بررسی فیلامنت PLA
معرفی و ترکیب
PLA یکی از پرکاربردترین و شناختهشدهترین فیلامنتها در پرینت سهبعدی است. این پلیمر ترموپلاستیک از منابع تجدیدپذیر (مانند نشاسته ذرت و نیشکر) تولید میشود و از نظر زیستمحیطی بهعنوان یک گزینه بایوپلاستیک شناخته میشود. ساختار شیمیایی PLA متشکل از زنجیرههای پلیاستر آلفا-هیدروکسی اسیدها است که باعث میشود رفتار حرارتی نسبتاً پایینی داشته باشد اما در عوض پایداری ابعادی بالایی در حین چاپ ارائه دهد.
به دلیل این ویژگیها، PLA اغلب بهعنوان فیلامنت پایه و استاندارد در پرینت سهبعدی در نظر گرفته میشود و انتخاب اول افراد تازهکار و حتی بسیاری از کاربردهای صنعتی سبک است.
خواص مکانیکی و حرارتی
استحکام کششی: 50–70 MPa (بالاتر از ABS)
مدول الاستیک: 3.5–4.0 GPa (سختی زیاد)
مقاومت ضربه: پایین (شکنندهتر نسبت به ABS و PETG)
دمای انتقال شیشهای (Tg): 55–65 °C
دمای تغییر شکل حرارتی (HDT): 50–60 °C
دمای ذوب: 170–180 °C
چگالی: ~1.24 g/cm³
نتیجه: PLA قطعاتی سخت و دقیق تولید میکند، اما در مقابل فشار ناگهانی یا حرارت بالا مقاومت کمی دارد.
مزایا
سهولت چاپ: یکی از آسانترین فیلامنتها برای پرینت (مناسب حتی برای افراد مبتدی)
پایداری ابعادی: تابیدگی (Warping) بسیار کم → مناسب چاپ قطعات بزرگ و دقیق
کیفیت سطحی عالی: ظاهر براق و سطح صاف بدون نیاز به پرداخت زیاد
سازگاری زیستمحیطی: تجدیدپذیر و زیستتخریبپذیر
انتشار بوی کم و ایمنی بیشتر: نسبت به ABS و دیگر فیلامنتهای صنعتی گازهای سمی کمتری آزاد میکند
دسترسپذیری: پرمصرفترین فیلامنت بازار → تنوع رنگی و ترکیبی بالا
محدودیتها
مقاومت حرارتی پایین: بالاتر از 55–60 °C تغییر شکل میدهد
شکنندگی بالا: تحمل بار مکانیکی و ضربه کم
مقاومت ضعیف در برابر محیطهای سخت: آب، UV و رطوبت باعث کاهش خواص مکانیکی میشوند
جذب رطوبت زیاد: نیاز به نگهداری در محفظه خشک و بستهبندی مناسب
کاربردهای صنعتی پیشنهادی
نمونهسازی سریع (Rapid Prototyping): بررسی ابعاد، فرم و طراحی قبل از تولید نهایی
مدلهای مهندسی و آموزشی: قطعات برای تست مونتاژ، ماکتهای صنعتی
قطعات نمایشی یا دکوراتیو: جایی که ظاهر اهمیت دارد ولی مقاومت مکانیکی چندان مهم نیست
ابزارها و قطعات سبک: مانند قابها، محفظههای کمبار، گیرهها و براکتهای کوچک
مدلهای پزشکی و آموزشی: آناتومی، تجهیزات آموزشی کمبار
راهنمای طراحی و چاپ
دمای نازل: 190–220 °C
دمای بستر: 50–60 °C (در بیشتر موارد حتی بدون بستر گرم هم چاپ میشود)
Infill: 15–25% برای قطعات سبک، 40% به بالا برای قطعات مقاومتر
ضخامت دیواره: حداقل 0.8–1.2 mm (2–3 خط پرینت) برای افزایش استحکام
Cooling: نیاز به فن خنککننده قوی → سطح چاپ صاف و بدون افتادگی
چسبندگی به بستر: چسب ماتیکی یا نوار آبی نقاشی کافی است
پسپردازش و بهبود عملکرد
پرداخت مکانیکی: قابلیت سنبادهکاری و ماشینکاری محدود
رنگآمیزی: قابل رنگآمیزی با رنگهای اکریلیک یا اسپری
پوشش محافظ حرارتی یا UV: افزایش دوام قطعات در محیط بیرونی
Annealing (بازپخت حرارتی): حرارتدهی کنترلشده در دمای ~80–100 °C باعث افزایش مقاومت حرارتی و مکانیکی میشودمقایسه با فیلامنتهای مشابه
در برابر ABS: چاپ آسانتر، سطح زیباتر، اما مقاومت حرارتی و ضربه کمتر
در برابر PETG: PLA سختتر و دقیقتر، اما PETG انعطافپذیرتر و مقاومتر به حرارت
در برابر Nylon: چاپ سادهتر، اما مقاومت مکانیکی و حرارتی بسیار کمتر
جمعبندی:PLA یک فیلامنت اقتصادی، ساده و دقیق است که برای نمونهسازی سریع، پروژههای آموزشی، مدلسازی صنعتی سبک و کاربردهایی که ظاهر اهمیت دارد بسیار مناسب است. اگرچه در محیطهای پرتنش یا دماهای بالا کارایی چندانی ندارد، اما به دلیل کیفیت سطحی بالا و سهولت چاپ، همچنان یکی از بهترین گزینهها برای شروع و اجرای پروژههای نیمهصنعتی و نمایشی است.