Er wordt gepraat over PLA

Tekst: Martin Björk Publicatiedatum: 3 november 2023

PLA (PolyLactic Acid) is nog steeds het meest gebruikte materiaal voor 3D-printen, ondanks de razendsnelle ontwikkelingen van zowel 3D-printers als filamenten in de afgelopen 7-8 jaar. Soms kan men zich afvragen hoe dit mogelijk is, aangezien PLA door velen als vrij saai wordt ervaren en het niet veel toepassingen heeft.

PLA is echter een onderschat materiaal is dat in werkelijkheid een veel grotere rol had kunnen spelen dan het al doet. Maar laten we bij het begin beginnen en bekijken wat PLA eigenlijk is. (dit wordt een beetje technisch)

1. De eerste stap in elke productie is natuurlijk de grondstof. In het geval van PLA is  de grondstof zetmeel gewonnen uit maïs of aardappelen. Het zetmeel wordt bewerkt en het deel dat polymelkzuur heet, wordt geïsoleerd; dit deel vormt de basis voor de productie van PLA.
   
   
2. Dit basismateriaal wordt gevormd tot kleine pellets of granulaat, en door middel van een polymerisatieproces (mooie woorden) worden monomeren (melkzuur) omgezet in polymeren (PLA).
   
   
3. Na dit proces moet het materiaal, nu PLA genoemd, zeer zorgvuldig worden gedroogd zodat de volgende stap een duurzaam materiaal van goed kwaliteit oplevert. Het is vaak in deze stap dat een "goed" filament zich onderscheidt van een minderwaardig filament. Ook in deze fase worden eventuele elementen toegevoegd die het materiaal specifieke eigenschappen geven. Het meest gebruikelijk zijn natuurlijk verschillende kleurpigmenten, maar PLA kan ook bijvoorbeeld houtpoeder bevatten voor een zeer realistische printkwaliteit. Er kunnen ook kleine hoeveelheden andere materialen worden toegevoegd, zoals PC (Polycarbonaat), om een extreem glanzend oppervlak te bereiken, zoals bij Prima Select Glossy en PolyLite van Polymaker.
   
   
4. In de volgende stap wordt het gedroogde PLA-materiaal, dat eventueel ook is gekleurd en dergelijke, in een extruder-machine geplaatst. In deze stap wordt het materiaal verwarmd en onder hoge druk door een smalle opening gedrukt. De meest voorkomende diameter van filament is zonder twijfel 1,75 mm en dit is ook de diameter die door de grootste fabrikanten zoals Raise3D, Creality, Bambu Lab enz. wordt aangenomen. Ook wordt PLA gemaakt in een van diameter 2,85 mm, en deze maat wordt gebruikt door fabrikanten zoals Ultimaker.
   
   
5. Wanneer het nu voltooide filament de correcte diameter heeft gekregen, is het belangrijk om het snel af te koelen zodat de maat en vorm behouden blijven. In veel moderne faciliteiten, zoals bijvoorbeeld waar 3D Primas filament wordt geproduceerd, worden lasers en andere instrumenten gebruikt om de diameter en "rondheid" van het voltooide filament te waarborgen. Als het filament niet voldoet aan de gestelde eisen, wordt het proces opnieuw uitgevoerd.
   
   
6. De laatste stap is het voltooien van het filament door het op spoelen te winden. Dit kan op enorme "master spools" of direct op kleinere rollen voor consumentengebruik, die meestal tussen de 250 gram en 5 kilo wegen.

Het is extreem belangrijk dat elke stap van het productieproces nauwlettend wordt gecontroleerd. Vaak gaat het hier mis of wordt er slordig gewerkt – maar het is ook wat uiteindelijk bepaalt of het eindproduct goed of alleen maar "oké" is. 3D Prima, Prima Creator en andere grotere fabrikanten zijn altijd trots geweest op hun vermogen om filamenten van zeer hoogwaardige kwaliteit te kunnen leveren aan zowel zakelijke klanten als particulieren, met behulp van geavanceerde productieprocessen en grondige kwaliteitscontroles.

PLA is een extreem veelzijdig materiaal dat zijn plaats op de markt heeft veroverd en dat vandaag de dag in veel verschillende toepassingen wordt gebruikt. Het is milieuvriendelijk en er komen geen onaangename dampen of deeltjes vrij tijdens het printen. Sommige gebruikers zeggen dat je een milde geur van popcorn kunt waarnemen tijdens het printen, en dat is iets wat waarschijnlijk de meeste mensen wel kunnen accepteren.

Als je PLA wil gebruiken voor contact met voedsel of voor speelgoed voor kinderen of dieren, moet je in gedachten houden om filament te kiezen dat kleurloos is en zonder toevoegingen, dit zijn materialen die vaak onder de naam "Clear" vallen. Alleen dan zijn er gegarandeerd geen kleurpigmenten of andere toevoegingen die een risico kunnen vormen.

Voor particulieren is PLA een goede keuze want het is ongevaarlijk, zeer gemakkelijk te printen en relatief goedkoop. PLA wordt geprint met relatief lage temperaturen en werkt vaak goed op printers zonder verwarmde bouwplaat, hoewel het een groot voordeel is om een verwarmde bouwplaat te hebben.

Voor de beste kans op een succesvolle print, moet men ook een soort "hechtingsmiddel" gebruiken. PrimaFix is uitstekend voor PLA en zorgt er niet alleen voor dat de print beter blijft zitten, maar ook dat het veel gemakkelijker is om de print van de bouwplaat te verwijderen wanneer deze klaar is.

PLA kan ook lange tijd worden opgeslagen, zolang het niet aan vocht wordt blootgesteld. Bedrijven gebruiken grote hoeveelheden PLA om prototypes te maken, waarbij de nadruk niet altijd ligt op sterkte als de belangrijkste eigenschap.

De conclusie is dus dat PLA waarschijnlijk de komende tijd, de ongekroonde koning van filament zal blijven.