فیلامنت pla چیست؟ ( بررسی ساختار، ویژگی ها و ترکیبات شیمیایی )

افرادی که در انتخاب فیلامنت مناسب سردرگم هستند این سوال برایشان پیش می‌آید که فیلامنت PLA چیست و چرا به عنوان یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها در میان کاربران پرینترهای سه‌بعدی شناخته می‌شود؟ این ماده زیست‌تخریب‌پذیر نه تنها دوستدار محیط زیست است، بلکه چاپ آن نیز بدون نیاز به تجهیزات پیچیده انجام می‌شود. در ادامه، ویژگی‌ها، ترکیبات شیمیایی و مزایا و معایب این فیلامنت را بررسی می‌کنیم تا بتوانید بهترین انتخاب را برای نیازهای خود داشته باشید.

فیلامنت PLA چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

فیلامنت PLA یا پلی لاکتیک اسید نوعی ترموپلاستیک است که از منابع طبیعی مانند نشاسته ذرت و نیشکر تولید می‌شود. این ماده به دلیل ویژگی‌های خاص خود، از جمله زیست‌تخریب‌پذیری و سازگاری با محیط زیست، یکی از پرکاربردترین فیلامنت‌ها در صنعت پرینت سه‌بعدی محسوب می‌شود. برخلاف سایر مواد پلیمری مانند فیلامنت ABS که پایه نفتی دارند، PLA هنگام چاپ، گازهای سمی و بوهای نامطبوع منتشر نمی‌کند، به همین دلیل برای استفاده در محیط‌های بسته کاملا ایمن است.

از ویژگی‌های مهم این فیلامنت می‌توان به چاپ آسان، کیفیت سطحی بالا و قابلیت استفاده در طیف گسترده‌ای از چاپگرهای سه‌بعدی اشاره کرد. فیلامنت PLA چیست؟ این سوالی است که بسیاری از کاربران پرینترهای سه‌بعدی می‌پرسند، چرا که این متریال به دلیل قیمت مناسب، عدم نیاز به بستر گرم‌شونده و تنوع رنگی بالا گزینه‌ای عالی برای مبتدیان و حرفه‌ای‌ها است.

خصوصیات مکانیکی فیلامنت PLA چیست؟

فیلامنت PLA به دلیل ساختار شیمیایی خاص خود، دارای ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی متنوعی است که آن را برای استفاده در پرینترهای سه‌بعدی بسیار مناسب می‌کند. درک این ویژگی‌ها به کاربران کمک می‌کند تا متریال مناسبی برای پروژه‌های خود انتخاب کنند.

دمای چاپ: فیلامنت PLA در دمای ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد قابل چاپ است که نسبت به سایر فیلامنت‌ها مانند ABS دمای کمتری نیاز دارد.
دمای بستر چاپ: برای دستیابی به بهترین نتیجه، دمای ۴۵ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد برای بستر گرم‌شونده پیشنهاد می‌شود.
استحکام کششی: مقاومت مکانیکی این متریال در حدود ۵۰ مگاپاسکال است که آن را برای قطعات سبک و مدل‌های مفهومی مناسب می‌کند.
چگالی: PLA دارای چگالی ۱.۲۴ گرم بر سانتی‌متر مکعب است که باعث می‌شود قطعات ساخته شده از آن نسبتا سبک باشند.
این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که فیلامنت PLA گزینه‌ای عالی برای مدل‌سازی، نمونه‌سازی سریع و ساخت قطعاتی است که تحت فشار مکانیکی زیاد قرار نمی‌گیرند.

انواع فیلامنت PLA و ترکیبات بهینه‌سازی شده آن

فیلامنت PLA در مدل‌های مختلفی تولید می‌شود که هرکدام دارای ترکیبات خاصی هستند تا ویژگی‌های آن را برای کاربردهای گوناگون بهبود دهند. در ادامه به چند نمونه رایج از انواع فیلامنت PLA اشاره می‌کنیم:
فیلامنت PLA استاندارد: رایج‌ترین نوع که برای چاپ سه‌بعدی عمومی، مدل‌سازی و ساخت نمونه‌های اولیه استفاده می‌شود.
فیلامنت PLA شفاف: برای ساخت قطعاتی با ظاهر شفاف و نیمه‌شفاف به کار می‌رود و معمولا در طراحی‌های هنری و دکوراسیون استفاده می‌شود.
فیلامنت PLA طرح چوب: این نوع فیلامنت ترکیبی از PLA و الیاف چوبی است که ظاهری مشابه چوب طبیعی ایجاد می‌کند و برای مدل‌های دکوراتیو و هنری مناسب است.
فیلامنت PLA با الیاف فلزی: ترکیب PLA با برنج، مس، برنز و فولاد باعث می‌شود قطعاتی با ظاهر فلزی و سطح براق تولید شوند.

مطلب مرتبط: معرفی همه ی اجزای پرینتر سه بعدی

مزایا و معایب فیلامنت PLA در پرینت سه‌بعدی

فیلامنت PLA یکی از محبوب‌ترین مواد در دنیای پرینت سه‌بعدی است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود، مورد استفاده بسیاری از کاربران قرار می‌گیرد. هنگام خرید فیلامنت، بسیاری از افراد به دنبال گزینه‌ای هستند که علاوه بر کیفیت بالا، چاپ آسان و هزینه مناسب داشته باشد. در ادامه، به بررسی مزایا و معایب این ماده در چاپ سه‌بعدی می‌پردازیم.

مزایا:

عدم انتشار بو و گازهای سمی

یکی از مزایای قابل‌توجه PLA این است که هنگام چاپ، گازهای سمی تولید نمی‌کند و بوی نامطبوع ندارد. این ویژگی باعث می‌شود که بتوان از آن در محیط‌های داخلی و بدون تهویه خاص استفاده کرد.

زیست‌تخریب‌پذیر و دوستدار محیط زیست

PLA از منابع طبیعی مانند نشاسته ذرت و نیشکر تولید شده و در شرایط صنعتی قابل تجزیه است. بنابراین، انتخابی مناسب برای کسانی است که به دنبال مواد سازگار با محیط زیست هستند.

معایب:

مقاومت کم در برابر حرارت بالا

یکی از نقاط ضعف فیلامنت PLA این است که در دماهای بالای ۶۰ درجه سانتی‌گراد شروع به تغییر شکل می‌دهد. این ویژگی باعث می‌شود که برای قطعاتی که در معرض گرما قرار می‌گیرند، گزینه مناسبی نباشد.

احتمال شکنندگی بالا

برخلاف برخی از مواد مانند TPU که انعطاف‌پذیری بالایی دارند، PLA شکننده‌تر است و در صورت اعمال نیروی زیاد ممکن است دچار ترک‌خوردگی یا شکستگی شود.

مقایسه‌ای مزایا و معایب فیلامنت PLA در پرینت سه‌بعدی

راهنمای پرینت سه‌بعدی با فیلامنت PLA

برای دستیابی به نتایج باکیفیت در پرینت سه‌بعدی با فیلامنت PLA، رعایت برخی نکات فنی و تنظیمات مناسب در پرینتر ضروری است. در ادامه، راهنمای گام‌به‌گام تنظیمات پرینت با PLA ارائه شده است:

تنظیم دمای نازل و بستر پرینت

دمای ایده‌آل برای چاپ فیلامنت PLA بین ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد است. همچنین، استفاده از بستر گرم با دمای ۴۵ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد به چسبندگی بهتر لایه‌ها کمک می‌کند.

انتخاب سطح مناسب برای چسبندگی بهتر

PLA روی سطوح شیشه‌ای با اسپری چسب، نوار کاپتون یا بسترهای با پوشش PEI به‌خوبی می‌چسبد. برای جلوگیری از جدا شدن قطعه در حین چاپ، استفاده از این روش‌ها توصیه می‌شود.

کنترل میزان جریان فیلامنت

تنظیم میزان Flow Rate یا E-steps در نرم‌افزارهای پرینت سه‌بعدی مانند Cura می‌تواند به کاهش اضافه‌اکستروژن و جلوگیری از پرینت نامناسب کمک کند.

پیشگیری از تغییر شکل (Warping) و ترک‌خوردگی لایه‌ها

PLA در مقایسه با ABS کمتر دچار انقباض و تغییر شکل می‌شود. اما برای بهبود کیفیت پرینت، بهتر است پرینتر را در محیطی با دما و رطوبت ثابت قرار دهید.
با رعایت این نکات، می‌توان پرینت‌های سه‌بعدی باکیفیت و دقیق را با فیلامنت PLA انجام داد و از ویژگی‌های مثبت آن بهره‌مند شد.

بیشتر بخوانید: فیلامنت absچیست؟

جمع ‌بندی
فیلامنت PLA چیست و چرا برای پرینت سه‌بعدی توصیه می‌شود؟ این ماده به دلیل چاپ راحت، رنگ‌بندی متنوع و قابلیت تجزیه در محیط‌های صنعتی انتخاب اول بسیاری از کاربران است. در این مقاله، به زیست‌تخریب‌پذیری PLA و نحوه تنظیمات پرینت آن پرداختیم.
برای پروژه‌های مهندسی با استحکام بالا، گزینه‌های دیگری مانند PETG یا ABS را هم در نظر بگیرید. اگر علاقه‌مند به یادگیری بیشتر درباره انواع فیلامنت‌ها هستید، به وب‌سایت وی پلاس سر بزنید.

سوالات متداول

آیا فیلامنت PLA برای چاپ قطعات صنعتی مناسب است؟

فیلامنت PLA بیشتر برای مدل‌سازی، نمونه‌سازی و پروژه‌های آموزشی مناسب است. برای قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر حرارت و ضربه دارند، PETG یا ABS انتخاب بهتری است.

چگونه از شکنندگی فیلامنت PLA جلوگیری کنیم؟

برای جلوگیری از شکنندگی PLA، باید رطوبت را کنترل کنید و آن را در یک محیط خشک و بدون رطوبت نگه دارید. همچنین، افزایش ضخامت دیواره و تنظیم دمای چاپ می‌تواند استحکام را افزایش دهد.

آیا فیلامنت PLA در محیط طبیعی تجزیه می‌شود؟

PLA در محیط طبیعی به‌آسانی تجزیه نمی‌شود، اما در شرایط صنعتی طی چند ماه تجزیه می‌شود. در دمای طبیعی، این فرآیند ممکن است چند دهه طول بکشد.

بهترین دمای پرینت برای فیلامنت PLA چیست؟

دمای ایده‌آل بین ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد است. همچنین، استفاده از فن خنک‌کننده کیفیت پرینت را بهبود می‌بخشد.