Die Abkürzung PLA ist vor allem im Bereich 3D-Druck omnipräsent. Das Filament ist sowohl bei Einsteigern als auch bei Profis äußerst populär. Die Gründe dafür sind ebenso vielseitig wie die Einsatzmöglichkeiten. Nicht zuletzt ist auch die Umweltverträglichkeit ein wichtiges Kriterium, denn PLA bietet eine gute Alternative zu anderen Kunststofffilamenten. Das nachfolgende Wiki bietet einen Fundus an Informationen zum PLA-Filament für den 3D-Druck und stellt ein allgemeines, inhaltlich wertvolles und kostenlose Kompendium zum PLA-3D-Druck dar, welches alle Fragen und Antworten zum PLA als Werkstoff aber auch als 3D-Drucker-Material liefert.
Doch was genau versteckt sich hinter dem Werkstoff, aus dem die Träume sind? Die Abkürzung PLA steht für Polylactid Acid. Polylactide sind allgemein auch unter dem Sammelbegriff Polymilchsäuren bekannt. Wie durch die Bezeichnung vielleicht schon zu erkennen ist, leitet sich der Ausdruck “poly” von der Bezeichnung “Polymer” ab. Was bedeutet, dass PLA zur Gruppe der Kunststoffe gehört, aber im Gegensatz zu vielen anderen Werkstoffen dieser Art aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Deshalb lässt sich PLA auch in die Kategorie Bioplastik einordnen.
Da es aber im Labor hergestellt wird, wird trotzdem von einem synthetischen Polymer gesprochen. Der große Unterschied besteht allerdings darin, dass der Kunststoff nicht auf Basis von Mineralöl, sondern aus Maisstärke (in manchen Fällen auch Zucker) gewonnen wird. Dieser wird zu Milchsäure fermentiert und im Anschluss daran zu PLA polymerisiert.
» ABS Wiki: Was ist ABS-Filament? Das große Kompendium zu ABS für den 3D-Druck
» PETG Wiki: Was ist PETG-Filament? Das große Kompendium zu PETG für den 3D-Druck
» TPU Wiki: Was ist TPU-Filament? Das große und kostenlose Kompendium zum TPU 3D-Druck
» PEEK Wiki: Was ist PEEK-Filament? Das große und kostenlose Kompendium zum PEEK 3D-Druck
» HIPS Wiki: Was ist HIPS-Filament? Das große und kostenlose Kompendium zum HIPS 3D-Druck
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Diese Text wird fortlaufend aktualisiert. Der Text wurde zuletzt am 12.05.2021 aktualisiert. Der Text erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, soll aber eine umfangreiche und stetig wachsende Informationssammlung zum PLA-Filament aufbauen und die kostenlose Informationsrecherche ermöglichen. Helfen Sie mit und melden Sie uns ggf. Fehler oder weitere Informationen zu PLA.
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Inhalt:
PLA-Spezifikation
| Fachliche Bezeichnung | Polylactide |
| Allgemeine Einordnung | Polymere |
| Fachspezifische Klassifizierung | Synthetische Polymere (Untergruppe von Polyester) |
| 3D-Druckverfahren | FDM/FFF |
| Hitzebeständigkeit/Formstabilität | Bis max. 65 Grad Celsius |
| Baustoffklasse | B1 (schwer entflammbar) |
| Vorteile |
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| Nachteile |
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PLA im Alltag
Natürlich ist PLA aufgrund seiner Eigenschaften als Biokunststoff in der Regel nicht ganz so widerstandsfähig wie Plastik auf Mineralölbasis. Dennoch gibt es neben der Anwendung als Filament im 3D-Druck zahlreiche Industriezweige und Anwendungsbereiche, in denen vermehrt auf diesen Werkstoff gesetzt wird. Vor allem da, wo kurzlebiger Kunststoff von Vorteil ist und die Umwelt nach der Verwendung nicht langfristig belastet, wie zum Beispiel:
- in der Lebensmittelindustrie für kurzlebige Verpackungen
- Verpackungsmaterialien wie zum Beispiel Luftpolsterfolie, Tragetaschen, Klebeband
- als Bestandteil von Verbrauchsmaterialien im Pflege- und Schönheitsbereich, wie zum Beispiel Wattestäbchen, Windeln, Hygieneartikel
- im technischen Bereich, wie zum Beispiel Handy- oder PC-Gehäuse
- nützlich in der Landwirtschaft, zum Beispiel Mulchfolien, die nach der Ernte nicht wieder entfernt werden müssen
- unterstützend bei medizinischen Eingriffen, wie zum Beispiel sich auflösende Implantate, die vom Körper nach einer gewissen Zeit absorbiert werden
- in der Textilbranche findet PLA Anwendung als Füllmaterial und Nähgarn
- auch andere Alltagsgegenstände werden zunehmend aus PLA hergestellt, wie zum Beispiel Büromaterialien (Hefter, Kugelschreiber und Co), Spielzeug, Dekoelemente etc.
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PLA als Werkstoff
Polylactide wie PLA bieten eine Reihe interessanter Eigenschaften, welche im 3D-Druck umfassende Anwendungsmöglichkeiten bieten, jedoch auch mit einigen Schwächen einhergehen. Hier spielen beispielsweise Verformung bei niedrigen Temperaturen sowie das hohe Maß an Hygroskopie eine tragende Rolle. Je nach Hersteller und Preis unterscheiden sich die Filamente in ihrer Qualität und Druckbarkeit. Das wirkt sich letztendlich auf das Endergebnis aus und bedarf ein gewisses Grundverständnis über Material, Verarbeitung und Lagerung.
Materialeigenschaften und Herstellung
Wie anfangs schon erwähnt, besteht PLA in der Regel aus Maisstärke, die zu Milchsäure fermentiert und im Anschluss daran zu PLA polymerisiert. Dabei entsteht ein transparentes, kristallines Material – mit folgenden Stoffeigenschaften:
- in reiner Form biokompatibel und lebensmittelecht
- kratzfeste Oberflächenbeschaffenheit
- geeignet für Extrusion, Spritzguss, Schmelzspinnen, aber auch Pressen
- beständig gegenüber Ölen, Fetten und Alkohol
- hohe Transparenz
- Farbechtheit
- UV-Beständigkeit
- geringe Geruchsbildung beim Verarbeiten
- stoffdurchlässige Struktur
In der praktischen Anwendung besitzen sowohl das Filament als auch Objekte aus PLA eine hygroskopische Eigenschaft. Das heißt, dass sie überdurchschnittlich viel Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnehmen. Das stellt zwar bei Druckerzeugnissen in der Regel kein Problem mehr dar, jedoch sind vor allem minderwertige Filamente bei falscher Lagerung schon nach kurzer Zeit unbrauchbar.
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Qualitätsunterschiede bei Filamenten
Immer wieder locken Anbieter mit kostengünstigen Filamenten. Gerade in Bezug auf PLA kann es hier jedoch zu einer bösen Überraschung kommen. Qualitativ minderwertige Filamente ziehen in der Regel noch mehr Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft als qualitativ höherwertige. Als Folge brechen die Polymerketten auseinander und es werden Wassermoleküle in die Zwischenräume eingelagert. Beim Druckvorgang sorgt das für Tröpfchen- und Schaumbildung an der Extruderdüse. Der Drucker liefert dann keinen kontinuierlichen Faden mehr. Das Resultat: Die Ausgabe des Druckerzeugnisses wird uneben und fehlerhaft.
Bei korrekter Lagerung lässt sich die Feuchtigkeitsaufnahme von PLA auf ein Minimum reduzieren. In den meisten Fällen ist es bereits ausreichend, das Filament in luftdichten Behältern aufzubewahren. Durch die Zugabe eines geeigneten Trocknergranulats bleibt der Werkstoff sogar noch länger haltbar.
Ein weiterer Qualitätsunterschied lässt sich im planen Durchmesser des Filaments erkennen. Bei Unreinheiten oder Schwankungen kann die Druckdüse verstopfen. Qualitativ hochwertige Produkte sind außerdem sorgfältig und präzise auf die Spule gewickelt, sodass ein gleichmäßiges Abrollen ermöglicht wird.
Nicht zuletzt sollte auch ein Augenmerk auf die Inhaltsstoffe gelegt werden. Zahlreiche Hersteller, vorwiegend aus dem asiatischen Raum, nennen diverse (oftmals gesundheitsschädliche) Zusatzstoffe nicht namentlich. Wer auf reines PLA setzen möchte, sollte auf Produkte aus der EU zurückgreifen.
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Umweltverträglichkeit von PLA
PLA ist nicht nur aus natürlichen Rohstoffen hergestellt, sondern auch biologisch abbaubar. Im Gegenzug zu herkömmlichen Kunststoffen wird der Werkstoff bei diesem Prozess vollständig zersetzt. Das heißt, es entstehen keine Mikroplastikpartikel, die in der Umwelt verbleiben. Das ist einer der Gründe, weshalb das Material als lebensmittelecht und gesundheitlich unbedenklich eingestuft wird. Einige Hersteller führen sogar Filamente, welche aus 100 % recyceltem PLA hergestellt werden. Diese Sonderform, bekannt als R-PLA, will den 3D-Druck umweltfreundlicher gestalten und einen möglichst geringen ökologischen Fußabdruck hinterlassen.
Der verwendete Mais, der zur Herstellung von PLA notwendig ist, wird vorwiegend auf minderwertigen Bodenflächen kultiviert. Aktuell stellt der Anbau noch kein Problem dar, zukünftig könnte dieser aber durch die Ausdehnung von Ackerflächen mit der Nahrungsmittelherstellung konkurrieren.
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Vor- und Nachteile von PLA im 3D-Druck
Unterm Strich ist PLA nicht nur ein überaus einsteigerfreundliches Filament, sondern auch für ambitionierte 3D-Druck-Ambassadore geeignet. Es kann faktisch mit fast jedem 3D-Drucker verwendet werden und deckt einen großen Temperaturbereich (180 bis 230 °C) während der Verarbeitung ab. Das spart Energie beim Druckvorgang und ermöglicht ein schnelleres Ergebnis. Ebenso ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass das Modell oder die Düse während des Drucks zu sehr abkühlen und neu aufgeheizt werden müssen.
Beim PLA-Druck spielt die Verformung des Druckobjekts, das sogenannte Warping, nur eine untergeordnete Rolle. Dieses Phänomen entsteht durch ungleichmäßiges Abkühlen der Druckplatte. Da bei diesem Material aber meist keine Heizplatte genutzt wird, kommt Warping äußerst selten vor.
Erst bei Objekten mit größerer Grundfläche ist der Einsatz einer Heizplatte sinnvoll. PLA ermöglicht im Gegensatz zu ABS oder anderen Materialien einen präziseren Druck. Vor allem, wenn exakte Maße erforderlich sind, erweist sich diese Eigenschaft als besonderer Vorteil.
Eine große Schwäche von PLA liegt in der Hitzeempfindlichkeit. Objekte aus PLA werden unbehandelt bereits bei Temperaturen von rund 60 °C weich. Aus diesem Grund ist ein Einsatz in Gebieten, in welchen mit größerer Hitze zu rechnen ist, nicht zielführend. Außerdem eignen sich Objekte aus Polyactiden zwar für die Verwendung und Lagerung von Lebensmitteln, aber nur für einen sehr begrenzten Zeitraum.
Weitere Vor- und Nachteile im Überblick:
| Vorteile PLA | Nachteile PLA |
| + Nicht nur einsteigerfreundlich, sondern auch für fortgeschrittene Anwender geeignet. | – Hitzeempfindlich (ab ca 60 °C) und nur beschränkt in warmer Umgebung einsetzbar. |
| + Biologisch abbaubar nach DIN EN 13432. | – Relativ porös / stoffdurchlässige Struktur. |
| + Relativ kostengünstige biokompatible Alternative zu anderen Filamenten. | – Hohe Festigkeit / nicht flexibel. |
| + In großem Temperaturbereich druckbar (180 – 230 °C). | – Hygroskopische Eigenschaften. |
| + Der Einsatz einer Heizplatte ist nicht erforderlich. | – Nicht sonderlich UV- und witterungsbeständig. |
Für einwandfreie 3D-Druckerzeugnisse gilt es, diverse Druckeinstellungen zu beachten und sich Schritt für Schritt an einen optimalen Workflow heranzutasten. Je nach Druckermodell weichen einzelne Parameter voneinander ab, sodass die Tipps im nächsten Abschnitt eine solide Basis für ein gelungenes Projekt bilden.
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PLA in der Praxis – Tipps für den 3D-Druck mit PLA
Einsteigerfreundlich, gesundheitlich unbedenklich und kostengünstig. Der Stoff, der kreative Träume in die Realität holt, will jedoch trotzdem richtig verarbeitet werden und setzt einiges an Vorwissen voraus. Im Vergleich zu anderen Materialien wie ABS oder diversen Verbundwerkstoffen punktet PLA jedoch mit einfacher Handhabung und (meist) frustfreien Druckerzeugnissen.
Ein gelungenes Druckergebnis wird aber nicht mit einer alles umfassenden Standardeinstellung erreicht, sondern ist meist das Resultat einer Reihe an Experimenten mit dem eigenen Drucker. Es gilt, die optimalen Einstellungen für Filament und Drucker zu finden.
Die 3 beliebtesten PLA-Filamente für Anfänger und Profis
Bestseller Nr. 1
- 【Höhere Zähigkeit und Schlagfestigkeit】Hat eine höhere Schlagfestigkeit und weniger Sprödigkeit und Verformung als normales PLA. Bessere Kühlwirkung und eine höhere Erfolgsquote beim Drucken von hängenden Modellen.
- 【Less Knotted & Cleanly Wound】Vollständig mechanisch gewickelt und strenge manuelle Inspektion gewährleisten, dass die Fäden sauber gewickelt sind, was Verwicklungen und Verhedderungen reduziert. Nimmt Pappspule für mehr Umweltfreundlichkeit an.
- 【Perfekte Genauigkeit & Konsistenz】Ein präziser Produktionsprozess garantiert Filament mit einem Durchmesser von 1,75 mm und einer Genauigkeit von +/- 0,02 mm, was eine reibungslose und konsistente Filamentzufuhr gewährleistet.
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- ①【Vorteile PLA+】PLA+ ist stärker als normales PLA, besitzt kräftigere Farben und hat viele Vorteile, wie keine Verstopfung / keine Blasen / kein Verhedern / kein Warping (lösen von der Druckplattform)/ kein Stringing (zieht keine Fäden) / es ist einfach zu nutzen und besitzt eine bessere Haftung einzelner Schichten.
- ②【Neatly Wound Filament&reibungsloser Druck】SUNLU 3D-Druckerfilament, perfekte Rundheit und sehr enge Durchmessertoleranzen, gute Wicklung, keine Überlappung oder Verwicklung. Gleichmäßige und konsistente Zuführung ohne Verstopfung von Düsen oder Extrudern. Verbessert die Erfolgsquote beim 3D-Druck.
- ③【Maßgenauigkeit und Konsistenz】 Volle mechanische Wicklung und manuelle Inspektion stellen sicher, dass diese SUNLU PLA PLUS PLA+ Filamente strenge Toleranz haben, mit 1.75mm Durchmesser und Maßgenauigkeit +/-0.02 mm
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- 3.Druck Temperatur: 190-220℃;
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Die richtigen 3D-Drucker-Einstellungen für PLA-Filament
Die optimale Drucktemperatur unterscheidet sich von Drucker zu Drucker. Hier gilt es, eigene Erfahrungen zu sammeln. Für einen brauchbaren Vergleich kann dasselbe Objekt mehrmals in verschiedenen Temperaturen gedruckt werden. In einigen Druckprogrammen lässt sich für die erste Schicht eine abweichende Temperatur festlegen, sodass das Objekt besser auf der Heizplatte haftet. Akzeptable Ergebnisse lassen sich bereits bei einer Erhöhung von circa 5 °C erreichen.
Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die Druckgeschwindigkeit beziehungsweise der Vorschub. Die Druckersoftware beziehungsweise der sogenannte Slicer bietet hier meist vielfältige Optionen und gleich mehrere Geschwindigkeiten, je nach Aktion. Hier geht es zusammengefasst hauptsächlich darum, sich an die optimale Geschwindigkeit für den genutzten Druckertyp heranzutasten. Dabei gilt, je langsamer (bis zu einem bestimmten Grad) sich der Extruder bewegt, umso sauberer das Ergebnis. Gegebenenfalls lässt sich hier an sichtbaren Flächen die Geschwindigkeit verringern, während innen liegendes Füllmaterial oder die Stützkonstruktion in rasanterem Tempo gedruckt werden.
Die Schichtstärke beziehungsweise -höhe definiert im Groben die Auflösung des 3D-Modells. Je niedriger diese ausfällt, umso länger dauert jedoch auch der Druckvorgang. Wird zum Beispiel die Schichtdicke halbiert, verdoppelt sich die benötigte Zeit. Dieser Wert sollte den Durchmesser der Düse unabhängig vom verwendeten Material jedoch keinesfalls überschreiten.
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Druckbett und Haftung
Aufgrund der geringen Drucktemperatur von PLA ist die Verwendung eines Heizbetts nicht in jedem Fall notwendig. Wichtig ist nur, dass die erste Schicht fest an der Druckplatte fixiert wird, sodass sich das Modell im späteren Verlauf nicht verschieben kann. Passiert dieses sogenannte Warping dennoch, empfiehlt sich der Einsatz einer Heizplatte, welche bei PLA auf etwa 60 bis 65 °C eingestellt wird.
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Weiterverarbeitung von gedruckten Objekten
Die Nachbearbeitung oder Weiterverarbeitung von PLA-gedruckten Objekten gestaltet sich oftmals schwierig. Zwar ist es ohne Weiteres möglich, die Druckerzeugnisse im Anschluss zu bemalen, kleben oder abzuschleifen. Arbeiten wie Fräsen oder Bohren sollten aber, wenn unbedingt notwendig, nur mit großer Vorsicht durchgeführt werden, da PLA sehr spröde ist und das Objekt leicht brechen kann.
Während bei ABS zur Oberflächenglättung Aceton eingesetzt werden kann, ist das bei PLA nicht der Fall. PLA ist nämlich acetonbeständig und wird davon nicht aufgeweicht. Für glatte Ergebnisse eignen sich in diesem Fall Sprühspachtel oder Epoxidharz, jeweils in mehreren Schichten. Letztere müssen vor dem Bemal- oder Lackiervorgang jedoch grundiert werden.
Objekte aus PLA werden am besten mit Acrylfarbe und Pinsel bemalt. Mit großzügigem Farbauftrag lassen sich sogar noch feine Unebenheiten glätten. Wichtig hierbei ist, ausreichend Trockenzeit einzuplanen. Sprüh- und Effektlacke bilden ebenfalls eine Option, sind aber so dünn, dass hier selbst kleinste Rauheiten sichtbar bleiben. Die Trocknung dauert bei Lacken noch länger. Im 3D-grenzenlos Magazin findet sich ein umfangreiches Tutorial zum Bemalen von 3D-gedruckten Objekten.
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Emissionen beim Druck
Aufgrund der größtenteils natürlichen Inhaltsstoffe von PLA sind beim Druck keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen notwendig. Filamente aus nicht EU-Herkunft können aber beispielsweise gesundheitsschädliche Additive enthalten, die nicht deklariert sind. In diesem Fall sollte der Raum gut gelüftet werden. Außerdem sollten sich während des Drucks keine Menschen in der Nähe des Druckers aufhalten.
Im Betrieb werden jedoch, wie bei anderen Materialien auch, flüchtige organische Verbindungen in die Umgebung emittiert. Dabei handelt es sich größtenteils um Lactide, deren Emissionsrate bei PLA jedoch im geringen einstelligen Mikrogrammbereich pro Minute liegt.
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Tipps zur längeren Haltbarkeit von PLA
Filamente im Allgemeinen und PLA im Speziellen sollten unter allen Umständen vor Feuchtigkeit geschützt werden. Deshalb ist es auch empfehlenswert, noch ungeöffnete Rollen erst direkt vor der Verarbeitung auszupacken. Bereits geöffnete Verpackungen lassen sich in luftdichten Behältern lagern. Für optimale Lagerbedingungen sorgt die Zugabe von Trocknungsgranulat. Ebenfalls für die Aufbewahrung eignen sich Vakuumbehälter, bei denen bequem per Staubsauger die Luft abgesaugt wird.
Ist es bereits zu spät und das Filament hat Wasser angezogen, gibt es dennoch Möglichkeiten, das Material wieder für den Druck aufzubereiten. Zum Beispiel kann PLA-Filament bei niedrigen Temperaturen im Backofen oder in einem Dörrautomaten getrocknet werden. Eine regelmäßige Kontrolle ist jedoch trotzdem notwendig, da sich das Material bereits bei niedrigen Temperaturen verzieht oder die Filamente ineinander verschmelzen. Für den industriellen Einsatz gibt es spezielle Filamenttrockner.
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SUNLU Filamenttrockner – Bestseller
- 【Verabschieden Sie sich von schlechtem 3D-Druck durch feuchtes Filament】 Das feuchte 3D-Druckfilament verursacht zu Saiten, Verstopfung, schlechter Haftung und Schichtverschiebung. SUNLU FDM 3D Filament Dryer Gehäuse kann während des Druckens trocknen, um Ihr 3D-Modell zu verbessern und die Auswirkungen der objektiven Umgebung auf den Druck von 3D-Filamenten zu reduzieren.
- 【 Personalisierte Temperatureinstellung 】 Der Benutzer kann die Temperatur der Trockenbox nach verschiedenen 3D-Filament-Typen, Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und anderen Faktoren anpassen. Einstellbarer Temperaturbereich 35 ℃ ~ 55 ℃. Geeignet für mehr als 20 Arten von 3D-Druck-Filamenten, die üblicherweise auf dem Markt verwendet werden
- 【Personalisierte Trocknungszeiteinstellung】 Die standardmäßige kontinuierliche Trocknungszeit der Trockenbox beträgt 6 Stunden, und Sie können die Trocknungszeit auch manuell einstellen. Der Zeiteinstellungsbereich beträgt 0 ~ 24 Stunden. Häufig verwendete 3D-Filament auf dem Markt unter normalen Umständen benötigen nur 3-6 Stunden Trocknen, um ein gutes Druckerlebnis und einen Druckeffekt zu erzielen.
PLA oder … ? – PLA im Vergleich mit anderen Filamenten
Neben PLA gibt es noch eine ganze Reihe anderer Werkstoffe, die im 3D-Druck verwendet werden, wie zum Beispiel ABS, TPU, PETG oder aber auch PLA+. Darüber hinaus gibt es natürlich noch weitere Kandidaten. Je nach Anforderungen an das zu druckende Objekt. Hier eine kleine Entscheidungshilfe:
PLA oder ABS?
Wer mit geringeren Schmelztemperaturen drucken möchte, dem sei PLA ans Herz gelegt. Der Werkstoff ist nicht nur unbedenklich, sondern auch wesentlich einfacher zu verarbeiten. Während der Schmelzpunkt von ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) zwischen 210 und 240 °C liegt, schmilzt PLA bereits zwischen 160 – 190 °C. Außerdem kann im Umgang mit PLA auf ein Heizbett verzichtet werden, was bei ABS nicht der Fall ist. Allerdings lassen sich mit ABS gedruckte Objekte im Nachgang besser bearbeiten, da das Material wesentlich schlagzäher ist als PLA. Der Biokunststoff hingegen punktet mit einer höheren Oberflächenhärte. Falls also keine höheren Anforderungen wie zum Beispiel Witterungsbeständigkeit oder Biegsamkeit an das Objekt gestellt werden, eignet sich PLA hervorragend.
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PLA oder TPU?
TPU (Thermoplastisches Polyurethan) erweist sich nicht gerade als anfängerfreundlich und sollte nur in Erwägung gezogen werden, wenn ein gewisser Grad an Erfahrung vorhanden ist. Jedoch ist das Material gesundheitlich auch relativ unbedenklich, ähnlich wie PLA-Filament. Der klare Vorteil von TPU liegt in der Flexibilität des Materials. Objekte lassen sich leicht biegen, was bei PLA nicht der Fall ist. Eine weitere Gemeinsamkeit der beiden Werkstoffe ist, dass sie beim Druck nicht zwingend ein Druckbett benötigen und UV-beständig sind. TPU ist aber deutlich witterungsbeständiger. Da es sich aber nicht um einen Biokunststoff handelt, ist es aber auch nicht biologisch abbaubar.
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PLA oder PETG?
PET (Polyethylenterephthalat) ist vielen Verbrauchern aus der Lebensmittelindustrie (z. B. PET-Flaschen) bekannt. Dabei handelt es sich um einen thermoplastischen Kunststoff. Angereichert durch Glykol wird dieser zu PETG. Dieser Werkstoff zeichnet sich besonders durch eine hohe Strapazierfähigkeit aus und ist deshalb wesentlich haltbarer als PLA. PLA hingegen ist aber deutlich formstabiler und auch die Oberflächenbeschaffenheit ist nicht so anfällig für Kratzer und Beschädigungen. Besonders geeignet ist PETG aber für Outdoor-Objekte, da es eine enorm hohe Witterungsbeständigkeit aufweist. Ein großer Wermutstropfen dabei ist aber, dass PETG nicht biologisch kompostierbar ist.
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PLA oder PLA+?
Die Eigenschaften von PLA und PLA+ lassen sich nicht so einfach vergleichen. Eigentlich gibt PLA+ Aufschluss darüber, dass dem reinem PLA weitere Stoffe beigemengt wurden, um besondere Anforderungen an die Stoffeigenschaften zu erfüllen. Soll heißen: Durch die Zugabe anderer Fasern oder anderer Kunststoffe werden zum Beispiel die Schlagfestigkeit, die Schmelztemperatur oder das Druckverhalten modifiziert. Aber Vorsicht, viele Hersteller nutzen den Begriff auch als Marketingmasche. Ist PLA wirklich durch andere Stoffe angereichert, ist es oft kein Biokunststoff mehr und damit auch nicht mehr biologisch abbaubar. Zudem verfällt in der Regel auch das Prädikat lebensmittelecht.
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PLA FAQ – Häufig gestellte Fragen und Antworten zu PLA für den 3D-Druck
Nachfolgend finden Sie eine Übersicht häufig gestellter Fragen und Antworten (FAQ) zum Werkstoff PLA und PLA als Filament für den 3D-Druck. Diese Liste wird fortlaufend aktualisiert und basiert größtenteils auf realen Benutzeranfragen, die uns als 3D-Druck-Experten im täglichen Austausch mit unseren Lesern und in den sozialen Netzwerken begegnen.
Welche Drucktemperatur bei PLA?
PLA wird bei 180-230 °C Drucktemperatur gedruckt. 200 °C ist eine gängige Standard-Drucktemperatur bei PLA. Die Drucktemperatur kann reduziert werden wenn besonders feine Stellen im Objekt zu viele Fäden aufweisen, die nachbearbeitet werden müssen. Bei Verwendung eines neuen PLA-Filaments gilt es bei einem Testdruck die optimale Drucktemperatur auszuprobieren, bevor mit einem mehrstündigen Objekt begonnen wird. Hier können die Herstellerangaben beachtet werden oder zunächst die Standard-Drucktemperatur für PLA von 200 °C verwendet werden.
Wie verbessere ich die Haftung bei PLA auf dem Druckbett?
Natürlich kann PLA mit einem 3D-Drucker verarbeitet werden, der ohne ein Heizbett auskommt. Allerdings gibt es hier oft Probleme mit der Haftung. Deshalb sollte ein sogenanntes „Raft“ mitgedruckt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, die Druckplatte vorab mit handelsüblichem Haarspray einzusprühen. Empfehlenswert ist es, einen 3D-Drucker zu nutzen, der mit einem Heizbett ausgestattet ist, oder ein solches nachzurüsten. Meist reicht für den Druck dann eine Heizplatten-Temperatur von 50 bis 75 Grad Celsius aus.
Da das PLA Filament oft zu langsam abkühlt, ist es sinnvoll, eine zusätzliche Kühlung bzw. Lüftung des Druckraums zu installieren. Ansonsten kann es vorkommen, dass die neue, vom 3D-Drucker aufgetragene Schicht mit der vorherigen verschmiert. Die Belüftung sollte allerdings gleichmäßig, das heißt von allen Seiten, erfolgen, damit sich das Objekt während des Drucks nicht verzieht.
Wer keine zusätzliche Lüftung installieren möchte, sollte unter Umständen eine langsamere Druckgeschwindigkeit wählen. Ob sich das Objekt auch ohne Kühlung realisieren lässt, hängt natürlich auch von der gewählten Düsenstärke und der Objektstruktur ab.
Ob das Objekt gelingt, hängt unter anderem von der ersten Schicht (dem ersten Layer) ab. Diese sollte immer in reduzierter Geschwindigkeit gedruckt werden. Besonders für Objekte mit geringer Fläche ist der Einsatz eines Rafts sinnvoll. Hierbei handelt es sich um ein Gitter, das der 3D-Drucker zuerst in Angriff nimmt und meist aus zwei oder drei unterschiedlich starken Schichten besteht, die in Gitterform gedruckt werden. Auf dieses Gitter wird dann das Objekt aufgedruckt und bekommt so eine bessere Haftung.
Hier einige weitere, von Makern empfohlene Möglichkeiten, die Haftung des PLA Filaments zu verbessern:
- Druckplatte (Glasplatte) mit Malerkrepp bekleben,
- Spiegelfliese als Druckplatte verwenden,
- unverdünnten Holzleim hauchdünn mit Spachtel auftragen und kurz antrocknen lassen,
- mit Wasser verdünnten Holzleim (auf Wasserbasis) auftragen,
- Kleber aus Uhu Magic Stick in drei Lagen über Kreuz aufstreichen und kurz mit Föhn erwärmen,
- Silicon Heater Bed zu verwenden.
- Verwendung einer BuildTak Druckeroberfläche.
- Nutzung einer FilaPrint Matte.
Bei der FilaPrint Matte hat der Hersteller eine Temperatur von 65 Grad vorgegeben. Nach dem ersten Layer sollte dann die Temperatur auf 60 oder gar 55 Grad gesenkt werden. Das Hot-end sollte dabei so kalt wie möglich bleiben. Oft wird hier PLA mit 190 bis 210 Grad gedruckt, manchmal auch mit weniger Temperatur.
Wie kann ich die Oberfläche bei PLA-gedruckten Objekten glätten?
Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Im Gegensatz zu ABS Filament, welches mit Aceton geglättet werden kann, ist dieses Lösungsmittel hier nicht geeignet, sondern würde das Objekt beschädigen. Dafür kann PLA mit THF (Tetrahydrofuran) geglättet werden. Auch hierbei handelt es sich um ein Lösungsmittel. Etwas THF wird dazu mit Hilfe von Wärme erhitzt und zum Dampfen gebracht. Das gedruckte Objekt wird auf einen Sockel aus Alufolie gelegt, darf aber nicht direkt mit der Flüssigkeit, sondern nur mit den Dämpfen in Kontakt kommen. Es ist darauf zu achten, dass dieser Dampf nicht eingeatmet wird. Das Tragen von Handschuhen ist Pflicht. Zugleich sollte auf eine gute Belüftung des Raumes geachtet werden. THF soll genauso gefährlich sein wie Aceton.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, etwas THF auf ein Stück Stoff zu geben und damit die Oberfläche des gedruckten Objektes zu polieren.
Einige Maker äußerten auch, dass sich PLA auch mit Dichlormethan und Chloroform glätten lässt. Diese sind ebenfalls dampfglättend. Generell sollte aber auch hier auf eine gute Belüftung geachtet und Handschuhe getragen werden. Wer sich für Chloroform entscheidet, sollte das Objekt danach noch mit einem Lack versehen. Ansonsten kann es vorkommen, dass die Oberfläche auch später noch Schaden nimmt.
Manch einer empfiehlt auch, die Oberfläche mit einem Heißluftföhn vorsichtig zu erhitzen und sie dann manuell zu glätten.
Andere wiederum haben sich dazu entschieden, ein Kunstharz aufzusprühen, welches meist innerhalb von 24 Stunden aushärtet. Zu diesen Kunstharzen gehört unter anderem Expositharz.
Wie kann ich PLA kleben?
Auch hier gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bestehen beide Teile aus PLA, besitzen eine etwas größere Oberfläche und wurden noch nicht geglättet, so ist Aceton hervorragend geeignet. Die zu klebenden Seiten werden hierzu einfach mit flüssigem Aceton bestrichen und dann ein paar Minuten zusammengedrückt. Danach halten sie äußerst fest, wie man beispielsweise in diesem Video sehen kann: <iframe width=“854″ height=“480″ src=“https://www.youtube.com/embed/VZUfq0yrtv4″ frameborder=“0″ allow=“autoplay; encrypted-media“ allowfullscreen></iframe>
Neben Aceton gibt es aber auch noch einige ungefährlichere Substanzen, die zum Verkleben genutzt werden könne. Dazu gehören beispielsweise
- Sekundenkleber,
- Alleskleber,
- Weitere lösungsmittelfreie Klebstoffe,
Empfohlen werden unter anderem der mittelvisköse Sekundenkleber aus Cyanacrylat von 2Construct.
Wie weit sollte der Abstand zwischen Extruder/Nozzle und Druckplatte sein?
Um ein optimales Druckergebnis zu erzielen, muss natürlich auch der Abstand zwischen Extruder bzw. Nozzle und Druckplatte passen. Dieser sollte so ausgewählt werden, dass genau noch ein Blatt Thermopapier (beispielsweise ein Kassenbon) dazwischen passt, ohne Schaden zu nehmen. Das gilt natürlich nicht nur für den Druck mit PLA, sondern auch mit anderen Filamenten, beispielsweise ABS, HIPS und dergleichen mehr.
Was kann ich tun, wenn das PLA feucht geworden ist?
Normalerweise ist PLA bekannt dafür, dass es nur wenig Feuchtigkeit aufnimmt. Das kommt aber unter anderem auf die Qualität des Materials und dessen Lagerung an. Ist es etwas feucht geworden, zeigt sich dies beim Drucken unter anderem durch eine Bläschenbildung oder durch Knistern. Maker berichten, dass sie ihr feuchtes PLA für etwa 1,5 Stunden bei 50 Grad in den Backofen gelegt haben. Dabei ist aber auch auf die Herstellerangaben zu achten, in denen aufgeführt ist, bis zu welcher Temperatur das Material hitzebeständig ist.
Eine weitere, aber etwas langwierigere Möglichkeit, PLA und anderes Filament zu trocknen, ist der Einsatz von Trockengranulat. Dieses ist beispielsweise bei verschiedenen Warensendungen öfter enthalten. Auch den neuen Filamentpackungen liegt es oft bei. Dieses Granulat ist aber auch separat erhältlich und wird gemeinsam mit dem feuchten Filament in eine Zippertüte gepackt und verschlossen. Nach einigen Tagen wurde die Feuchtigkeit vom Granulat aufgenommen.
Was sollte ich bei der Lagerung von PLA und anderen Filamenten beachten?
Filament, das Sie noch nicht benötigten, sollte bis zur ersten Nutzung im Originalkarton verbleiben. Rollen bzw. Spulen, die schon eingesetzt wurden, aber noch Material enthalten, verpacken Sie am Besten in einem Folienbeutel mit ZIP-Verschluss. Diesen Beutel wiederum können Sie beispielsweise in einer großen Kunststoffbox lagern. Damit Sie sehen, welche Materialien sich in der Box befinden, wählen Sie am Besten ein durchsichtiges Modell. Dieses sollten Sie aber vor der direkten Sonneneinstrahlung geschützt aufbewahren, sofern möglich bei Raumtemperaturen. Steht sie zu kalt, könnte das Material mit der Zeit brüchig werden.
Wer mit mehreren Materialien gleichzeitig druckt, kann sich beispielsweise auch eine Halterung anfertigen, auf der mehrere Spulen Platz finden. Aber auch hier sollte darauf geachtet werden, dass sie nicht mit Feuchtigkeit in Kontakt kommen.
Sinnvoll ist es zudem, die Spulen nach dem jeweiligen Filament zu sortieren und aufzubewahren. So müssen Sie nicht lange suchen, wenn Sie das nächste Mal anstelle von PLA lieber ABS, HIPS, PETG oder ein flexibles Filament verwenden möchten.
Welche Vor- und Nachteile hat PLA gegenüber ABS?
Immer wieder kommt diese Frage in den verschiedensten Foren auf. Hier möchten wir kurz auf die unserer Meinung nach wichtigsten Vor- und Nachteile eingehen.
Vorteile von PLA gegenüber ABS:
PLA kann auch von 3D-Druckern verarbeitet werden, die über kein beheiztes Druckbett verfügen. Es handelt sich zudem um einen natürlichen Rohstoff, dem einige Additive beigefügt wurden, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. PLA besitzt genau wie ABS eine hohe UV- und Witterungsbeständigkeit. Im Gegensatz zu ABS kommt es aber kaum zu einem Warping der ersten Schichten (Layer). Von Vorteil ist auch, dass die Geruchsbelästigung während des Drucks deutlich geringer ausfällt als bei ABS. Drucker, die ABS verarbeiten, sollten deshalb über einen geschlossenen Bauraum und Filtersystem verfügen. Als vorteilhaft haben sich auch die geringe Feuchtigkeitsaufnahme und die hohe Oberflächenhärte erwiesen.
Nachteile von PLA gegenüber ABS:
Der große Nachteil von PLA liegt in der geringen Formstabilität. Bereits ab einer Temperatur von 65 Grad Celsius weicht das Material auf. Zudem ist es acetonbeständig und erreicht, im Gegensatz zu ABS, nur eine mittelmäßige Schlagzähigkeit. ABS lässt sich im Vergleich zu PLA mit höheren Temperaturen sowohl des Druckbetts als auch der Düse verarbeiten.
Sollten Sie noch weitere Fragen zu PLA haben, so können Sie gern die Kommentarfunktion unter diesem Beitrag nutzen. Wir werden dann versuchen, Ihre Fragen so gut wie möglich zu beantworten. Vielleicht übernehmen wir später auch einen Teil der Fragen in diesen Beitrag.
Ist PLA biologisch abbaubar?
Nach DIN EN 13432 handelt es sich bei PLA um einen biologisch abbaubaren Kunststoff, der aus Maisstärke (manchmal aber auch Zucker) gewonnen wird. Das bedeutet allerdings nicht, dass PLA wie kompostierbare Küchenabfälle behandelt werden können, denn in der Umwelt hat der Kunststoff nichts zu suchen. PLA lässt sich am besten in der industriellen Kompostierung biologisch abbauen. Der Grund dafür sind die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, dass sich das Material zersetzt. Ausschlaggebend ist ein Zusammenspiel unter anderem aus Temperatur, Feuchtigkeit und Mikroorganismen. Wird PLA in der Umwelt entsorgt, benötigt es in der Regel auch längere Zeit, um sich vollständig zu zersetzen.
Ist PLA Plastik?
PLA (Polyactid) gehört zur Gruppe der Kunststoffe und da diese unter dem umgangssprachlichen Begriff ‚Plastik‘ zusammengefasst werden, ist auch PLA Plastik. Allerdings wird PLA aus nachhaltigen Rohstoffen (Maisstärke, manchmal aber auch Zucker) gewonnen. Deshalb handelt es sich dabei auch um einen sogenannten Biokunststoff, der unter bestimmten Voraussetzungen biologisch abbaubar ist.
Ist PLA schädlich?
PLA ist weniger schädlich als andere Filamente, die im 3D-Druck zum Einsatz kommen. Es werden zwar auch Mikropartikel und Gase bei der Verarbeitung freigesetzt, jedoch in einem viel geringeren Maße, als es bei anderen Filamenten der Fall ist. Gerade deshalb kann der Werkstoff auch bedenkenlos in Innenräumen verarbeitet werden. Darüber hinaus zählt PLA zu den lebensmittelechten Filamenten.
Kann man aus 3D-gedruckten PLA-Objekten bedenkenlos trinken?
Objekte, die aus reinem PLA gedruckt wurden, können bedenkenlos als Trinkgefäß verwendet werden. Jedoch ist darauf zu achten, dass die Flüssigkeit, die eingefüllt wird, eine Temperatur von 60 °C nicht übersteigt, da sich der Kunststoff sonst verformt. Da PLA aber als lebensmittelecht eingestuft wird, können kalte Getränke problemlos aus einem PLA-Objekt verzehrt werden. Vorsicht jedoch bei hitzebeständigem PLA. Dabei handelt es sich um einen Verbundstoff, der nicht unbedingt als lebensmittelecht eingestuft wird.
Was löst PLA auf?
Entgegen vieler Meinungen lässt sich PLA nicht mit jedem x-beliebigen Lösungsmittel gut auflösen. Am besten dafür geeignet ist Tetrahydrofuran (THF). Dabei handelt es sich um ein organisches Lösungsmittel. Jedoch ist im Umgang damit Vorsicht geboten, da es leicht entzündlich und gesundheitsschädlich ist.
Ist PLA spülmaschinenfest?
Rein theoretisch kann ein PLA-Objekt in der Spülmaschine gewaschen werden, solange das Waschprogramm die 60 °C-Marke nicht übersteigt. Sollte sich das Objekt nach einem Waschgang mit geringerer Temperatur jedoch verformt haben, liegt es womöglich an den Materialspannungen, die beim Druckvorgang entstanden sind.
Ist PLA eine Folie?
PLA selbst ist keine Folie. PLA ist ein Werkstoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wird – normalerweise aus Maisstärke. Deshalb gehört er zu der Gruppe Biokunststoffe und ist unter bestimmten Bedingungen industriell kompostierbar. PLA gibt es in vielen Formen, z. B. als Filament, Granulat aber eben auch als Folie.
Was ist PLA Folie?
PLA gibt es in vielen Formen, z. B. als Filament, Granulat, aber auch als Folie. PLA-Folien kommen bei vielen Anwendungsgebieten zum Einsatz. Zum Beispiel als von der Erde zersetzbare Folie in der Agrarwirtschaft, aber auch in der Lebensmittelindustrie zum Verpacken von Lebensmitteln. Außerdem werden PLA-Folien auch für technische Zwecke genutzt.
Ist PLA wasserfest?
Ja, PLA ist wasserfest. Zielt die Frage darauf ab, ob mit PLA-Filament schwimmende Teile gedruckt werden können, dann ist dies möglich. Sind die gedruckten Objekte dauerhaft Sonnenlicht ausgesetzt empfiehlt es sich zusätzlich ein Kunstharzlack zum Schutz vor UV-Strahlung auf das Objekt aufzubringen. Den gibt es bereits in kleinen Mengen mit 125 ml ab ca. 10 Euro und kann für viele Bastelarbeiten verwendet werden.
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Ist PLA benzinfest?
In der Regel ist PLA benzinfest, jedoch nicht langzeitstabil. Darüber hinaus ist der Werkstoff eher poröser Natur. In anderen Worten: PLA ist nicht dicht. Dem Material selbst macht es aber in der Regel nichts aus, wenn es mit Benzin in Berührung kommt.
Ist PLA UV-beständig?
Ja, eine Materialeigenschaft von PLA ist die UV-Beständigkeit. Jedoch sollte darauf geachtet werden, dass das Material trocken und luftdicht gelagert wird. Ansonsten wird der Werkstoff brüchig und spröde. In anderen Worten: Der 3D-Drucker liefert keine optimalen Ergebnisse mehr. Für das noch unverarbeitete PLA-Filament auf der Spule empfiehlt sich eine Trocknerbox.
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Ist PLA wasserlöslich?
PLA ist grundsätzlich nicht wasserlöslich. Es zieht jedoch Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft. Dabei zerbrechen die Polymerketten, sodass sich Wasser in die entstandenen Zwischenräume einlagern kann. Das Filament lässt sich daraufhin nur noch schwer verarbeiten. Wenn es gezielt darum geht Objekte für das Wasser zu drucken (z.B. Boote im Modellbau), so ist die Verwendung von PLA kein Problem, wenn Sie diese Tipps berücksichtigen.
Muss PLA kühl gelagert werden?
In der Regel muss PLA nicht kühl gelagert werden, da die Beständigkeit des Materials zwischen -10 °C und circa +50 °C gegeben ist. Allerdings gibt es andere Faktoren, die bei der Lagerung von PLA berücksichtigt werden sollten. Da der Werkstoff hygroskopisch ist, das heißt Wasser anzieht, ist es notwendig, ihn luftdicht zu verpacken. Ist der Werkstoff über längere Zeit der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, kann er spröde und brüchig werden. Zusätzlich kann in das Gefäß, in dem das PLA gelagert wird, ein Trocknungsgranulat hinzugefügt werden, um perfekte Lagerbedingungen zu schaffen.
In welchen Müll kommt PLA?
PLA ist nur industriell unter bestimmten Bedingungen kompostierbar. Das ist der Grund, weshalb PLA nicht in den Biomüll / braune Tonne gehört, denn PLA zersetzt sich nur unter bestimmten Voraussetzungen. Handelt es sich um kleinere Mengen, sind Fehldrucke in der Regel über das duale System (gelbe / schwarze Tonne) zu entsorgen. Die bessere Alternative wäre allerdings, PLA-Objekte bzw. -Reste zu sammeln und diese gesondert an eine Deponie zu übergeben, die in der Lage ist, PLA zu kompostieren.
Was ist SILK-Pla?
SILK-PLA sind PLA-Fiamente mit Glanzeffekte. PLA-Filamente die mit SILK gekennzeichnet sind ermöglichen also den 3D-Druck glänzender Objekte. SILK steht frei ins Deutsche übersetzt für Seide, bezieht sich im Bereich der PLA-Produkte aber auf Eigenschaften, wie den seidenen Glanz, Eleganz, glänzender Effekt. Beispiele für SILK-PLA-Filamenten gibt es hier.
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