Barion Pixel

Hőálló PLA? Létezik

2024. június 25. | Kategóriák: Blog |

A 3D nyomtatásban a PLA-t sokan egy könnyen nyomtatható műanyagként ismerik. Alacsony olvadáspontja azonban sok esetben korlátozza a felhasználási lehetőségeit.  A Filaticum kompozit PLA fejlesztései között találtok olyant, a Filaticum Engineering szálat, amely akár 150 0C hőnek is ellenáll. Blogposztunkban azt nézzük meg részletesebben, mi garantálja ezt a kimagasló hőállóságot egy PLA alapanyagnál.

A műanyagokat szerkezetük rendezettsége szerint amorf és részben kristályos csoportokba rendezhetjük. A hosszú polimerláncokat, amelyek a műanyagokat felépítik, képzeljük el úgy, mint a fonalakat, amelyek egymásba vannak gabalyodva. Könnyen belátható, hogy az összegabalyodott fonalak aránylag könnyen szétválaszthatók, ezért nem biztosítanak jelentős mechanikai szilárdságot.  Ám ha rendezzük a fonalakat, fonatot készítünk belőlük, vagy szőjük őket, akkor egy sokkal erősebb anyagot kapunk.

A polimerek sohasem teljesen rendezettek, de minél nagyobb ez a rendezettség, vagyis a kristályosodás mértéke, annál erősebb műanyagokat kapunk, egyre magasabb olvadásponttal.

Általánosságban elmondható, hogy a műszaki műanyagok magasabb arányban kristályosak, míg az alap műanyagok amorf szerkezetűek. A PLA ez utóbbi csoportba tartozik, de hajlamos kristályosodni, ehhez a folyamathoz három dolog szükséges:

  • megfelelő, kristályosodásra hajlamos PLA alapanyag,
  • magas hőmérséklet (70-100 °C)
  • és idő.

A kristályosodási sebességet a hőmérséklet nagyban befolyásolja.

A Filaticum portfoliójában hőállóság szempontjából több PLA-alapú filament is elérhető:

A Filaticum PLA, kristályosodásra kevésbé hajlamos alap PLA szál, amorf. Lágyulási hőmérséklete kb. 55 °C.

A Filaticum PLA Advanced egy kristályosodásra erősen hajlamos granulátumból készült szál, ideális esetekben olyan kristályosodási arányt ér el, amellyel  85 °C –ig használható biztonságosan.

A Filaticum Engineering egy egyedi fejlesztésű nyomtatószál, amelyben a kristályosodásra hajlamos granulátumhoz egy katalizátort adalékoltunk, ennek köszönhetően nincs szükség utólagos hőkezelési eljárásra. Ez azért fontos, mert az ilyen hőkezelések kimenetele, reprodukálhatósága gyakran kérdéses.

Az elérhető hőállóság azonban nagyban függ a nyomtatási beállításoktól. A katalizált folyamatnak köszönhetően a megfelelő nyomtatótálca hőmérséklet és a nyomtatás ideje elegendő ahhoz, hogy nagy arányban kristályos anyagot kapjunk. A következő javaslatok alkalmazásával könnyen elérhető a 120 °C feletti hőállóság, extrém esetben ez az érték akár 150 °C is lehet:

A nyomtatótálca hőmérsékletének 65-70 °C-t ajánlunk. Magasabb hőmérsékletű tálcán, bár jobb a kristályosodási arány, a nyomtatás közben vetemedés léphet fel.

Figyelembe kell venni azonban a tárgy geometriáját (térfogat, magasság), ezért ajánlott a nyomtatás után 20-30 percre a meleg tálcán hagyni a nyomtatott darabot.