Пластик PLA (полилактид, ПЛА) — это термопластичный полимер, который производят из переработанного растительного сырья: кукурузного крахмала, корня тапиоки или сахарного тростника. Биологическое происхождение этого материала выгодно отличает его от других полимеров, изготовленных из нефтепродуктов. Экологичность PLA-пластика обеспечила ему большую популярность в аддитивной индустрии, также его все чаще используют в медицине и даже в производстве пищевых продуктов.
Учитывая высокую востребованность этого вещества, мы посвятили ему нашу очередную статью. В ней вы узнаете об основных видах и характеристиках PLA-пластика, его значении для 3D печати, сферах применения, известных производителях, а также отличиях этого материала от пластика ABS.
Как появился PLA-пластик?
Полилактид был изобретен в 1930-х годах известным американским химиком Уоллесом Карозерсом — создателем нейлона и неопрена. Однако в то время он не нашел подходящего применения и был малоизвестен до 80-х годов, когда компания Cargill выпустила PLA-пластик в современном виде.
Этот термопластичный полимер ферментируется из растительного углеводного сырья — например, кукурузного крахмала. В процессе производства крахмал отделяют от других компонентов и смешивают с кислотными или молочными мономерами. После чего крахмал распадается и превращается в декстрозу (кукурузный сахар). Далее начинается процесс ферментации глюкозы, который создает молочную кислоту — основной компонент PLA. Одним из ключевых его свойств является вязкость, способная меняться под внешним воздействием. При этом он хорошо поддается обработке — в частности, резке.
Как его используют в 3D печати?
PLA-пластик широко востребован в аддитивном производстве, благодаря своим механическим свойствам и перерабатываемости. Также с ним довольно легко работать, что делает этот материал удобным для начинающих пользователей. По своей структуре он является полу-кристаллическим полимером с температурой плавления 180 С. Данный его показатель заметно ниже, чем у ABS-пластика, который плавится при температуре от 200 до 260 С. Этот значит, что для печати из этого материала не требуется столик с подогревом или закрытая камера. Однако у него есть и недостаток — из-за высокой вязкости материал может засорить сопло принтера. Внимательно следите за процессом печати, чтобы не допустить засора.
По своим механическим свойствам этот материал заметно отличается от ABS-пластика, который является более гибким и устойчивым к давлению. PLA же имеет хорошие показатели термостойкости, поэтому его часто используют для изготовления пищевой упаковки. Кроме того, он довольно прост и удобен в производстве — например, не требует сложных операций по постобработке. Этот полимер легко можно шлифовать или очищать при помощи ацетона, а также легко и быстро снимать поддержки с изделий из PLA-пластика. Некоторые сложности могут возникнуть разве что с первым слоем этого материала, поэтому рекомендуется наклеить двухсторонний скотч на поверхность лотка принтера для фиксации детали.
Действительно ли PLA-пластик биоразлагаем?
В последние годы экологичность PLA стала предметом многочисленных обсуждений. Сомнениям экспертов было подвергнуто именно такое свойство этого материала, как биоразлагаемость. Несмотря на его натуральное происхождение, PLA-пластик нельзя отнести к естественно биоразлагаемым материалам. Для его полноценного распада должны быть соблюдены определенные аэробные условия. В частности, данный полимер быстро разлагается в процессе промышленного компостирования. В природе же он распадается в течение 80 лет, что делает его таким же загрязнителем окружающей среды, как и другие виды пластика.
Основные производители и цены PLA-пластика
Востребованность PLA делает его весьма популярным среди производителей материалом. Его выпускают многие крупные бренды, одним из которых является австрийская компания WeforYou, известная своей полимерной продукцией. Компания Evonik из Германии специализируется на производстве PLA-пластика для медицинского сектора. А американский производитель биополимеров NaturaWorks и компания Corbion из Нидерландов известны своими высокопроизводительными смолами для 3D печати из PLA.
Цена филаментов из PLA имеет довольно широкий диапазон и зависит от их характеристик и цветов. Гибридные филаменты с добавлением сторонних примесей стоят заметно дороже. В среднем, розничные расценки данного материала составляют от 20 до 70 евро за килограмм. На сегодняшний день на рынке появляются 3D принтеры с опцией производства пеллетов, что может значительно снизить стоимость PLA-пластика