Popularität der 3D-Drucktechnologie oder besser gesagt, die Verfügbarkeit von immer billigeren und einfacher zu bedienenden Geräten zur Erstellung von 3D-Modellen hat dazu geführt, dass viele Menschen solche Projekte in Amateurwerkstätten durchführen wollen. Für den Heimgebrauch wurden jedoch Filamente benötigt, die einerseits gute Druckparameter bieten und andererseits keine “Nebeneffekte” haben (starker Geruch beim 3D-Druck, schädliche Dämpfe usw.). Als ideales Material für eine Vielzahl von Amateur- und semiprofessionellen Anwendern erwies sich PLA-Filament und dieses hatt sich zur absoluten Nummer eins unter den Materialien für den 3D-Druck entwickelt.
PLA-Filamente – ein vertrautes Material in einem neuen Gewand
Die Abkürzung PLA steht für Polylactid, eine Polymilchsäure, die in der Chemie und Industrie gut bekannt ist. Es handelt sich um ein Polymer, das aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen wird – genauer gesagt aus fermentierter Stärke, deren Quelle zum Beispiel Maismehl oder Maniok sein kann. Heute assoziiert man mit Polylactid am ehesten das PLA-Filament, aber es lohnt sich, daran zu erinnern, dass dieses Material erstmals vor dem Zweiten Weltkrieg in Labors hergestellt wurde, lange vor der Entwicklung der 3D-Drucktechnologie. Aufgrund seiner Eigenschaften – darunter vor allem die Ungiftigkeit und die relativ leichte biologische Abbaubarkeit – wird das PLA-Polymer seit langem in der Medizin eingesetzt, insbesondere für die Herstellung von chirurgischen Fäden und auflösbaren medizinischen Implantaten, z.B. in Form von Stäben oder Maschen. Polylactid wurde auch zur Herstellung von Flaschen, Einwegtellern und -bechern und sogar Taschen verwendet.
Eigenschaften von PLA-Filamenten
Kunststoffe für den 3D-Druck sind sehr unterschiedlich. Die Eigenschaften von PLA-Filamenten erfüllen die Anforderungen der meisten Amateur- und semiprofessionellen Anwender, und es ist nicht ungewöhnlich, dass sie sogar für den professionellen Prototypenbau verwendet werden.
Der wichtigste Vorteil von PLA-Filament ist seine niedrige Schmelztemperatur – daher müssen die Druckerdüse und der Tisch nicht zu stark erhitzt werden. Eine für den PLA-Druck geeignete Temperatur wird von praktisch allen Druckgeräten im Amateurbereich garantiert. In der Praxis liegt der gängigste Temperaturbereich in diesem Fall von ca. 185-195oCbis sogar 235oCfür die Düse und bereits ca. 50-60oCfür den Arbeitstisch. Mehr noch – sogar 3D-Stifte, die entfernten Verwandten der 3D-Drucker, verwenden oft dieses besondere Filament. Es ist jedoch zu beachten, dass ein niedrigerer Schmelzpunkt auch eine geringere Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen bedeutet. Dennoch ist PLA-Filament nicht brennbar.
Zu den Vorteilen dieses Polymers gehört sicherlich seine biologische Abbaubarkeit (aus ihm hergestellte Flaschen brauchen nur 2-3 Monate, um sich zu zersetzen). PLA-Filamente sind relativ robust, sollten aber nicht gebohrt werden – aufgrund der geringen Elastizität der aus diesen Polymeren hergestellten Teile können sie entweder schmelzen oder bröckeln und reißen. Die hohe Steifigkeit ist bei einigen Anwendungen jedoch von Vorteil, da sich Modelle, die aus PLA-Filament gedruckt werden, unter normalen Bedingungen nicht verformen. Der vielleicht wichtigste Vorteil des 3D-Drucks mit PLA-Filamenten ist jedoch die Ungiftigkeit dieser Polymere. Daher können sie erfolgreich zu Hause in Druckern mit offenem Design (ohne Schutzabdeckungen, die verhindern, dass Dämpfe in die Umwelt gelangen) verwendet werden.
Auf dem Markt erhältliche PLA Filamente
Die große Mehrheit der auf dem Markt erhältlichen PLA-Filamente wird zu sehr günstigen Preisen angeboten. Meistens können diese Materialien in 1 kg-Spulen erworben werden, was bedeutet, dass 1 Stück des Produkts sogar mehr als 300 m Fasern enthält. Die meisten Drucker benötigen ein PLA-Filament mit einem Durchmesser von 1,75 mm, aber auch PLA-Filamente mit einem Durchmesser von 2,85 mm sind im Handel leicht zu finden. Zu den beliebtesten Herstellern von Verbrauchsmaterialien für 3D-Drucker gehören Marken wie Spectrum, Devil Design und Fiberlogy. Die Produktion von Filamenten ist auch ein separater Geschäftszweig für Hersteller von inkrementellen Druckgeräten – so finden wir zum Beispiel PLA-Filamente von Velleman auf dem Markt.
Farben
Für Designer von Figuren oder Prototypen ist neben den physikalischen Parametern auch die Farbe des von ihnen gewählten Filaments von großer Bedeutung. In einigen Fällen kann man sich dafür entscheiden, die mit dem 3D-Drucker erstellten Modelle zu bemalen oder zu lackieren, aber die enorme Farbvielfalt von PLA-Filamenten macht dies überhaupt nicht notwendig. Im Handel finden Sie Filamente in einer sehr breiten Farbpalette, darunter auch Filamente mit einem auffälligen Metallic-Glanz. Die Möglichkeit, Farben zu kombinieren, ist besonders wichtig für 3D-Drucker, mit denen Sie gleichzeitig mit Filamenten von zwei oder mehr Spulen drucken können, um ein mehrfarbiges Modell zu erhalten.
Zusammenfassung
Biologisch abbaubare PLA-Filamente sind ideale Verbrauchsmaterialien für Heim 3D-Drucker. Sie sind für Maker, Künstler oder Werkstattbesitzer interessant, aber auch für professionelle Designbüros ist dieses Polymer kein Hinderungsgrund, es zu verwenden. PLA-Filamente eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen – solange das resultierende Modell nicht hohen Temperaturen und hohen Kräften (Belastungen) ausgesetzt ist, die es zum Bruch bringen könnten. Es ist kein Wunder, dass PLA-Filamente, die ungiftig, fast geruchlos und in einer breiten Farbpalette erhältlich sind, derzeit das beliebteste Verbrauchsmaterial auf dem Markt für Amateur- und semiprofessionelle Drucker sind.
