nyní máme PLA filamenty k dispozici v mnoha barvách a s lepšími tepelnými vlastnostmi než kdykoli předtím!
2. Co je PLA?
PLA je termoplastický polymer vyrobený z monomerů kyseliny mléčné a kyseliny glykolové pomocí polymerace s otevřením kruhu (ROP). Patří do skupiny alifatických polyesterů a pro svou vysokou rázovou houževnatost, průhlednost a tepelnou odolnost je dnes jedním z nejčastěji používaných bioplastů.
3. Jak vyrobit PLA
PLA se vyrábí polymerací kyseliny mléčné. Kyselina mléčná je přírodní sloučenina, která se nachází v mnoha potravinách a rostlinách. Získává se z kukuřičného škrobu nebo cukrové třtiny, nebo jej mohou vyrábět bakterie, které se živí laktózou. Výsledný polymer je poté zpracován na pelety, které se používají k vytvoření 3D tištěných objektů.
PLA se stal nejoblíbenějším filamentem pro 3D tisk, protože se snadno používá a má nízký bod tání. Může být také recyklován jako kompost nebo spálen pro energetické využití.
PLA se dodává v mnoha různých barvách včetně bílé, černé, oranžové, zelené, modré a červené.
PLA je bioplast vyrobený z kukuřičného škrobu s přidaným změkčovadlem na bázi glykolu pro zvýšení jeho pružnosti a plasticity. Pochází tedy z obnovitelných zdrojů a je biologicky odbouratelný.
PLA se získává z kukuřičného škrobu, který lze vyrábět mnoha způsoby:
Fermentace: Tento proces zahrnuje fermentaci kukuřičného škrobu nebo glukózy za vzniku kyseliny mléčné. Druhý fermentační krok se pak použije k výrobě laktidu, který lze použít k výrobě PLA.
Syntéza ketonů nebo přímá esterifikace: Alternativní způsob výroby PLA využívá aceton jako ethylalkoholový náhražku, který pak reaguje s glykolovými skupinami za vzniku PLA. Nejběžnějším typem PLA vyrobeného touto metodou je poly (kyselina mléčná) (PLA), ačkoli poly (kyselina glykolová) (PGA) lze také vyrobit pomocí této metody.