فیلامنت PLA چیست؟ جامعترین راهنمای تخصصی PLA
نویسنده : ادمین فیلاسنتر
نویسنده مقاله با این امید آن را نوشته که برای شما کارآمد باشد. اگر اینگونه بود به ما امتیاز بدهید و نظر خود را زیر آن ثبت کنید که تنها دلگرمی ماست برای اشتراگ گذاری از دکمه های اشتراک گذاری نیز میتوانید استفاده کنید.
فیلامنت PLA چیست؟ جامعترین راهنمای تخصصی PLA، خواص مکانیکی، مقاومت حرارتی، شیمیایی، چاپپذیری، کاربردها و مقایسه با PLA Plus
فیلامنت PLA فیلامنتی که صنعت چاپ سهبعدی را جهانی کرد
اگر بخواهیم یک ماده را به عنوان نقطه شروع انقلاب چاپ سهبعدی رومیزی معرفی کنیم، بدون شک آن ماده PLA است.
امروزه میلیونها پرینتر سهبعدی در سراسر جهان روزانه با PLA کار میکنند. از دانشآموزان و دانشجویان گرفته تا طراحان صنعتی، مهندسان، شرکتهای تولیدی و حتی کارخانههای بزرگ، همگی حداقل بخشی از فرآیند نمونهسازی خود را با PLA انجام میدهند.
دلیل این محبوبیت کاملاً مشخص است:
- چاپ آسان
- قیمت مناسب
- کیفیت سطح بالا
- حداقل اعوجاج (Warping)
- سازگاری با اکثر پرینترهای سهبعدی
اما با وجود این مزایا، PLA محدودیتهایی نیز دارد که بعدها باعث توسعه نسل جدیدی از این ماده یعنی PLA Plus شد.
در این مقاله، ابتدا PLA را به صورت کامل و فنی بررسی میکنیم و سپس تفاوت آن با PLA Plus را توضیح خواهیم داد تا بتوانید بهترین انتخاب را برای پروژه خود داشته باشید.
فیلامنت PLA چیست؟
PLA مخفف:
Polylactic Acid
یا پلیلاکتیک اسید است.
این پلیمر برخلاف بسیاری از پلاستیکهای صنعتی، از منابع تجدیدپذیر تولید میشود:
- نشاسته ذرت
- نیشکر
- چغندر قند
- سایر منابع گیاهی
به همین دلیل PLA یکی از شناختهشدهترین پلیمرهای زیستپایه (Bio-Based Polymer) در جهان محسوب میشود.
ساختار شیمیایی فیلامنت PLA
PLA یک پلیاستر آلیفاتیک است که از مونومرهای لاکتیک اسید تشکیل شده است.
ویژگی این ساختار:
- سختی مناسب
- پایداری ابعادی بالا
- چاپپذیری بسیار خوب
- رفتار نسبتاً ترد در برابر ضربه
چرا PLA محبوبترین فیلامنت دنیاست؟
چند دلیل مهم باعث شده PLA به استاندارد صنعت چاپ سهبعدی تبدیل شود:
چاپ فوقالعاده آسان
برخلاف ABS یا Nylon:
- نیاز به محفظه گرم ندارد
- Warping بسیار کمی دارد
- به راحتی روی بستر میچسبد
کیفیت سطح عالی
PLA جزئیات را بسیار دقیق نمایش میدهد:
- گوشههای تیز
- متنهای کوچک
- قطعات تزئینی
بوی بسیار کم هنگام چاپ
در مقایسه با ABS:
- تقریباً بدون بو
- مناسب استفاده در محیطهای اداری و آموزشی
سازگاری با اکثر پرینترها
تقریباً تمام پرینترهای FDM قادر به چاپ PLA هستند.
مشخصات فنی فیلامنت PLA
| ویژگی | مقدار تقریبی |
| چگالی | 1.24 g/cm³ |
| استحکام کششی | 50 تا 65 MPa |
| مدول یانگ | 3 تا 4 GPa |
| ازدیاد طول تا شکست | 4 تا 10 درصد |
| دمای انتقال شیشهای (Tg) | 55 تا 65°C |
| دمای ذوب | 170 تا 180°C |
| جذب رطوبت | کم |
مقاومت و رفتار مکانیکی فیلامنت PLA
استحکام کششی
PLA نسبت به بسیاری از پلاستیکهای عمومی استحکام کششی مناسبی دارد.
در بسیاری از موارد:
- از ABS قویتر است
- از PETG کمی ضعیفتر یا مشابه است
مقاومت فشاری
عملکرد PLA در فشار بسیار خوب است.
به همین دلیل برای:
- جیگها
- فیکسچرها
- قطعات نمایشی
مناسب است.
مقاومت ضربه
بزرگترین ضعف PLA همین بخش است.
PLA:
- نسبتاً ترد است
- انرژی ضربه را به خوبی جذب نمیکند
- در برخوردهای شدید ممکن است ترک بخورد
این دقیقاً همان نقطهای است که PLA Plus وارد میدان میشود.
مقاومت حرارتی PLA
یکی از محدودیتهای اصلی PLA مقاومت حرارتی آن است.
دمای انتقال شیشهای
حدود:
55 تا 65 درجه سانتیگراد
در عمل چه اتفاقی میافتد؟
اگر قطعه PLA داخل خودرو در تابستان قرار بگیرد:
- نرم میشود
- تغییر شکل میدهد
- ممکن است کاملاً تاب بردارد
مقاومت فیلامنت PLA در برابر اشعه UV و نور خورشید
PLA برای استفاده دائمی در فضای باز طراحی نشده است.
در مواجهه طولانیمدت با:
- آفتاب
- UV
- گرما
ممکن است:
- تغییر رنگ دهد
- شکننده شود
- خواص مکانیکی خود را از دست بدهد
مقاومت سایشی PLA
PLA مقاومت سایشی متوسطی دارد.
برای:
- قطعات تزئینی
- نمونهسازی
مناسب است.
اما برای:
- چرخدنده
- یاتاقان
- قطعات متحرک
انتخاب ایدهآلی نیست.
مقاومت PLA در برابر اصطکاک
در تماسهای مداوم:
- سایش نسبتاً سریع رخ میدهد
- تولید گرما میتواند باعث نرم شدن سطح شود
بنابراین برای قطعات متحرک سنگین توصیه نمیشود.
موارد نامناسب برای فیلامنت PLA
- قطعات نزدیک موتور
- قطعات داخل خودرو
- محیطهای صنعتی گرم
- قطعات زیر نور مستقیم خورشید
مقاومت PLA در برابر آب
برخلاف تصور رایج:
PLA در تماس معمول با آب حل نمیشود.
مقاومت در برابر رطوبت
PLA:
- در آب پایدار است
- برای استفاده روزمره مناسب است
اما:
- غوطهوری طولانیمدت
- دمای بالا
- محیط بسیار مرطوب
میتواند باعث تخریب تدریجی شود.
مقاومت فیلامنت PLA در برابر مواد شیمیایی
مقاومت در برابر الکل
خوب
مقاومت در برابر روغن
خوب
مقاومت در برابر سوخت
متوسط
مقاومت در برابر اسیدهای ضعیف
نسبتاً خوب
مقاومت در برابر بازهای قوی
ضعیف
مقاومت PLA در برابر استون
یکی از سوالات رایج کاربران:
آیا PLA در استون حل میشود؟
خیر.
برخلاف ABS:
- استون PLA را حل نمیکند
- امکان پرداخت با بخار استون وجود ندارد
مقاومت PLA در برابر تینر
در برابر بسیاری از تینرها:
- ضعیف تا متوسط
- احتمال ترکخوردگی و تخریب سطح وجود دارد
مقاومت PLA در برابر کلروفرم
کلروفرم یکی از معدود حلالهایی است که میتواند PLA را تحت تأثیر قرار دهد.
بنابراین:
- برای پرداخت سطحی گاهی در محیطهای صنعتی استفاده میشود
- اما به دلیل خطرات شدید سلامتی، برای کاربران عادی توصیه نمیشود
آیا قطعات PLA را میتوان با کلروفرم پرداخت کرد؟
از نظر فنی:
بله.
اما از نظر عملی:
خیر.
دلایل:
- ماده سمی
- سرطانزا
- نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی
بنابراین برای پرداخت PLA بهتر است از:
- سنباده
- پرایمر
- رنگ
استفاده شود.
چاپپذیری فیلامنت PLA
یکی از مهمترین مزایای PLA:
دمای چاپ فیلامنت PLA
| پارامتر | مقدار |
| دمای نازل | 190 تا 220°C |
| دمای بستر | 40 تا 60°C |
| فن | روشن |
| محفظه گرم | نیاز ندارد |
Warping بسیار کم
جمعشدگی بسیار کم
چسبندگی لایهها خوب
پسپردازش و پرداخت فیلامنتPLA
سنبادهکاری
بسیار مناسب
پرایمر
عالی
رنگآمیزی
بسیار خوب
آبکاری
در برخی کاربردها امکانپذیر است.
آیا PLA برای مواد غذایی مناسب است؟
پاسخ فنی کمی پیچیده است.
خود PLA
در برخی گریدها میتواند Food Contact Safe باشد.
اما:
- افزودنیها
- رنگدانهها
- فرآیند تولید
- آلودگی نازل چاپگر
همگی اهمیت دارند.
نتیجه
قطعات چاپشده سهبعدی PLA:
به طور عمومی برای تماس مستقیم و دائمی با مواد غذایی توصیه نمیشوند.
آیا فیلامنت PLA برای تجهیزات پزشکی و بهداشتی مناسب است؟
برای:
- ماکت پزشکی
- مدل آموزشی
بله.
اما برای:
- ایمپلنت
- ابزار استریل پزشکی
خیر.
کاربردهای فیلامنت PLA
نمونهسازی سریع Rapid Prototyping
آموزش مدارس و دانشگاهها
ماکتسازی معماری و طراحی صنعتی
دکوراسیون مجسمه و آثار هنری
قطعات نمایشی نمایشگاهها و تبلیغات
تفاوت فیلامنت PLA و PLA Plus
اینجا مهمترین بخش برای خریداران است.
PLA Plus نسخه ارتقایافته PLA است.
مزایای فیلامنت PLA Plus نسبت به PLA
مقاومت ضربه بیشتر گاهی تا چند برابر
چسبندگی لایه بهتر
شکنندگی کمتر
دوام بالاتر
مقاومت مکانیکی بهتر
کیفیت چاپ مشابه PLA
مقایسه فیلامنت PLA و PLA Plus
| ویژگی | PLA | PLA Plus |
| چاپپذیری | عالی | عالی |
| ضربه | متوسط | بسیار بهتر |
| شکنندگی | بیشتر | کمتر |
| دوام | متوسط | بیشتر |
| کاربرد صنعتی | محدود | بیشتر |
| قیمت | کمتر | کمی بیشتر |
چرا فیلاسنتر بیشتر فیلامنت PLA Plus را پیشنهاد میکند؟
در فیلاسنتر به عنوان نمایندگی رسمی فیلامنت ایرانی ایکستروژن، اگرچه شناخت PLA برای هر کاربر چاپ سهبعدی ضروری است، اما در اکثر پروژههای واقعی امروزی PLA Plus انتخاب منطقیتری محسوب میشود.
دلیل این موضوع:
- استحکام بیشتر
- مقاومت ضربه بالاتر
- دوام طولانیتر
- چاپ آسان مشابه PLA
است.
در واقع PLA Plus تقریباً تمام مزایای PLA را حفظ کرده و بخش مهمی از نقاط ضعف آن را برطرف کرده است.
تستهای تخصصی فیلامنت PLA
ASTM D638 یا تست کشش
ASTM D790 یا تست خمش
ASTM D256 یا تست ضربه
ASTM D648 یا تست HDT
ASTM G154 یا تست UV
Water Absorption Test یا تست جذب رطوبت
Abrasion Resistance Test یات تست سایش
Layer Adhesion Test یا تست چسبندگی لایهها
جمعبندی نهایی
PLA محبوبترین فیلامنت چاپ سهبعدی جهان است؛ مادهای که به دلیل چاپ آسان، کیفیت سطح بالا و قیمت مناسب به استاندارد صنعت تبدیل شده است.
این فیلامنت برای:
- آموزش
- نمونهسازی
- طراحی صنعتی
- ماکتسازی
- قطعات نمایشی
انتخابی فوقالعاده است.
اما اگر به دنبال:
- مقاومت بیشتر
- ضربهپذیری بالاتر
- دوام طولانیتر
- کاربردهای حرفهایتر
هستید، امروزه PLA Plus انتخاب کاملتر و پیشرفتهتری محسوب میشود.
به زبان ساده:
PLA نقطه شروع دنیای چاپ سهبعدی است؛ اما PLA Plus نسخه بالغتر و حرفهایتر همان مسیر است.