Wyroby z plastiku na zamówienie można przygotować w technologii druku 3d FDM z filamentu PLA. To rozwiązanie ma szereg zalet, chociaż nie jest pozbawione wad. Dowiedz się więcej na ten temat i sprawdź, dlaczego drukowanie 3D wyrobów z plastiku na zamówienie jest tak popularne.
Spis treści:
- Jak działa technologia FDM i co to jest PLA?
- Filament PLA a inne materiały do druku 3d
- Jakie wyroby z plastiku można drukować w 3d?
W skrócie: wyroby z plastiku na zamówienie opłaca się drukować w 3d, ponieważ technologia ta pozwala na tanią personalizację oraz dużą elastyczność projektową. Jest przy tym stosunkowo szybka i umożliwia uzyskanie obiektów nawet o bardzo skomplikowanych strukturach.
Jak działa technologia FDM i co to jest PLA?
Najpierw jednak przybliżmy szczegóły technologii druku 3d o nazwie Fused Deposition Modeling (w skrócie FDM). Jest ona jedną z najpopularniejszych w branży, a polega na wytłaczaniu przez specjalną dyszę topionego w niej materiału termoplastycznego. Dysza porusza się osiach X oraz Y, a stopiony filament trafia na tacę, która porusza się w osi Z. W ten sposób filament układany jest w warstwy, które stygnąc trwale łączą się ze sobą, tworząc trójwymiarowy obiekt. Jego projekt jeszcze przed rozpoczęciem drukowania należy przygotować w odpowiednim oprogramowaniu.
Często słyszymy pytanie o to, czym jest PLA, czyli bardzo popularny materiał do drukowania 3D, którego pełna nazwa brzmi Polylactic Acid. To polimer produkowany z surowców odnawialnych takich jak kukurydza i trzcina cukrowa. Dzięki temu jest biodegradowalny, dlatego jego używanie wpisuje się w trend zrównoważonego rozwoju. Oprócz tego posiada wiele innych zalet, jak również wady. Wszystkie opisujemy w dalszej części tego artykułu.
Filament PLA a inne materiały do druku 3d
Jednym z największych plusów filamentu PLA jest niska temperatura topnienia, która ułatwia drukowanie. Oprócz tego podczas tego procesu nie są wydzielane żadne toksyczne opary. Z drugiej strony jego wytrzymałość mechaniczna i termiczna są ograniczone, co wymienia się jako największe wady tego polimeru. Jednakże, jak pokazuje nasz test felgi samochodowej wydrukowanej z PLA, filament ten wcale nie jest tak kruchy, jak mogłoby się wydawać.
Poza tym, gdy chodzi o wyroby z plastiku na zamówienie, polilaktyd wypada bardzo korzystnie w porównaniu do innych filamentów, stosowanych w technologii 3d, co prezentujemy w poniższej tabeli:
| zalety | wady | |
| PLA (Polylactic Acid) | biodegradowalność: produkowany z odnawialnych surowców, łatwość drukowania: PLA topi się w niskich temperaturach (ok. 180-220°C), co zmniejsza ryzyko deformacji i nie wymaga podgrzewanego stołu, brak toksycznych oparów. | niska odporność na temperaturę: PLA zaczyna mięknąć już w temperaturze ok. 60°C kruchość: PLA jest mniej odporny na uderzenia i bardziej podatny na pęknięcia niż np. ABS czy PETG |
| ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) | wysoka wytrzymałość mechaniczna, odporność na temperatury do 100°C | trudność w drukowaniu, ponieważ topnieje w 230-260°C i wymaga stosowania podgrzewanego stołu, toksyczność: podczas drukowania ABS wydziela szkodliwe opary, co wymaga dobrej wentylacji. |
| PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol-modified) | elastyczność i wytrzymałość, odporność chemiczna, łatwość druku. | klejenie się warstw: pomimo stosunkowo dużej łatwości druku z PETG, problemem bywa nadmierne sklejanie się warstw, co zmniejsza dokładność i estetykę wydruku. |
| TPU (Thermoplastic Polyurethane) | elastyczność: TPU jest wyjątkowo elastyczny i odporny na ścieranie, co sprawia, że świetnie nadaje się do drukowania elementów takich, jak uszczelki, ochraniacze czy opony do modeli, odporność chemiczna. | trudność w drukowaniu: zastosowanie TPU wymaga precyzyjnego dostosowania ustawień drukarki i jest wolniejsze niż w przypadku PLA lub ABS, wrażliwość na wilgoć: w wyniku absorpcji wilgoci z powietrza, jakość obiektów z TPU może znaczne się pogorszyć. |
| Nylon (Polyamide) | wysoka wytrzymałość i trwałość, odporność na tarcie, która czyni go bardzo dobrym materiałem na ruchome części mechanizmów. | wysokie wymagania drukarskie: wyższa temperatura topnienia (ok. 240-270°C), konieczność zastosowania podgrzewanego stołu oraz kontroli wilgotności, higroskopijność: Nylon mocno absorbuje wilgoć z powietrza, co prowadzi do degradacji właściwości mechanicznych i wizualnych drukowanych obiektów. |
Tabela 1. Zalety i wady PLA w porównaniu do innych filamentów.
Jakie wyroby z plastiku można drukować w 3d?
Technologia druku 3d FDM z filamentu PLA pozwala tworzyć rozmaite wyroby z plastiku na zamówienie. Do najpopularniejszych należą prototypy i modele koncepcyjne, ponieważ ich produkcja za pomocą tej metody jest szybka i tania. Ułatwia to wprowadzanie poprawek i modyfikacji, co przyspiesza wypuszczenie finalnego produktu. Kolejnym plusem jest tutaj łatwość obróbki PLA i dobre odwzorowanie szczegółów wykonanych z niego obiektów, które przetestowaliśmy przy okazji drukowania klocków LEGO TECHNIC.
Z tego filamentu często drukuje się wyroby z plastiku na zamówienie z branży medycznej. W tym przypadku chodzi przede wszystkim o modele anatomiczne do celów edukacyjnych. Stosuje się je także w planowaniu operacji chirurgicznych. Z Polilaktydu drukuje się też tymczasowe implanty i narzędzia chirurgiczne do specyficznych zastosowań. W tych realizacjach korzysta się doskonałych możliwości personalizacji drukowanych w 3d wyrobów z plastiku na zamówienie.
Przydaje się ona także w produkcji elementów dekoracyjnych i artystycznych oraz komponentów przemysłowych. Doskonałym przykładem tego ostatniego zastosowania jest wydruk kołnierza dystansującego do silnika 3 kW. Z PLA drukuje się również zabawki i modele kolekcjonerskie w małych seriach, wykorzystując potencjał personalizacji tych przedmiotów w celach komercyjnych i marketingowych.