Долговечность PLA 3D-печатей: как долго они служат

Как энтузиаст 3D-печати, вы наверняка задумывались о долговечности PLA-печатей.

Да, PLA-объекты деградируют со временем, как и любая машина, но это занимает много лет.

Не стоит переживать — стандартный процесс деградации PLA занимает много времени, прежде чем повлияет на функциональность печати.

Итак, как долго служат PLA-печати?

Материал PLA (проверить на Amazon) служит долго при нормальных условиях. Но определенные условия ускоряют биоразлагаемые свойства PLA.

Экологическая влажность, прямое солнечное الضوء и микробы — факторы, деградирующие PLA со временем.

Что такое нить PLA?

PLA-нить — растительный пластик. Один из самых популярных пластиков в 3D-печати.

PLA производится из кукурузного крахмала — настоящий эко-френдли бренд.

Свойства PLA делают его идеальным для большинства 3D-принтеров. Качества устраняют необходимость в нагретом столе из-за низкой температуры стекловидения.

Хранение простое по сравнению с другими нитями, предлагает хоббистам широкий спектр применений. Также PLA есть в широком цвете.

Биоразлагаема ли нить PLA?

Да! PLA из возобновляемого материала, биоразлагается в промышленных компостных установках. PLA высоко устойчива по сравнению с фоссильными нитями, так как изготовлена из возобновляемых сырьевых материалов, деградирующих её.

Однако PLA нити усиливаются углеродным волокном при производстве. Углеродное волокно повышает прочность, жесткость и размерную стабильность, делая PLA более высокопроизводительным.

Так что, как и другие пластиковые нити, PLA загрязняет среду, и пользователям 3D-печати нужно перерабатывать её.

Процесс и время биоразложения PLA-печати

Процесс и время биоразложения зависят от среды. Консенсус: PLA не легко деградирует при комнатной температуре. Фактически, при средних экологических температурах PLA-печати служат до 15 лет.

Однако определенные условия могут ускорить распад PLA, и признаки распада могут стать очевидны за год.

Три элемента среды вызывают деградацию PLA: тепло, влажность и комнатное давление, и микробы.

Эти факторы создают среду, благоприятную для быстрого распада биоразлагаемого материала PLA.

Кроме того, PLA быстрее деградирует в высокотемпературной среде с богатым присутствием микроорганизмов.

Почва впитывает воду и необходима для распада PLA, но деградация требует температуру стекловидения PLA — 60 °C.

Домашняя компостная корзина (проверить на Amazon) нужна для достижения этой температуры.

Есть ли у PLA-нити срок годности?

Да! У PLA-нити есть срок хранения. Главное — PLA биоразлагаемый пластик, и влага и влажность определяют, как долго он служит.

Производители PLA и других нитей советуют хранить пластиковые нити в низковлажной среде.

3D-принтеры производят прочные печати через внутреннюю 3D-печать в помещении, вдали от возможных неблагоприятных эффектов солнечного света.

Заметно: PLA-печати, используемые и хранимые внутри, служат долго, почти вечно! Срок жизни PLA также можно продлить, избегая использования объекта для выдержки тяжелых механических нагрузок.

Чтобы служил долго, избегайте длительного воздействия уличных условий на PLA-печати.

PLA-объекты служат до 15 лет в помещении и при бережном обращении. Напротив, начнут показывать видимые признаки ухудшения всего за год при использовании на улице и под тяжелым и постоянным использованием.

Указанный срок хранения стандарт для большинства 3D-печатей в индустрии. Но подлежит другим факторам, основанным на специфических экологических условиях.

Причины сильной деградации PLA-объектов

PLA ухудшается под воздействием уличных элементов: влажности и UV-излучения. Полностью сплошные и толстые печати с высокой внутренней плотностью могут сильно деградировать во влажной среде.

В то же время PLA нити легко впитывают воду, вызывая набор веса и набухание объектов. Гигроскопическая природа PLA не видна в ABS-нити, которая месяцами впитывает минимум воды при воздействии атмосферы.

PLA и другие пластиковые нити деградируют в зависимости от хранения. Поэтому производители хранят пластики в специфических условиях, например, в вакуумных пакетах.

Процесс ухудшения PLA-нити и объекта

PLA-нити впитывают воду из среды при неправильном хранении. Во-вторых, внешние части нити становятся хрупкими от воздействия влажных условий. PLA-объект начинает набухать — размеры объекта увеличиваются.

Набухание и увеличение диаметра сопровождаются постепенной деградацией и финальным распадом.

Как определить, что нить деградировала

Плохое качество печати — доказательство порчи нити. Иногда замечаете, что PLA-печати полосатые. Эти признаки предупреждают, что печатаете деградированной нитью.

Напротив, качественные печати означают, что PLA-нити в отличной форме.

Что заставляет PLA-печати не служить долго?

Рассмотрим причины, почему PLA-печати не долговечны.

• Влага

Почему влага вызывает деградацию PLA-нити?

Разрушение PLA происходит в процессе гидролиза. При гидролизе PLA-полимер реагирует с водой на низкой скоростре. Таким образом, длинные полимеры разбиваются на более короткие цепи.

Когда длинные PLA-полимеры распадаются на более короткие цепи, PLA-нить становится хрупкой.

Это главная причина, почему PLA так плохо себя ведет во влажных условиях. Поэтому не рекомендуется использовать PLA-контейнеры для хранения еды и напитков там, где есть влага.

• Солнечный свет

Фотодеградация — процесс, когда полимерные качества нити снижаются под воздействием UV-излучения. У PLA слабое сопротивление этому процессу.

Фотодеградация проявляется хрупкостью и выцветанием цвета нити. Хрупкость делает нити жесткими, легко ломающимися. Выцвечивающие пластики желтеют.

Процесс затрагивает стабилизаторы нити, превращая их в свободные радикалы. Также фотодеградация заставляет красители 3D-объектов терять цвет — постепенное выцветание.

• Высокие температуры

Советуется избегать воздействия PLA высоким температурам, так как PLA деформируется (варпинг) из-за низкой температуры стекловидения 60–65 °C.

Когда скорость диффузии влаги увеличивается, шансы на гидролиз также повышаются.

• Микроорганизмы

PLA — известный биоразлагаемый пластик, требующий хорошего хранения для предотвращения ухудшения. Влияние микробов на распад PLA — биологический вопрос, и удержание нити от чего-либо, помогающего микробам процветать — отличная идея.

Удержание PLA от чего-либо с высокой концентрацией микроорганизмов — первый шаг.

Агенты микробов: почва, растения, вода. Также процесс гидролиза ускоряет микробную деградацию PLA, так как приводит к короткоцепочечным полимерам.

Экологическая роль остается самым значимым фактором, способствующим микробной деградации. Нужно замедлить влагу и удержать солнечный свет подальше от PLA, эксплуатируя и храня его в помещении.

Могут ли PLA 3D-печати легко ломаться?

Да! PLA-печати могут легко ломаться при определенных условиях. Заметно, PLA-объекты быстро деградируют в средах с высокими температурами и влажностью.

Кроме того, мелкие печати ломаются легче крупных. Толстые и большие печати прочнее — большая площадь позволяет распределять напряжение по множеству слоев, обеспечивая стабильность.

Выбор идеального 3D-дизайна и материалов печати гарантирует, что печати выйдут прочными и не будут легко ломаться.

Можно ли сделать PLA 3D-печати неразрушимыми?

PLA-печати создаются для разных применений, и некоторые требуют усиления объекта. Примеры — игрушки и поддоны.

Заметно: игрушки обожаются и интенсивно используются, поддоны несут тяжелые предметы.

Советы для усиления PLA-объектов

• Увеличьте внутреннюю плотность

PLA — один из самых популярных материалов, требующих усиления для конкретных применений, нуждающихся в твердых 3D-объектах. Можно увеличить внутреннюю плотность печати для нужного уровня твердости.

Трехмерные слайсеры позволяют выбрать уровень внутренней плотности. Важно: не всегда нужны сплошные PLA-печати для каждого применения.

Система позволяет регулировать внутреннюю плотность по шкале 0–100%, где 0% — полностью полый, 100% — очень твердый.

• Ориентация модели

3D-печать производится принтерами, экструдирующими расплавленную нить для производства объектов. В процессе объекты развивают граничные слои, ослабляющие их. Также сложно изменить направление печати в процессе.

Ориентация модели перед печатью решает эту задачу. Для идеальной ориентации наблюдайте за механическим напряжением объекта, чтобы избежать неизбежного воздействия на слабые границы.

• Композитный материал

Композитные материалы как дерево, металл, керамика позволяют создавать 3D-объекты, похожие на материалы, не традиционно используемые в 3D-печати.

Композитные нити вроде углеродного волокна содержат твердый материал; эти твердые материалы только укрепляют PLA и не должны считаться прочнее настоящих материалов вроде металла, дерева или керамики.

• Инъекция (заливка)

3D-печать позволяет печатать полые объекты. Значительное преимущество технологии. Но это заставляет PLA-печати быстрее деградировать.

Для лечения ухудшения нити 3D-объекты инъецируют клеевым материалом во внутреннюю полость.

Нужно просверлить маленькие отверстия в оболочке для инъекции.

Можно ли перерабатывать сломанные PLA 3D-детали?

Да! Можно перерабатывать сломанные PLA-детали. Переработка 3D-печати помогает очистить среду — процесс эко-френдли.

Как термопластик, PLA перерабатываем. Процесс: мытье, сортировка, дробление, плавление в мелкие гранулы. Эти гранулы используются как сырье для новых 3D-объектов.

Служат ли PLA-объекты внутри или вне воды?

Для растворения PLA в воде нужны другие переменные. Некоторые условия: высокая температура воды, воздействие UV-света, биологическая активность в воде.

Иначе PLA безопаснее в помещении и вне воды.

Заключение

Статья отвечает на вопросы о долговечности PLA-нитей в 3D-печати.

Также обсуждает множество других вопросов о PLA-пластиковых нитях, делая её практически полным руководством, полезным для вас по этой теме.

Важнее всего: PLA-печати деградируют при неблагоприятных экологических условиях: высокие температуры и влажность, UV-воздействие, контакт с водой.

Однако при использовании в помещении и безопасном хранении PLA служит длительное время, делая его одной из самых популярных нитей для 3D-принтеров.