PLA 材料的 3D 打印奇幻之旅，探索3D打印中的替代材料
核心提示：PLA（聚乳酸）是一種在3D打印中廣泛使用的材料，因其環(huán)保、易打印的特點(diǎn)而受到3D打印愛(ài)好者的青睞。PLA是一種通過(guò)天然資源如玉米
PLA（聚乳酸）是一種在3D打印中廣泛使用的材料，因其環(huán)保、易打印的特點(diǎn)而受到3D打印愛(ài)好者的青睞。
PLA是一種通過(guò)天然資源如玉米淀粉、甘蔗等發(fā)酵制成的可生物降解塑料。它不僅具有生物降解的特性，還在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣和能耗較低，因此被認(rèn)為是一種環(huán)保選項(xiàng)。PLA的透明度高，具有良好的韌性和機(jī)械強(qiáng)度，使得它在許多場(chǎng)合可以替代傳統(tǒng)的塑料材料。
PLA 是聚乳酸（Polylactic Acid）的縮寫(xiě)，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類(lèi)聚合物，通常使用可再生的植物資源（如玉米、木薯等）所提出的淀粉為原料制成，屬于新型的可再生生物降解材料。
1、PLA 材料用于 3D 打印
優(yōu)點(diǎn)：
原材料可再生，相對(duì)容易獲取，可用于大規(guī)模生產(chǎn)；
熱穩(wěn)定性好，有較好的抗溶劑性，成品耐熱性好；
透氣性能和透明度光澤較好，可以用擠壓、紡絲、雙軸拉伸、注射吹塑等多種方式進(jìn)行加工，拉伸和彎曲模量可與傳統(tǒng)的塑料樹(shù)脂相媲美；
生物相容性高，其單體原料 L-乳酸是人體內(nèi)源性活性物質(zhì)，所以通過(guò) 3D 打印材料 PLA 打印出的成品對(duì)人體無(wú)毒害，且可被人體吸收；
可降解性良好，通過(guò)埋入土壤中，可由自然界中微生物在特定條件下完全降解，生成二氧化碳和水，產(chǎn)生的二氧化碳直接進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)或被植物吸收，不會(huì)排入空氣中，屬于公認(rèn)的環(huán)境友好材料；
打印溫度比其他一些材料低，能節(jié)省能源且更易塑形，表面光澤好，色彩艷麗；
收縮率極低（約 0.3%），打印大型模型時(shí)邊角不容易翹起，即使打印較大尺寸的模型也表現(xiàn)良好；
具有較低的收縮率，層與層之間的粘合性好；
經(jīng)過(guò)改良后的 PLA 材料不僅具有較好的強(qiáng)韌性能、機(jī)械性能及物理性能，而且打印過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生加熱塑料的異味，它也可以作為 ABS 的支撐材料使用，將其從打印平臺(tái)撕下比較容易。
缺點(diǎn)：
相比某些材料，強(qiáng)度稍差；
不太耐久，在大約 60°C 時(shí)會(huì)變軟，可能彎曲或扭曲；
不耐 UV 光；
在打印過(guò)程中會(huì)吸收空氣中的水分，可能導(dǎo)致打印頭堵塞；
材料成型件尺寸誤差略大，表面質(zhì)量相對(duì)比較粗糙。
PLA 材料的打印參數(shù)設(shè)置會(huì)因打印機(jī)型號(hào)和具體情況而有所不同。一般來(lái)說(shuō)，使用 PLA 材料進(jìn)行打印時(shí)，打印溫度可設(shè)置在 200°C 左右，熱床溫度設(shè)置在 50°C 左右，但這并不是固定的，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。例如，放置較久的耗材可能需要提高打印溫度，特種 PLA 也可能需要更高的打印溫度。
在挑選 PLA 耗材時(shí)，可以通過(guò)以下方法判斷其質(zhì)量：觀察是否有色差、斑點(diǎn)及微小氣泡（若有則可能含有較多回收料）；取出約 1 米長(zhǎng)的線材，用測(cè)量卡尺或手捏住拂過(guò)，查看粗細(xì)是否一致、表面是否光滑；用卡尺夾住耗材線旋轉(zhuǎn)一周，若旋轉(zhuǎn)順暢且表面無(wú)劃痕，則說(shuō)明耗材截面比較接近正圓。在打印時(shí)（在打印平臺(tái)調(diào)平好的情況下），觀察第一層的打印效果，擠出絲較為均勻平整說(shuō)明雜質(zhì)較少，質(zhì)量較高。
為了防止 PLA 耗材吸收水分而變質(zhì)，開(kāi)封后最好在一個(gè)月內(nèi)使用完畢。建議采用真空保存，并放置干燥劑來(lái)吸收水分，這樣密封保存的 PLA 能存放長(zhǎng)達(dá) 2 年。
PLA 材料用途廣泛，主要包括各種食品容器、包裝食品、快餐飯盒等；在醫(yī)用領(lǐng)域可制成醫(yī)用組織骨架材料和醫(yī)藥載體用于人體體內(nèi)；還可通過(guò)各種普通加工方式生產(chǎn)，例如熔化擠出成型、射出成型、吹膜成型、發(fā)泡成型及真空成型等。此外，PLA 具有透明顏色可供選擇，可用來(lái)打印諸如尾燈和閃光燈等透明原型。
在使用 PLA 材料進(jìn)行 3D 打印時(shí)，需要注意打印環(huán)境的通風(fēng)，盡管它相對(duì)安全，但仍建議增加通風(fēng)和安全隔離配置，以保護(hù)自身和環(huán)境的安全。同時(shí)，不同的 3D 打印機(jī)可能對(duì) PLA 材料有特定的要求和適配性，在選擇打印機(jī)時(shí)也需要考慮這一點(diǎn)。
2、 3D 打印中這些材料可以取代PLA
在 3D 打印領(lǐng)域，以下幾種材料在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中可以替代 PLA：
PETG：它具有出色的耐化學(xué)性和耐沖擊性，比 PLA 更堅(jiān)韌，而且打印過(guò)程中不易翹曲。適用于需要一定強(qiáng)度和耐久性的模型，比如工具手柄、外殼等。
TPU：這是一種彈性材料，具有良好的柔韌性和回彈性。常用于打印需要柔軟或有彈性的部件，如手機(jī)殼、表帶、墊圈等。
ABS：強(qiáng)度和韌性較好，耐熱性也比 PLA 高，適合制作功能性零件和需要經(jīng)常接觸高溫的物品。但打印時(shí)可能產(chǎn)生異味，對(duì)打印環(huán)境要求較高。
尼龍（PA）：耐磨性和強(qiáng)度出色，常用于制造工業(yè)零件、齒輪等對(duì)性能要求較高的部件。
PC（聚碳酸酯）：具有高強(qiáng)度、高耐熱和良好的光學(xué)性能，適合制造需要高強(qiáng)度和透明度的部件，如防護(hù)面罩、燈罩等。
隨著研究和開(kāi)發(fā)的不斷深入，將會(huì)有更多種類(lèi)的高性能、特殊功能的材料被應(yīng)用于 3D 打印。
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_552284.html
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PLA是一種通過(guò)天然資源如玉米淀粉、甘蔗等發(fā)酵制成的可生物降解塑料。它不僅具有生物降解的特性，還在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣和能耗較低，因此被認(rèn)為是一種環(huán)保選項(xiàng)。PLA的透明度高，具有良好的韌性和機(jī)械強(qiáng)度，使得它在許多場(chǎng)合可以替代傳統(tǒng)的塑料材料。
PLA 是聚乳酸（Polylactic Acid）的縮寫(xiě)，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類(lèi)聚合物，通常使用可再生的植物資源（如玉米、木薯等）所提出的淀粉為原料制成，屬于新型的可再生生物降解材料。
1、PLA 材料用于 3D 打印
優(yōu)點(diǎn)：
原材料可再生，相對(duì)容易獲取，可用于大規(guī)模生產(chǎn)；
熱穩(wěn)定性好，有較好的抗溶劑性，成品耐熱性好；
透氣性能和透明度光澤較好，可以用擠壓、紡絲、雙軸拉伸、注射吹塑等多種方式進(jìn)行加工，拉伸和彎曲模量可與傳統(tǒng)的塑料樹(shù)脂相媲美；
生物相容性高，其單體原料 L-乳酸是人體內(nèi)源性活性物質(zhì)，所以通過(guò) 3D 打印材料 PLA 打印出的成品對(duì)人體無(wú)毒害，且可被人體吸收；
可降解性良好，通過(guò)埋入土壤中，可由自然界中微生物在特定條件下完全降解，生成二氧化碳和水，產(chǎn)生的二氧化碳直接進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)或被植物吸收，不會(huì)排入空氣中，屬于公認(rèn)的環(huán)境友好材料；
打印溫度比其他一些材料低，能節(jié)省能源且更易塑形，表面光澤好，色彩艷麗；
收縮率極低（約 0.3%），打印大型模型時(shí)邊角不容易翹起，即使打印較大尺寸的模型也表現(xiàn)良好；
具有較低的收縮率，層與層之間的粘合性好；
經(jīng)過(guò)改良后的 PLA 材料不僅具有較好的強(qiáng)韌性能、機(jī)械性能及物理性能，而且打印過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生加熱塑料的異味，它也可以作為 ABS 的支撐材料使用，將其從打印平臺(tái)撕下比較容易。
缺點(diǎn)：
相比某些材料，強(qiáng)度稍差；
不太耐久，在大約 60°C 時(shí)會(huì)變軟，可能彎曲或扭曲；
不耐 UV 光；
在打印過(guò)程中會(huì)吸收空氣中的水分，可能導(dǎo)致打印頭堵塞；
材料成型件尺寸誤差略大，表面質(zhì)量相對(duì)比較粗糙。
PLA 材料的打印參數(shù)設(shè)置會(huì)因打印機(jī)型號(hào)和具體情況而有所不同。一般來(lái)說(shuō)，使用 PLA 材料進(jìn)行打印時(shí)，打印溫度可設(shè)置在 200°C 左右，熱床溫度設(shè)置在 50°C 左右，但這并不是固定的，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。例如，放置較久的耗材可能需要提高打印溫度，特種 PLA 也可能需要更高的打印溫度。
在挑選 PLA 耗材時(shí)，可以通過(guò)以下方法判斷其質(zhì)量：觀察是否有色差、斑點(diǎn)及微小氣泡（若有則可能含有較多回收料）；取出約 1 米長(zhǎng)的線材，用測(cè)量卡尺或手捏住拂過(guò)，查看粗細(xì)是否一致、表面是否光滑；用卡尺夾住耗材線旋轉(zhuǎn)一周，若旋轉(zhuǎn)順暢且表面無(wú)劃痕，則說(shuō)明耗材截面比較接近正圓。在打印時(shí)（在打印平臺(tái)調(diào)平好的情況下），觀察第一層的打印效果，擠出絲較為均勻平整說(shuō)明雜質(zhì)較少，質(zhì)量較高。
為了防止 PLA 耗材吸收水分而變質(zhì)，開(kāi)封后最好在一個(gè)月內(nèi)使用完畢。建議采用真空保存，并放置干燥劑來(lái)吸收水分，這樣密封保存的 PLA 能存放長(zhǎng)達(dá) 2 年。
PLA 材料用途廣泛，主要包括各種食品容器、包裝食品、快餐飯盒等；在醫(yī)用領(lǐng)域可制成醫(yī)用組織骨架材料和醫(yī)藥載體用于人體體內(nèi)；還可通過(guò)各種普通加工方式生產(chǎn)，例如熔化擠出成型、射出成型、吹膜成型、發(fā)泡成型及真空成型等。此外，PLA 具有透明顏色可供選擇，可用來(lái)打印諸如尾燈和閃光燈等透明原型。
在使用 PLA 材料進(jìn)行 3D 打印時(shí)，需要注意打印環(huán)境的通風(fēng)，盡管它相對(duì)安全，但仍建議增加通風(fēng)和安全隔離配置，以保護(hù)自身和環(huán)境的安全。同時(shí)，不同的 3D 打印機(jī)可能對(duì) PLA 材料有特定的要求和適配性，在選擇打印機(jī)時(shí)也需要考慮這一點(diǎn)。
2、 3D 打印中這些材料可以取代PLA
在 3D 打印領(lǐng)域，以下幾種材料在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中可以替代 PLA：
PETG：它具有出色的耐化學(xué)性和耐沖擊性，比 PLA 更堅(jiān)韌，而且打印過(guò)程中不易翹曲。適用于需要一定強(qiáng)度和耐久性的模型，比如工具手柄、外殼等。
TPU：這是一種彈性材料，具有良好的柔韌性和回彈性。常用于打印需要柔軟或有彈性的部件，如手機(jī)殼、表帶、墊圈等。
ABS：強(qiáng)度和韌性較好，耐熱性也比 PLA 高，適合制作功能性零件和需要經(jīng)常接觸高溫的物品。但打印時(shí)可能產(chǎn)生異味，對(duì)打印環(huán)境要求較高。
尼龍（PA）：耐磨性和強(qiáng)度出色，常用于制造工業(yè)零件、齒輪等對(duì)性能要求較高的部件。
PC（聚碳酸酯）：具有高強(qiáng)度、高耐熱和良好的光學(xué)性能，適合制造需要高強(qiáng)度和透明度的部件，如防護(hù)面罩、燈罩等。
隨著研究和開(kāi)發(fā)的不斷深入，將會(huì)有更多種類(lèi)的高性能、特殊功能的材料被應(yīng)用于 3D 打印。
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