Введение
Мир 3D-печати и экологичная упаковка для пищевых продуктов в качестве необходимых материалов использует полимолочную кислоту (PLA), PLA+ и кристаллизованную PLA (CPLA). Знание их отличий важно для выбора подходящего материала для вашего проекта. Такие биопластики привлекли к себе большое внимание благодаря своей экологичности и универсальности, став неотъемлемой частью современной 3D-печати и экологичной упаковки продуктов питания.
Чтобы добиться лучших результатов в применении материалов, очень важно понимать, какие виды материалов вы хотите использовать. Некоторые из популярных вариантов включают PLA, PLA+ и CPLA, которые имеют различные характеристики, подходящие для разных областей применения. От этого может зависеть, будете ли вы любителем или профессионалом, поэтому важно хорошо их знать. В этой статье мы расскажем о том, чем отличаются PLA, PLA+ и CPLA, чтобы вы могли принять взвешенное решение относительно вашего следующего проекта.
Что такое PLA?
PLA, или полимолочная кислотаЭто биоразлагаемый термопластик, получаемый из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал или сахарный тростник. Это один из наиболее часто используемых материалов в 3D-печати благодаря простоте применения и экологичности.
Характеристики PLA
- Простота печати: PLA известен своей низкой температурой плавления, что делает его удобным для печати на стандартных 3D-принтерах.
- Отделка поверхности: Он создает гладкие, глянцевые покрытия, идеально подходящие для прототипов и декоративных изделий.
- Биоразлагаемость: Будучи растительной основой, PLA поддается биологическому разложению в условиях промышленного компостирования.
- Низкая термостойкость: Одним из недостатков является его склонность к размягчению при низких температурах, что делает его непригодным для использования в высокотемпературных средах.
Преимущества PLA
- Недорогие и широкодоступные
- Минимальное искривление при печати
- Безопасен в использовании, не выделяет токсичных испарений
Ограничения PLA
- Хрупкий и склонный к растрескиванию под нагрузкой
- Ограниченная долговечность по сравнению с другими материалами
Что такое PLA+?
PLA+ - это улучшенная версия PLA, разработанная для устранения некоторых недостатков, присущих этому материалу. Производители добиваются этого путем добавления модификаторов, таких как ударопрочные полимеры или другие добавки.
Основные усовершенствования в PLA+
- Увеличение силы: PLA+ значительно прочнее и менее хрупкий, чем обычный PLA, что делает его более подходящим для изготовления функциональных деталей.
- Улучшенная термостойкость: Он может выдерживать чуть более высокие температуры, что делает его более универсальным.
- Улучшенная адгезия слоев: Повышенная адгезия обеспечивает меньшее количество отказов при печати и лучшую структурную целостность.
Применение PLA+
- Долговечные прототипы
- Функциональные детали, требующие большей прочности, чем может обеспечить PLA
- Модели со сложным дизайном
Что такое CPLA?
CPLA, или кристаллизованный PLA, - это модифицированная версия PLA, которая подвергается кристаллизации для повышения термостойкости и улучшения структурных свойств. Часто используется в одноразовая посуда и термостойких изделий, CPLA является более прочным материалом, чем стандартный PLA.
Характеристики CPLA
- Высокая термостойкость: Благодаря кристаллизации CPLA может выдерживать температуру до 100°C и выше.
- Биоразлагаемый: Как и PLA, CPLA также производится из возобновляемых ресурсов и разлагается при определенных условиях.
- Прочность и долговечность: Он обладает улучшенными механическими свойствами по сравнению с PLA.
Применение CPLA
- Безопасные для пищевых продуктов предметы, такие как Столовые приборы CPLA и упаковка для пищевых продуктов
- Детали, требующие повышенной термической стабильности
Сравнение: PLA, PLA+ и CPLA
| Недвижимость | PLA | PLA+ | CPLA |
|---|---|---|---|
| Прочность | Умеренный | Высокий | Высокий |
| Температурная стойкость | Низкий (до 60°C) | Умеренный (до 80°C) | Высокая (до 100°C) |
| Гибкость | Низкий | Улучшенный | Улучшенный |
| Биоразлагаемость | Только промышленное компостирование | Только промышленное компостирование | Только промышленное компостирование |
| Простота печати | Очень легко | Легко | Умеренный |
| Стоимость | Низкий | Немного выше | Выше |
Какой материал выбрать?
Выбор подходящего материала зависит от требований вашего проекта:
- Выберите PLA для базовых моделей, прототипов и декоративных изделий.
- Выберите PLA+ когда важны долговечность и прочность.
- Используйте CPLA для термостойких предметов, таких как посуда или функциональные детали, подвергающиеся воздействию высоких температур.
Воздействие на окружающую среду
PLA, PLA+ и CPLA производятся из возобновляемых ресурсов, что делает их более экологичными вариантами по сравнению с пластмассами на основе нефти. Эти материалы разлагаются быстрее, чем традиционный пластик. Тем не менее, их способность разлагаться зависит от конкретных условий, таких как высокая температура, контролируемая влажность и активность микроорганизмов, характерная для промышленных предприятий по компостированию. Это означает, что они могут неэффективно разлагаться при утилизации на обычных свалках или в домашних компостных установках, ведя себя так же, как и обычные пластики, находясь в таких условиях.
Для оптимизации экологических преимуществ этих веществ важны надлежащие методы утилизации и переработки. При условии правильного сбора и обработки PLA и CPLA могут периодически перерабатываться в новые биопластиковые продукты. Однако загрязнение другими пластиками или неспособность отделить биопластики в потоках рециклинга могут создать определенные трудности. Кроме того, в зависимости от конкретной рецептуры, добавки, содержащиеся в PLA+, могут повлиять на возможность его переработки или компостирования. Следовательно, пользователям следует придерживаться местных инструкций по переработке и изучить доступные системы утилизации отходов, такие как компостирование, отдавая предпочтение материалам, которые сочетаются с ним для уменьшения негативного воздействия на окружающую среду.
Практические советы по использованию PLA, PLA+ и CPLA в 3D-печати
- Настройки печати:
- PLA: более низкие температуры (180-220°C)
- PLA+: Немного более высокие температуры (200-230°C)
- CPLA: Необходимы корректировки для настроек кристаллизации
- Избегайте деформации: Для лучшей адгезии используйте подогретую кровать (около 50-60°C).
- Постобработка: Шлифовка и покраска хорошо подходят для всех трех материалов для улучшения эстетики.
Можно ли использовать PLA, PLA+ и CPLA в производстве одноразовой посуды или пищевой упаковки?
Да, PLA, PLA+, и CPLA может быть использован в одноразовая посуда или упаковка для пищевых продуктовНо их пригодность зависит от конкретного применения и свойств материала. Вот примерная схема:
| Недвижимость | PLA | PLA+ | CPLA |
|---|---|---|---|
| Термостойкость | ~50-60°C | ~60-70°C | ~85-100°C |
| Пригодность | Холодные продукты и напитки | Теплая еда и напитки | Горячая еда, напитки и посуда |
| Общие приложения | Чашки, крышки, контейнеры для холодных продуктов | Прочная посуда, упаковка для теплых продуктов | Крышки для горячих напитков, столовые приборы, контейнеры для еды |
| Долговечность | Хрупкий; может сломаться под нагрузкой | Прочнее и долговечнее, чем PLA | Высокопрочный, выдерживает сильное нагревание |
| Стоимость | Самый доступный | Немного дороже, чем PLA | Более высокая стоимость по сравнению с PLA и PLA+ |
| Биоразлагаемость | Возможность компостирования на промышленных предприятиях | Компостируемый, но может меняться в зависимости от добавок | Возможность компостирования на промышленных предприятиях |
| Безопасность пищевых продуктов | Подходит для сертифицированных холодных применений | Подходит для сертифицированных теплых приложений | Идеально подходит для сертифицированных горячих применений |
| Ключевые преимущества | Экологичный, доступный | Повышенная прочность, универсальность | Термостойкость, структурная целостность |
| Основные ограничения | Деформируется при нагревании; хрупкий | Добавки могут влиять на компостируемость | Более высокая стоимость |
Рекомендация:
- Холодное применение: Выберите PLA.
- Теплые аппликации: Выберите PLA+ для дополнительной прочности и умеренной термостойкости.
- Горячие приложения: Используйте CPLA для оптимальной работы.
Проблемы и ограничения
- PLA и PLA+ могут разрушаться под длительным воздействием ультрафиолета.
- CPLA требует осторожного обращения для достижения кристаллизованного состояния.
- Биоразложение ограничено специальными промышленными компостными установками, что делает утилизацию менее простой.
Будущее PLA, PLA+ и CPLA
Ожидается, что благодаря продолжающимся исследованиям в области биопластиков эти материалы станут еще более универсальными, долговечными и доступными. Инновации могут включать в себя ускоренное биоразложение, улучшенные тепловые свойства и более широкое применение.
Заключение
PLA, PLA+ и CPLA обладают уникальными преимуществами. От стандартных моделей до функциональных прототипов и термостойких изделий - эти материалы обеспечивают гибкость для широкого спектра проектов 3D-печати. одноразовая пищевая упаковка. Понимая их различия, вы сможете выбрать лучший материал для своих нужд и внести свой вклад в более устойчивое будущее.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
- Каковы основные различия между PLA и PLA+?
PLA+ прочнее, долговечнее и обладает лучшей термостойкостью по сравнению с PLA. - Является ли CPLA лучше PLA по термостойкости?
Да, CPLA обладает значительно более высокой термостойкостью благодаря своей кристаллической структуре. - Можно ли использовать PLA+ на любом 3D-принтере, поддерживающем PLA?
В целом, да, но для достижения оптимальных результатов вам может потребоваться изменить температурные настройки. - Насколько экологичен CPLA по сравнению с PLA?
Оба материала производятся из возобновляемых ресурсов, но CPLA обладает повышенной прочностью, что позволяет сократить количество отходов. - Какой материал лучше всего подходит для начинающих 3D-печатников?
PLA - самый простой в использовании и рекомендуется для новичков.
