取材自rigid.ink的文章 ”PLA 3D Printing Filament- Everything You Need To Know ”,作者是Ed Tyson

 

 

PLA因為容易處理,並且比目前市面上大部分線材更容易得到較好的列印結果,而成為最流行的3D列印線材。本文將詳細介紹PLA線材及如何得到最佳的列印效果。

 

認識PLA

PLA是聚乳酸,一種熱塑性聚合物,因為PLA是由玉米或蔗糖等作物提煉而得,所以也被稱為生物塑料,其不同於由石油精煉而得的一般熱塑料。

 

因為PLA為天然產品,所以具有生物分解性,當以廢棄物掩埋的時候,其在約3-6月內會自然降解成較小的分子,與此相較,其他的熱塑料則需要1千年的時間才會生物分解。

 

PLA列印的好處

  • 容易列印,品質好的PLA流動滑順,不會捲曲
  • 印物表面細節整齊,不易牽絲或結團
  • 後加工容易,印物可施以磨砂、鑽孔或切割
  • 強度極高
  • 容易染色,所以顏色的選擇多且著色鮮豔
  • 列印時不會有異味
  • 丟棄時不會有罪惡感,因為它具有生物分解性、無毒且全成分天然
  • 列印溫度比一般線材低

 

PLA是否為食品安全?

 

在用在3D列印之前,答案是肯定的。PLA可以製成很多常見的物件,例如食品容器、拋棄式餐具及垃圾袋等。但是PLA印出的物件則不具食品安全性,因為印物會有很多小的間隙或孔洞,水氣或食物殘渣會駐留其中,時間久了就會產生黴菌,而無法保持乾淨。

 

雖然PLA具有生物分解性,但是它仍然很強固耐用,甚至比ABS等其他常見的熱塑料更硬,但是其抗張強度較低,所以比較容易碎。

 

PLA的印物在一般環境及室溫下可以保持很好,但因為它的熔點相當低(略高於170 ),所以不適合用在高溫環境。

 

PLA3D列印

 

PLA有了初步的認識之後,接下來就是如何得到最佳的PLA列印結果,下文將由影響3D列印成功率最重要的三個因素-溫度、附著及儲存-做探討。

 

一般而言,PLA線材的最佳列印溫度為約185 至約205 ,而且1.75 mm線材的最佳列印溫度通常比較接近185 ,而2.85 mm(或3.00mm)線材的最佳列印溫度比較接近205 。不論起始的列印溫度為何,後續都需要依照列印環境的變化及印物的品質狀況稍微向上或向下調整列印溫度。

 

通常可以先將列印溫度設定為180 ,觀察線材壓出的情況及列印層的品質,如果不滿意,可以用每次調高5 的方式去嘗試,直到得到最佳的結果。

 

如果發現印表機在不同列印位置間移動時會拖曳絲狀的塑料,表示列印溫度可能太高,這種”牽絲”的現象之所以發生,是因為PLA受熱太過,造成黏度下降太多,當噴頭移動的時候熔融的塑料就會漏出。

 

如果發現PLA無法附著至列印床或者前一層,表示列印溫度可能太低。溫度可能也是印物表面產生缺陷(例如間隙、孔洞或不連續層)的原因。

 

根據經驗,PLA列印問題有90%是來自列印溫度太高,所以發生問題的時候,先調降溫度試試。

 

再來談到列印速度,因為每一款印表機都不同,所以最佳的列印速度視所用的印表機而定。列印PLA時通常使用30mm90 mm/sec的速度,如果想要高品質的印物,那列印速度就要放慢,最佳的列印速度還是要多加嘗試後才能找到。

 

附著

 

圖  

良好的附著要考慮噴頭與列印床之間的距離、列印床的材質及列印第一層時的風扇速度。

 

塑料順利附著至列印床是成功列印的關鍵,PLA之所以是最容易列印的材料,原因之一就是它對列印床的材質比較不挑。即使列印床不加溫,PLA通常也可以附著的很好,但為了確保第一層順利附著,建議還是使用40-50 的溫度。

 

線材的儲存

就像許多其他的塑料一樣,PLA具有吸濕性,它會吸收周遭環境的水分,當PLA積聚相當的水分後,水分會切斷或改變PLA的分子鏈,當使用吸收水氣的PLA列印時,就會發生層間難以結合的問題,或是即使結合也很容易變形。如果你的PLA線材很脆或者易斷裂,那可能就是吸收水氣引起的。

 

解決之道就是在不列印的時候,把PLA妥善的儲存,例如收在除濕箱、裝有乾燥劑的氣密箱或真空袋中,不然,要得到好的印物無異緣木求魚。雖然這樣的動作感覺有點麻煩,但不這麼做,列印失敗可能變成常態,既浪費線材,又浪費時間。

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