一、PLA+材料的基本概念
PLA+是传统PLA(聚乳酸)材料的升级版本,是一种生物基可降解的热塑性塑料。作为目前FDM(熔融沉积成型)3D打印技术中最受欢迎的材料之一,PLA+在保留传统PLA环保特性的基础上,通过配方改良显著提升了机械性能和打印体验。
传统PLA源自玉米淀粉或甘蔗等可再生植物资源,而PLA+在此基础上添加了特殊添加剂和改性剂,这些成分可能包括抗冲改性剂、增塑剂、成核剂或其他聚合物,这种改良使PLA+在强度、韧性和层间结合力等方面都优于标准PLA。
二、PLA+的主要特性
1. 物理机械性能
PLA+最显著的改进在于其机械性能。与标准PLA相比,PLA+的抗冲击强度通常提高30-50%,拉伸强度提升约20%,断裂伸长率也有明显改善。这使得打印件更能承受外力作用而不易断裂,特别适合功能性零件的制作。
2. 热性能表现
PLA+的热变形温度(HDT)一般在50-60℃之间,略高于普通PLA,但仍低于ABS等工程塑料。某些特殊配方的PLA+可通过退火处理将HDT提升至80-100℃。其玻璃化转变温度(Tg)约在55-60℃范围内。
3. 打印性能优势
PLA+保持了PLA材料低收缩率的特性,打印时几乎不会翘曲,非常适合大尺寸打印。同时,由于配方的优化,PLA+的层间粘合力更强,打印出的物件整体性更好。其推荐的打印温度通常比标准PLA高5-10℃,一般在200-220℃之间。
4. 表面质量与后处理
PLA+打印件表面光滑度优于普通PLA,层纹较不明显。它支持砂纸打磨、钻孔等机械加工,也能较好地进行粘接和涂装。但与所有PLA类材料一样,PLA+不耐有机溶剂,无法进行丙酮蒸汽抛光。
三、PLA+与传统PLA的对比优势
1.更高的强度和韧性:PLA+的抗冲击性能显著提升,减少了打印件脆性断裂的问题。
2. 更好的层间结合:改良的配方使每一层材料融合更紧密,打印件各向异性减弱。
3. 更稳定的打印过程:PLA+通常具有更一致的熔体流动性,减少了喷嘴堵塞和挤出不均的情况。
4. 更广泛的应用范围:增强的机械性能使PLA+可用于更多功能性部件而不仅是展示模型。
5.更优的成品表面:打印成品表面更光滑,细节表现更好,减少了后期处理的工作量。
四、PLA+的应用领域
1. 功能性原型制作
PLA+的机械性能足以支撑短期使用的功能原型,如齿轮、铰链、外壳等机械部件的测试验证。
2. 教育模型与教具
凭借其易打印性和安全性,PLA+广泛应用于学校实验室的解剖模型、分子结构模型等教学工具。
3. 创意设计与艺术品
设计师利用PLA+良好的表面质量和丰富的颜色选择,制作装饰品、灯具、雕塑等创意作品。
4. 轻型结构件
PLA+适合制作无人机框架、机器人部件等不需要承受高温的轻型结构组件。
5. 定制化生活用品
从手机支架到厨具收纳,PLA+可以打印各种耐用且环保的日常用品。
五、PLA+的打印参数建议
为了获得最佳打印效果,建议采用以下参数设置(具体数值可能因不同品牌略有差异):
喷嘴温度:205-220℃
热床温度:50-60℃(非必需但有助于首层附着)
打印速度:40-60mm/s(精细模型建议低速)
冷却风扇:100%(除首层外)
回抽距离:4-6mm
回抽速度:25-45mm/s
层高:0.1-0.3mm(根据需求调整)
六、PLA+的局限性与注意事项
尽管PLA+性能优越,但仍存在一些限制:
1.耐温性有限:不适合高温环境应用,如汽车引擎舱等。
2.长期耐久性问题:在持续负载下可能出现蠕变现象。
3.吸湿性:与所有PLA一样会吸收水分,需妥善保存。
4.户外使用限制:长期暴露在紫外线下会导致降解。
5.生物降解条件:虽然可降解,但需要工业堆肥设施才能实现快速分解。
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