Eindeloos nieuw, met variaties van PLA

Als het gaat om varianten van basismaterialen voor 3D-printen, kan niets tippen aan PLA. Het lijkt erop dat bijna elke week iemand ergens weer een unieke en andere draai aan PLA geeft. Het kan gloeien, glanzen, eruitzien en aanvoelen als hout of metaal, superlicht zijn of extreem stijf.  

In dit bericht behandelen we veel van deze PLA-varianten, hun eigenschappen, toepassingen, voor- en nadelen, evenals aanbevolen printinstellingen om je goed op weg te helpen. Maar zoals bij alle 3D-printfilamenten zullen je ervaringen verschillen. Er bestaan geen normen of voorschriften voor de hoeveelheid of het type materialen dat wordt toegevoegd om een specifieke variant te maken. Het Glow-PLA van de ene leverancier kan volledig anders zijn dan dat van een andere. Fabrikanten kunnen hun ‘geheime’ formules bovendien aanpassen, en doen dat ook, om hun product beter van de concurrentie te onderscheiden.

Deze gids probeert jou, de 3D-printerliefhebber, door het eindeloze doolhof van PLA-varianten te ‘begeleiden’, met een solide basis aan informatie om je de beste ervaring met je 3D-printer te bieden, ongeacht welk PLA-gebaseerd filament je kiest.

Disclaimer
Zoals eerder vermeld, zijn de varianten van PLA schijnbaar eindeloos en komen er vrijwel wekelijks nieuwe bij. Daarom kunnen we ze hier niet allemaal behandelen. In plaats daarvan heb ik een aantal van de meer gangbare en populaire varianten geselecteerd.

Ik wil ook benadrukken dat geen van deze varianten ooit als ‘voedselveilig’ mag worden beschouwd. PLA, puur PLA, is een biomateriaal dat wordt gemaakt van maïs en suikerriet, maar alles wat voor deze varianten nog aan het materiaal wordt toegevoegd, is ongereguleerd, niet getest en meestal niet openbaar gemaakt. Eet het dus niet en doe er geen voedsel in. Punt uit.

JGMaker-filament verkrijgbaar via: https://www.jgmaker3d.com/collections/filament

Gloed

Overzicht

Misschien wel de meest voorkomende PLA-variant, en een die het langst bestaat, is glow-in-the-dark-PLA. Het gloeiende effect wordt bereikt met additieven zoals zinksulfide, calciumsulfide en/of strontiumaluminaat. Deze mineralen absorberen uv- (ultraviolette) straling en zenden die opnieuw uit als zichtbaar licht. Deze fosforescerende pigmenten zijn zeer abrasief en kunnen een messing mondstuk in minder dan een halve rol volledig verslijten. Bereid je daarom voor op regelmatige vervanging van het mondstuk of stap over op een mondstuk van gehard staal. Daarnaast kan de deeltjesgrootte van pigmenten sterk verschillen per fabrikant. Daarom wordt aangeraden een mondstuk van 0,5 mm of groter te gebruiken om verstoppingen te helpen voorkomen. 

Toepassingen binnen 3D-printen

Glow PLA wordt meestal gebruikt voor decoraties, zoals Halloween-rekwisieten, en voor interessante modeleffecten. De minerale additieven hebben een negatieve invloed op de sterkte en laaghechting, waardoor het vaak minder duurzaam is dan gewoon PLA. Het daadwerkelijke Glow-effect is ook afhankelijk van de dichtheid van het geprinte object en de blootstelling aan uv-licht. Voor een helderdere, langer aanhoudende gloed wordt daarom een infill tot 100% aanbevolen, evenals het ‘opladen’ in direct zonlicht.  

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: gemiddeld

Dichtheid: 1,25 g/cm³

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: gemiddeld

Schurend vermogen: hoog

Vervormingen: minimaal – kan van het printbed loskomen en bij overhangen omkrullen
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: Laag

Glaspunt: 55-60c

Weersbestendigheid: Slecht. Gevoelig voor hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: ja, onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld 

Printinstellingen

Sproeiertemperatuur: 190–220 °C

Bedtemperatuur: uit–50 °C

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–90 mm/s aanbevolen

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Sproeiertype: Gehard staal aanbevolen

Sproeierdiameter: 0,5 mm of groter om verstoppingen te voorkomen

Varianten

Zelfs binnen de Glow-variant van PLA bestaan enkele subvarianten, zoals Shiny-Glow en Flexible. Voor het flexibele type wordt een direct-drive-extruder aanbevolen.

Opslag

De Glow-minerale additieven in PLA hebben geen invloed op de hygroscopische eigenschappen. Daarom gelden in principe dezelfde opslagaanbevelingen als voor standaard-PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit de buurt van direct zonlicht. 

Voordelen

Glow is ideaal om je PLA-print wat extra flair te geven, waardoor het geschikt is voor decoraties en opvallende modellen. Het is bijna net zo eenvoudig te printen als standaard-PLA en biedt veel kleurvarianten om mee te experimenteren.  

Nadelen

De minerale additieven helpen niet tegen de brosheid en slechte weersbestendigheid van PLA. Bovendien verminderen ze de laaghechting enigszins en kunnen ze standaard sproeiers van 0,4 mm gemakkelijk verstoppen. Door de hoge abrasiviteit slijten standaard messing sproeiers bovendien snel, daarom worden gehardstalen sproeiers aanbevolen.

 

Silk

Overzicht

Door het ultr gladde uiterlijk en de semitransparantie wordt deze PLA-variant Silk PLA genoemd. Er is niet veel informatie beschikbaar over welke additieven worden gebruikt om dit effect te creëren, maar ze verbeteren wel de laaghechting en flexibiliteit van PLA. Silk kan echter gevoelig zijn voor verstoppingen, de hechting aan het printbed kan een probleem vormen en er zijn iets hogere printtemperaturen nodig dan bij standaard-PLA. 

Toepassingen binnen 3D-printen

Dit is een geweldige variant om een supergladde en glanzende uitstraling te bereiken, vrijwel zonder nabewerking: schuren en schilderen zijn niet nodig. Afhankelijk van de leverancier, de kwaliteit van de Silk PLA en de 3D-printer verdwijnen de laaglijnen bijna volledig. Silk is iets flexibeler en daardoor wat duurzamer dan PLA, maar heeft nog steeds te maken met de beperkte uv-bestendigheid en weersbestendigheid.  

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: gemiddeld

Dichtheid: 1,24 g/cm³

Flexibiliteit: Laag–gemiddeld

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: gemiddeld

Schurendheid: laag

Vervormingen: minimaal – kan van het printbed loskomen en bij overhangen omkrullen
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 55-60c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: ja, onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld 

Printinstellingen

Sproeiertemperatuur: 190–235 °C

Bedtemperatuur: Uit–80 °C

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–100 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Sproeiertype: Messing/willekeurig

Sproeierdiameter: 0,4 mm of groter  

Varianten

Er bestaan zeer veel varianten van Silk PLA, waarbij elke fabrikant zijn eigen ‘geheime’ ingrediënten gebruikt om deze zijdeachtige glans te bereiken. Daarom verschillen de print- en bedtemperaturen en de printsnelheden sterk. Deze variaties kunnen ook de bedhechting beïnvloeden, dus controleer de aanbevelingen van de fabrikant voor het printen met hun Silk-merk. 

Opslag

De opslagvereisten voor Silk zijn in principe hetzelfde als voor standaard PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit de buurt van direct zonlicht. 

Voordelen

Silk PLA geeft een zeer glanzend uiterlijk met minimale zichtbare laaglijnen en weinig tot geen nabewerking. Daardoor is het uitstekend geschikt voor decoraties en modellen met een grote visuele impact. Door de extra matige flexibiliteit is Silk PLA minder bros en duurzamer dan standaard PLA. Met de juiste kleuren en glans kan Silk PLA er bijna uitzien als licht gepolijst metaal, zonder de nadelen van PLA met metaaldeeltjes.

Nadelen

Silk PLA heeft doorgaans meer last van draden en een slechtere bedhechting dan standaard PLA en vereist daarom wat meer experimenteren en fijnafstelling voor een perfecte print. De additieven kunnen verstoppingen veroorzaken en afhankelijk van de flexibiliteit van het merk kan een direct-drive- of extruder met dubbele aandrijving nodig zijn.

Hout

Overzicht

Ja, er zit echt hout in! Wood Fill PLA bevat doorgaans ongeveer 30% houtvezels. Dat lijkt misschien niet veel, maar het is genoeg om het materiaal vergelijkbaar met echt hout te laten ruiken en zich vergelijkbaar te laten gedragen. Het gebruikte houtstof kan per fabrikant of type sterk verschillen, bijvoorbeeld berk, kokosnoot, bamboe, ceder of grenen, en wordt meestal in de productbeschrijving vermeld. Bij het printen met deze PLA-variant komt bovendien vaak een aangename houtgeur vrij (of de geur van verbrand hout als er te heet wordt geprint).

Toepassingen binnen 3D-printen

Wood Fill PLA is uitstekend geschikt voor prints met de uitstraling en het gevoel van houtsnijwerk. De prints kunnen bovendien glad worden geschuurd, net als echt hout, voor een fraaie afwerking. Standaard houtbeits hecht echter niet erg goed door het hoge PLA-gehalte. Door de printtemperatuur afhankelijk van de hoogte te variëren, kunnen strepen of een houtnerfachtig uiterlijk ontstaan, afhankelijk van het gebruikte type houtvulling. Zo krijgt de print een nog realistischer houtuiterlijk.

Hoewel sommige fabrikanten beweren dat Wood Fill PLA minder bros en duurzamer is, kan het tegenovergestelde vaak het geval zijn: het materiaal vertoont dan een slechtere laaghechting en is brosser. Uw resultaten kunnen variëren. Omdat het nog grotendeels uit PLA bestaat, behoudt het de slechte uv-bestendigheid, weersbestendigheid en hygroscopische eigenschappen van puur PLA.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: gemiddeld

Dichtheid: 1,20 g/cm³

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: gemiddeld

Schurendheid: gemiddeld

Vervormingen: minimaal – kan van het printbed loskomen en bij overhangen omkrullen
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 55-60c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal, met een lichte houtgeur

Biologisch afbreekbaar: ja, onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Nozzletemperatuur: 190-240 °C (afhankelijk van het type Wood Fill)

Printbedtemperatuur: uit-60c

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–100 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Type mondstuk: roestvrij staal, titanium, enz. (Messing slijt snel)

Nozzlegrootte: 0,5 mm of groter

Varianten

Er bestaan tientallen varianten van Wood Fill PLA vanwege de grote verscheidenheid aan gebruikte houtsoorten. Op basis van temperatuurvariaties, schuren, beitsen (tot op zekere hoogte) en afwerken kunnen deze vrijwel eindeloze kenmerken en afwerkingen voor je prints creëren. Let goed op de aanbevolen nozzletemperaturen, want overschrijding daarvan kan het hout daadwerkelijk verbranden, de nozzle verstoppen en mogelijk brand veroorzaken.

Opslag

De opslagvereisten voor Wood Fill PLA zijn in principe hetzelfde als voor standaard-PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit de buurt van direct zonlicht.

Voordelen

Een realistische houtlook en -gevoel kunnen de visuele en tastbare aantrekkingskracht van 3D-prints sterk vergroten, van schaakstukken tot sculpturen enzovoort. Het materiaal is in principe net zo eenvoudig te verwerken als standaard-PLA en kan een aangename geur verspreiden (print desondanks altijd in een goed geventileerde ruimte).

Nadelen

Wood Fill PLA kan meer draden trekken en een slechtere laaghechting hebben dan standaard-PLA. Een nozzle van 0,6 mm of groter wordt aanbevolen, omdat de deeltjes kleinere openingen gemakkelijk kunnen verstoppen. Hoewel de meeste gebruikte houtsoorten vrij zacht zijn, slijten ze messing nozzles sneller dan standaard-PLA. Daarom wordt een hardere nozzle of het regelmatig vervangen van de messing nozzle aanbevolen.

Metaal

Overzicht

Meteen een belangrijke waarschuwing: deze filamenten bevatten daadwerkelijk metaal, waardoor een messing nozzle in korte tijd verslijt. Geharde stalen nozzles worden daarom sterk aanbevolen. Dit filament bevat doorgaans koper, brons, messing, roestvrij staal of ijzer. Hoewel sommige varianten worden aangeduid als ‘Gold’ en ‘Silver’, bevatten ze die metalen niet echt; ze hebben alleen de uitstraling ervan. Daarnaast bevat een spoel van 1 kg Metal Fill PLA door het hogere gewicht van het metaal veel minder filament (in lengte) dan standaard-PLA en wordt het filament daarom vaak op een kleinere spoel geleverd. Afhankelijk van het gebruikte metaal kunnen deze filamenten ook licht magnetisch zijn.

Toepassingen binnen 3D-printen

Metal Fill is, net als Wood Fill, een geweldige manier om esthetisch aantrekkelijke 3D-prints te maken die verder gaan dan wat met standaard-PLA mogelijk is. Omdat deze filamenten echt metaal bevatten, kunnen ze tot op zekere hoogte worden gepolijst en hebben ze het gewicht en gevoel van echt metaal. Sommige soorten, zoals Iron Fill, kunnen opzettelijk worden geroest om je print een verouderde en verweerde uitstraling te geven. Hoewel Metal Fill PLA stijver is dan gewone PLA, is het ook brosser en heeft het een slechtere laaghechting. Daarom is het niet echt geschikt voor structurele prints of prints die aan hoge belastingen worden blootgesteld.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: laag

Dichtheid: 2+ g/cm³

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: laag

Schurend vermogen: hoog

Vervormingen: minimaal
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 55-60c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: nee

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Nozzletemperatuur: 190-240 °C (afhankelijk van het type Wood Fill)

Printbedtemperatuur: uit-60c

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30-80 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Nozzletype: gehard staal

Nozzlegrootte: 0,5 mm of groter

Varianten

De varianten van metaalgevulde PLA zijn gebaseerd op het gebruikte metaal. Non-ferrometalen zoals koper zijn niet magnetisch en minder gevoelig voor roest. Ferrometalen zoals staal, ijzer enzovoort kunnen enigszins magnetisch zijn en gevoelig zijn voor roest of verkleuring door weersinvloeden – een eigenschap die je in sommige prints misschien juist wilt. Er bestaan ook metaalgevulde PLA-filamenten die helemaal geen metaal bevatten, maar er wel uitzien als metaal. Controleer de productbeschrijving en specificaties om zeker te weten wat je koopt.

Opslag

De opslagvereisten voor metaalgevulde PLA zijn in wezen hetzelfde als voor standaard PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit de buurt van direct zonlicht. Als het metaaltype gevoelig is voor roest, zoals staal of ijzer, voeg dan enkele zakjes droogmiddel toe om het droog te houden.

Voordelen

Door het uiterlijk en gevoel van metaal en de mogelijkheid om veel van deze merken te polijsten, vallen je 3D-prints echt op. Er zijn geen hogere temperaturen voor nodig en ze zijn zwaarder dan standaard PLA, waardoor ze meer het uiterlijk en gevoel van gegoten metaal krijgen.

Nadelen

Elke metaalgevulde PLA zal een messing mondstuk snel verslijten. Mondstukken van gehard staal, wolfraam of robijn (als je het geld ervoor hebt) worden sterk aanbevolen. De geproduceerde onderdelen zijn zeer bros, hebben een lage laaghechting en printen overhangen of bruggen niet goed. Metaalgevulde PLA is duurder dan standaard PLA, en omdat filament per gewicht wordt verkocht, zal de lengte filament op de spoel bij hetzelfde gewicht veel korter zijn dan bij standaard PLA.

PLA+

Overzicht

Wat is PLA+ precies? Dat is een uitstekende vraag. PLA+ is bedoeld als een sterker, duurzamer en hittebestendiger PLA, zodat het meer overeenkomt met PETG of ABS. Er bestaat echter geen standaard voor wat er in een ‘PLA+’-filament zit, en sommige merken verkopen hun filament simpelweg met een ‘+’ zonder enige verbetering. Het is daarom verstandig om goed te kiezen en bij de aankoop van ‘PLA+’ vast te houden aan bekende, gevestigde merknamen. Wat er daadwerkelijk aan PLA+ wordt toegevoegd om er een ‘+’ van te maken, is bij de meeste filamentfabrikanten een goed bewaard geheim. Vaak gaat het om het gebruik van PLA van een hogere kwaliteit of van PHA (PolyHydroxyAlkanoate).

Toepassingen binnen 3D-printen

PLA+ is bedoeld om het printgemak van PLA te combineren met de duurzaamheid en hittebestendigheid van PETG of ABS. Omdat er geen standaard is voor de additieven die hiervoor worden gebruikt, zullen je resultaten waarschijnlijk variëren. Hoewel het in wezen PLA blijft, zijn er geen behuizing of hogere temperaturen voor nodig die met ABS of PETG worden geassocieerd. PLA+ heeft ook geen last van de ontgassingsproblemen die bij ABS voorkomen.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: gemiddeld

Dichtheid: 1,24 g/cm³

Flexibiliteit: Gemiddeld

Broosheid: Gemiddeld

Duurzaamheid: gemiddeld

Schurend vermogen: hoog

Vervormingen: minimaal
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 60-65c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: ja – onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Sproeiertemperatuur: 200-230

Printbedtemperatuur: uit-60c

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–100 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Mondstuktype: messing

Mondstukgrootte: 0,4 mm 

Varianten

De varianten van PLA+ zijn net zo talrijk als het aantal fabrikanten. Er bestaat geen standaard voor de additieven die PLA zijn ‘+’-aanduiding geven. In sommige gevallen is het slechts een marketinglabel voor PLA van ‘betere kwaliteit’ van bepaalde fabrikanten. Zoek informatie op, doe je huiswerk en lees reviews om er zeker van te zijn dat de PLA+ die je koopt de eigenschappen heeft die je nodig hebt.

Opslag

De opslagvereisten voor PLA+ zijn in principe hetzelfde als voor standaard PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit direct zonlicht.

Voordelen

PLA+ kan een gladder oppervlak, betere overhangprestaties, een hogere sterkte en duurzaamheid en minder brosheid hebben dan standaard PLA. Je resultaten kunnen variëren.

Nadelen

PLA+ vereist meestal een hogere mondstuktemperatuur om te kunnen printen, maar valt nog steeds binnen het bereik van gangbare 3D-printers voor consumenten uit het lagere segment. Afgezien van de normale nadelen van basis-PLA is het enige extra nadeel dat je nooit precies weet wat er in PLA+ zit en hoe het uiteindelijk zal presteren.

LW (Lightweight)

Overzicht

Lightweight (LW) PLA is op het moment van schrijven relatief nieuw op de markt. Dit filament wordt lichtgewicht doordat het tijdens het printproces opschuimt, vaak tot wel 3× de oorspronkelijke omvang. Zie het als purschuimisolatie die uit je printer komt. Dit gebeurt door enkele uiterst geheime ingrediënten die, wanneer het mondstuk tot boven de normale PLA-temperaturen wordt verhit, ervoor zorgen dat het materiaal uit het mondstuk begint te borrelen en op te schuimen. Normaal gesproken wil je dit niet bij standaard PLA. Bij LW-PLA is het juist wenselijk. Het resultaat is een even sterke print met tot een derde van het gewicht en een interessant mat uiterlijk.

Toepassingen binnen 3D-printen

LW-PLA is ontwikkeld voor de RC-makersgemeenschap, zodat makers lichtgewicht drones en vliegtuigen kunnen ontwerpen en printen die toch net zo goed presteren als met standaard PLA. Houd er rekening mee dat LW-PLA nog steeds vrij bros is, slecht bestand is tegen weersinvloeden en niet UV- of hittebestendig is. Laat je drone dus niet langdurig in de zon of regen staan.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: gemiddeld

Dichtheid: 1,24 g/cm³ (~0,45 g/cm³ na het printen)

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: gemiddeld

Schurendheid: laag

Vervormingen: minimaal
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 55-60c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: ja – onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Mondstuktemperatuur: ~230 °C

Printbedtemperatuur: uit-60c

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–100 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Mondstuktype: messing

Mondstukgrootte: 0,4 mm 

Varianten

Er bestaan kleur- en additiefvarianten van LW-PLA, afhankelijk van de fabrikant. Dit kan in zekere mate invloed hebben op draadvorming en sterkte.

Opslag

De opslagvereisten voor LW-PLA zijn in principe hetzelfde als voor standaard PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit direct zonlicht.

Voordelen

LW-PLA verlaagt het gewicht van de uiteindelijke print (duh) en levert door de uitzetting tijdens het printen ook tot 3× zoveel prints op. Het is gemakkelijk bij te snijden, schuurt beter dan standaard PLA en laat zich bovendien goed schilderen.

Nadelen

De kleur wordt tijdens het opschuimen wat lichter, waardoor de uiteindelijke print niet zo donker zal zijn als de rol. LW-PLA heeft de neiging meer te vloeien dan standaard PLA. Dit kan worden beperkt, maar niet volledig worden voorkomen.

Hoge temperatuur

Overzicht

PLA is weliswaar een van de gemakkelijkst te verwerken filamenten voor 3D-printen, maar heeft één groot nadeel: een laag glaspunt — de temperatuur waarbij het zacht wordt en niet langer als een vaste stof wordt beschouwd, rond 55-60c.

PLA voor hoge temperaturen verhoogt deze limiet tot ongeveer 110c, waardoor het veel geschikter is voor warmere toepassingen. Net als bij veel andere PLA-varianten in dit artikel zijn de exacte ingrediënten van PLA voor hoge temperaturen niet bekend. De fabrikanten stellen echter dat dit wordt bereikt door kristallijne mineralen te gebruiken die worden gegloeid nadat het onderdeel is geprint, om het glaspunt te verhogen.

Toepassingen binnen 3D-printen

PLA voor hoge temperaturen is net zo gemakkelijk te printen als standaard-PLA, maar vereist een extra gloei- of annealstap om het glaspunt te verhogen. Hierdoor is PLA echter veel bruikbaarder voor toepassingen met hoge temperaturen, waarin normaal PLA gewoon zou smelten: werkplaatsen, auto-interieurs enz.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: gemiddeld

Dichtheid: 1,23 g/cm³

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: gemiddeld

Schurendheid: laag

Vervormingen: minimaal
Krimp: 0,2-0,25%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: ~80-110c (na het gloeien)

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: ja – onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Nozzletemperatuur: 205-235cc

Printbedtemperatuur: uit-60c

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30-90 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: ja
Nozzletype: roestvrij staal, titanium enz. (harder dan messing)

Nozzlegrootte: 0,5 mm of groter

Varianten

Omdat er geen standaard bestaat voor de additieven die worden gebruikt om PLA voor hoge temperaturen te maken, zijn er evenveel varianten als fabrikanten. Ook het glaspunt, het gloeiproces, de nozzletemperatuur en de printervereisten kunnen variëren. Lees vóór aankoop de aanbevelingen van de fabrikant zorgvuldig door.

Opslag

De opslagvereisten voor PLA voor hoge temperaturen zijn in principe hetzelfde als voor standaard-PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit de buurt van direct zonlicht.

Voordelen

Dit filament is nog steeds net zo gemakkelijk te verwerken als standaard-PLA en blijft na het gloeien bij temperaturen tot 110c een ‘vaste stof’. Het vereist ook geen behuizing, hogere printtemperaturen of vaak een verwarmd printbed.

Nadelen

Nabehandeling door middel van gloeien is nodig om het glaspunt te verhogen. Dit gebeurt vaak in een oven of een warmwaterbad, afhankelijk van de aanbevelingen van de fabrikant. Tijdens het gloeiproces kunnen vervormingen optreden, dus wordt aangeraden de supportstructuren te laten zitten.

Koolstofvezel

Overzicht

PLA is slechts een van de filamenttypes die met koolstofvezels kunnen worden verrijkt. Andere types zijn PETG, nylon en ABS. Ongeveer 15% van koolstofvezel-PLA bestaat daadwerkelijk uit de kleine koolstofvezels. Hierdoor blijft het gemakkelijk te printen zoals PLA, terwijl de sterkte en stijfheid van koolstofvezels worden toegevoegd. Deze toevoeging maakt koolstofvezel-PLA echter ook brosser dan standaard-PLA, omdat de vezels zeer klein zijn en zich niet over lagen of wanden uitstrekken.

Toepassingen binnen 3D-printen

Objecten van koolstofvezel-PLA zijn populair bij hobbyisten van radiografisch bestuurbare modellen en drones vanwege de grotere sterkte en stijfheid. De koolstof zelf geeft het object ook een mooie halfglanzende uitstraling.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemakkelijk

Sterkte: hoog

Dichtheid: 1.3 g/cm³

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: hoog

Schurend vermogen: hoog

Vervormingen: minimaal
Krimp: 0.15-0.2%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 55-60c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: ja – onder optimale omstandigheden

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Nozzletemperatuur: 195-220c

Bedtemperatuur: uit–50 °C

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–100 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: niet aanbevolen
Nozzletype: gehard staal

Nozzlegrootte: 0,5 mm of groter

Varianten

De meest voorkomende varianten van koolstofvezel-PLA verschillen in de hoeveelheid toegevoegde vezels en in de kwaliteit en lengte van de vezels. De meeste leveranciers adviseren een nozzleformaat van 0,5 mm of groter, omdat de vezels door hun lengte kleinere openingen kunnen verstoppen.

Opslag

De opslagvereisten voor koolstofvezel-PLA zijn in principe hetzelfde als voor standaard-PLA: bewaar het op een koele, droge plaats, uit de buurt van direct zonlicht.

Voordelen

Als je op zoek bent naar een zeer stijf, sterk en licht PLA-materiaal en broosheid geen probleem vindt, is koolstofvezel-PLA net zo gemakkelijk te printen als standaard-PLA, met deze extra voordelen. 

Nadelen

Koolstofvezel is zeer schurend en de vezels kunnen standaardnozzles van 0,4 mm gemakkelijk verstoppen. Daarom wordt aangeraden geharde stalen nozzles van 0,5 mm of groter te gebruiken. Het is ook brozer en duurder dan PLA.

Geleidend

Overzicht

Geleidend PLA is een echt nicheproduct. Het heeft buiten het prototypen van elektrische schakelingen voor hobbyisten op de consumentenmarkt weinig toepassingen. Toch is het vanwege zijn bijzonderheid het vermelden waard.

Geleidend PLA wordt gemaakt met een hoog percentage geleidend materiaal, zoals grafeen en andere metalen, om de geleidbaarheid te verbeteren. Hiermee kun je met je 3D-printer ‘draden’ printen om schakelingen te maken en componenten met elkaar te verbinden, als prototype of als eindonderdeel. Houd er echter rekening mee dat de geleidbaarheid van dit type PLA bij lange na niet zo hoog is als die van koperdraad, zelfs niet bij een fractie van de dikte. Dit komt doordat er nog steeds een grote hoeveelheid PLA in het filament zit, die als isolator werkt.

Toepassingen binnen 3D-printen

Zoals al vermeld, is het hoofddoel ervan het maken en testen van prototypes van schakelingen door hobbyisten, omdat de duurzaamheid en geleidbaarheid beperkt zijn. Ook zijn de spanning en stroom die kunnen worden overgedragen beperkt, zelfs bij dikker of hoger printen, omdat lagen en wanden niet zo goed geleiden als een doorlopende extrusie. De prijs van dit filament varieert enorm, van ongeveer $30 USD tot meer dan $2.000 USD per kg.

Eigenschappen

Printbaarheid: gemiddeld

Sterkte: laag

Dichtheid: 1.15 g/cm³

Flexibiliteit: laag

Broosheid: hoog

Duurzaamheid: laag

Schurend vermogen: hoog

Vervormingen: minimaal
Krimp: 0.15-0.2%

Draadvorming: gemiddeld

Glaspunt: 55-60c

Bestendigheid tegen weersinvloeden: slecht. Gevoelig voor uv-straling, hitte en vocht.

Dampen: minimaal

Biologisch afbreekbaar: nee

Hygroscopisch: gemiddeld

Printinstellingen

Nozzletemperatuur: 130–235 °C (varieert sterk afhankelijk van de fabrikant)

Bedtemperatuur: uit–50 °C

Koelventilator: 50–100%

Behuizing: geen

Printoppervlak: schilderstape, PEI, glas, lijmstift enz.

Printsnelheid: 30–100 mm/s

Direct-drive-extruder: ja

Bowden-extruder: niet aanbevolen
Nozzletype: gehard staal

Nozzlegrootte: 0,5 mm of groter

Varianten

Het filament verschilt sterk wat betreft geleidbaarheid, toevoegingen, printtemperaturen en prijs. Er bestaat geen standaard voor de weerstand of de gebruikte toevoegingen. Lees daarom de productspecificaties en zoek naar beoordelingen en forums om vóór aankoop een idee te krijgen van het aanbod van elke leverancier.

Opslag

De opslagvereisten voor geleidend PLA zijn in principe hetzelfde als voor standaard-PLA: bewaar het op een koele, droge plaats uit direct zonlicht. Het is niet aanzienlijk hygroscopischer dan standaard-PLA.

Voordelen

Ideaal om snel en eenvoudig circuits met je 3D-printer te maken, je ontwerpen en concepten te testen en zelfs een eenmalig circuit te maken dat op geen enkele andere manier betaalbaar of snel te vervaardigen zou zijn.

Nadelen

De koolstof- en metaaltoevoegingen zijn extreem schurend en zullen een standaard messing nozzle zeer snel verslijten. De deeltjes zijn bovendien groot genoeg om de standaardopening van 0,4 mm te verstoppen. Daarom wordt een nozzle van gehard staal, of zelfs wolfraam, van 0,5 mm of groter sterk aanbevolen.  

Er moet ook worden opgemerkt dat geleidend filament alleen nuttig is voor elektronica en circuits met een laag vermogen en een lage spanning. Als de specificaties van de fabrikant worden overschreden, kan het filament smelten en verbranden, waarbij giftige en mogelijk kankerverwekkende dampen vrijkomen.

Conclusie

Zoals we aan het begin al aangaven, waren dit slechts de meest voorkomende van de schijnbaar eindeloze varianten van FLA-filament. Fabrikanten komen voortdurend met verschillende combinaties. Omdat deze allemaal op PLA zijn gebaseerd, zijn veel van de printeigenschappen hetzelfde, zoals we zagen: een behuizing is niet nodig, een verwarmd bed is in de meeste gevallen optioneel, de dampen zijn minimaal en printen is over het algemeen zeer eenvoudig.

 

De eigenschappen en printinstellingen moeten worden gebruikt als ‘startgids’ voor je printer en je filament. Elke printer is anders en elke filamentrol kan verschillen – zelfs van dezelfde fabrikant. Daarom wordt sterk aanbevolen om met elke rol enkele kleine testprints te maken voor temperatuur, koeling, snelheid en retractie, zodat je elke keer de best mogelijke print krijgt. 

En tot slot vind je hier een overzichtelijke tabel met alle eigenschappen en printinstellingen voor de filamenttypen die in dit bericht worden behandeld.

Veel plezier.