Polylactic Acid
Polymelkzuur, beter bekend onder de afkorting PLA (Polylactic Acid), is zonder twijfel het meest gebruikte filament in de wereld van FDM 3D-printen. Voor de meeste gebruikers is dit het materiaal waarmee de hobby begint, en voor velen blijft het de favoriete keuze. Maar wat maakt dit materiaal zo populair? In tegenstelling tot traditionele plastics die gemaakt worden uit aardolie (zoals ABS), is PLA een thermoplastisch polyester dat wordt gewonnen uit hernieuwbare, plantaardige bronnen. Denk hierbij aan maïszetmeel, suikerriet of tapiocawortels. Dit geeft het materiaal niet alleen een groener imago, maar zorgt ook voor unieke eigenschappen tijdens het smeltproces.
Mechanische Eigenschappen: Stijf maar Bros
Een veelgehoord misverstand is dat PLA 'zwak' zou zijn omdat het makkelijk te printen is. In werkelijkheid is PLA een van de stijfste materialen die u kunt printen. Het heeft een zeer hoge treksterkte, wat betekent dat het niet snel uitrekt of vervormt onder belasting. Een massief geprint blok PLA is ontzettend hard.
De keerzijde van deze stijfheid is de brosheid. PLA heeft weinig 'rek bij breuk'. Waar materialen als PETG of ABS meebuigen als ze overbelast worden, zal PLA plotseling knappen of versplinteren. Dit maakt het materiaal minder geschikt voor onderdelen die constant onder mechanische spanning staan, zoals klikverbindingen (snap-fits) of scharnieren die vaak moeten buigen. Voor statische objecten is het echter onverslaanbaar.
Printbaarheid en Instellingen
De grootste kracht van PLA is de vergevingsgezindheid. Het materiaal heeft een relatief laag smeltpunt en vloeit makkelijk. Hierdoor is het mogelijk om met zeer hoge snelheden te printen zonder verlies van detail.
- Temperatuur: De nozzle-temperatuur ligt doorgaans tussen de 190°C en 220°C. Een verwarmd bed (Heated Bed) is niet strikt noodzakelijk, maar wordt wel aanbevolen (rond de 50°C-60°C) om de eerste laag mooi vlak te houden.
- Koeling: PLA is dol op koeling. Voor de strakste resultaten, zeker bij overhangende delen en bruggetjes (bridging), moet de part-cooling fan op 100% staan. Dit zorgt ervoor dat het plastic direct stolt zodra het de nozzle verlaat.
- Krimp: PLA krimpt nauwelijks tijdens het afkoelen. Hierdoor heeft u zelden last van 'warping' (het kromtrekken van de hoeken), zelfs niet bij grote modellen die het hele printbed vullen.
Varianten en Esthetiek
Omdat PLA zo makkelijk te verwerken is, gebruiken fabrikanten het als basis voor talloze exotische blends (composieten):
- PLA+ / Tough PLA: Dit zijn blends met toevoegingen die de brosheid verminderen. Ze zijn taaier en slagvaster dan standaard PLA, waardoor ze dichter in de buurt komen van ABS-eigenschappen.
- Silk / Zijde: Door elastomeren toe te voegen krijgt het filament een extreme glans die licht reflecteert. Dit verbergt de printlaagjes (layer lines) en geeft een chique uitstraling.
- Wood / Metaal / Steen: PLA kan gevuld worden met tot wel 40% houtvezels, koperpoeder of steengruis. Het print als plastic, maar voelt, ruikt en oogt als het natuurlijke materiaal na het schuren.
De Achillespees: Hittebestendigheid
Er is één gebied waar PLA faalt: temperatuur. PLA heeft een zogeheten 'Glass Transition Temperature' (glasovergangstemperatuur) van ongeveer 55°C tot 60°C. Boven deze temperatuur wordt het materiaal zacht en rubberachtig. Een PLA-print die in de zomer op het dashboard van een auto ligt, zal onherroepelijk smelten en vervormen. Ook een behuizing voor elektronica die warm wordt, kan zijn vorm verliezen. Voor buitengebruik of functionele onderdelen in warme omgevingen is PLA daarom ongeschikt.
Duurzaamheid en Recycling
Hoewel PLA 'biodegradable' (biologisch afbreekbaar) wordt genoemd, betekent dit niet dat u het in de natuur of op de composthoop in de tuin kunt gooien. PLA breekt alleen af onder industriële composteer-omstandigheden (hoge temperatuur, specifieke vochtigheid en enzymen). In de natuur kan het tientallen jaren duren voordat het vergaat. Gooi PLA-afval daarom altijd bij het restafval, tenzij u toegang heeft tot gespecialiseerde recycling.