Introduction

Le PLA est le polymère le plus utilisé dans l'impression 3D. Il est apprécié pour sa facilité d'impression, sa polyvalence et son coût relativement faible. Vous trouverez ici tous les fournisseurs de filaments PLA listés dans le répertoire, et les paramètres d'impression idéaux sur la base des données des fournisseurs et des commentaires des utilisateurs. Vous y trouverez également tout ce que vous devez savoir sur l'impression avec PLA, de sa découverte à ses propriétés physiques en passant par son post-traitement.

Paramètres d'impression par défaut

Paramètres provenant des fabriquants

  • Températures moyennes MIN/MAX 193 › 227°C
  • Moyenne Tolerance0.06mm (MIN : 0.01, MAX : 0.1mm)
  • Moyenne prix affichés en EUR/kg31.28 (MIN : 14.81, MAX : 410)
  • Moyenne prix affichés en USD/kg31.38 (MIN : 11.25, MAX : 114.26)
Statistiques basées sur 4912 Filaments

Données des utilisateurs

  • Température moyenne du lit chauffant50 °C.
  • Facilité d'Impression
  • Experience globale
  • Qualité de l'Impression
  • Décollement
Statistiques basées sur 517 paramètres d'impression

Meilleure température par rapport à la vitesse pondéré par la satisfaction

Meilleure solution d'adhésion pondéré par la satisfaction

About

Découverte du PLA

Le PLA a été découvert pour la première fois en 1932 [2][2] par Wallace Carothers, à qui l'on doit également la découverte du néoprène et du nylon, alors qu'il travaillait pour la société chimique E. I. DuPont de Nemours and Company (DuPont). Le procédé de production a été breveté par DuPont en 1954. La production de PLA était extrêmement coûteuse et était donc surtout utilisée pour des applications médicales. Ce n'est qu'en 1989 que le Dr Patrick R. Gruber et son épouse Sally ont mis au point une méthode de fabrication de PLA à partir de fécule de mais au moyen de leur fourneau de cuisine. Cargill-Dow Polymers, maintenant connu sous le nom de NatureWorks LLC, a été le premier à produire du PLA à l'échelle commerciale en 1997.


Comment le PLA est-il fabriqué ?

Le PLA se fait en deux étapes. L'acide lactique ou le lactide d'origine naturelle est d'abord obtenu à partir de sources comme l'amidon de maïs par un processus de fermentation. L'acide lactique est ensuite converti en PLA haute densité par un procédé chimique industriel appelé polymérisation par ouverture de cycle qui est catalysé par des métaux comme l'étain. Vous pouvez en savoir plus sur le processus de production de PLA [11][11]. NatureWorks LLC est actuellement le plus grand producteur de PLA au monde et a récemment élargi sa gamme de produits pour inclure l'impression 3D spécifique pour le PLA [14][14].


Propriétés physiques du PLA

Propriété Valeur
Formule chimique (C3H4O2)n
Structure chimique PLA
Numéro CAS 26100-51-6 [4][4]
Code d'identification de la résine SPI [16][16] 7
Cristallinité 37%
Transition vitreuse 60-65°C
Température de fusion 150-160°C
Température d'impression 178-240°C
Densité 1.210-1.430g/g/cm3
Résistance à la traction* 49-56MPa
Allongement à la traction* 0,5-9,2%
Résistance à la flexion* 48-110MPa
Soluble dans l'eau ? Non
Autres solvants Solvants chlorés, benzène chaud et dichlorométhane sont des solvants PLA couramment utilisés. Une liste plus complète se trouve ici [19][19]
Exemple de fiche technique Ingeo 3D850 Biopolymer TDS [13][13]
Exemple de fiche de données de sécurité Ingeo 3D850 Biopolymer SDS [12][12]

*ASTM D638 Méthode d'essai [1][1].

D'autres caractéristiques techniques du PLA sont disponibles ici [17][17].


Avantages du PLA

Impression

Le PLA a tendance à être peu coûteux et est disponible dans une grande variété de couleurs. Il est considéré comme très facile à imprimer en raison de sa faible température de transition vitreuse et de sa température de fusion.

Biodégradabilité :

Le PLA a le grand avantage d'être d'origine biologique, ce qui signifie qu'il peut être dégradé par des micro-organismes naturels dans de bonnes conditions, contrairement aux plastiques synthétiques. Il y a une distinction importante à faire ici : ce n'est pas parce que le PLA est biodégradable qu'il est nécessairement compostable. Pour en savoir plus sur la différence entre un matériau biodégradable et un matériau compostable, lisez notre blogue ici. Une étude du California State Department of Resources Recycling and Recovery [3][3] a révélé que, dans un environnement marin, le PLA ne se dégradait que de 8 % après 12 mois, ce qui est semblable aux 6 % d'un sac en plastique standard en polyéthylène basse densité. Une autre étude du National Metal and Materials Technology Centre [20][20] a révélé qu'après 15 mois d'enfouissement, les échantillons de PLA devenaient cassants, déformés et opaques mais ne montraient aucun signe de décomposition, ou presque. Cependant, la même étude a montré que dans des conditions de compostage bien contrôlées, les échantillons de PLA se sont dégradés de 86% en seulement 4 mois. Pour ce faire, le tas de compost doit être maintenu à 45-70°C, 40-55% d'humidité et pH4-8. Dans une installation de compostage commerciale, le PLA peut être composté en seulement 90 jours, dans un tas de compost de jardin, cela prendra plus ou moins 6 mois selon la taille du produit ainsi que la température et l'humidité. Il s'agit d'une amélioration significative par rapport aux équivalents synthétiques du PLA.

Biocompatibilité

Le PLA est biocompatible, c'est-à-dire qu'il peut être en contact avec des tissus vivants sans être toxique ou provoquer une réponse immunitaire. Le PLA est également un matériau biorésorbable, ce qui signifie qu'il peut être décomposé par le corps humain en acide lactique non toxique. C'est pour ces propriétés que le PLA est idéal pour les produits de qualité médicale tels que les implants médicaux qui doivent se dégrader avec le temps.

Manipulation des aliments

Sous sa forme solide, le PLA n'est pas toxique et peut donc être utilisé pour la manipulation des aliments en dessous de sa température de transition vitreuse, mais il est extrêmement important de s'assurer que l'ensemble du produit imprimé en 3D est de qualité alimentaire, pas simplement la résine. Par exemple, les fabricants peuvent mélanger des colorants et d'autres additifs qui ne sont pas sûrs pour les aliments avec la résine. Toujours vérifier la fiche de données de sécurité (FDS) pour s'assurer que le filament est sans danger pour les aliments ! Vous devez également vous rappeler que la plupart des PLA ne sont pas compatibles avec le lave-vaisselle en raison de leur faible température de transition vitreuse. C'est important car les bactéries peuvent facilement s'accumuler dans les petites crêtes caractéristiques des produits imprimés en 3D. L'utilisation d'un scellant ou d'une résine époxyde sans danger pour les aliments peut aider à prévenir cette accumulation. Vous pouvez également laver votre produit à l'eau tiède et au savon antibactérien immédiatement après utilisation pour prévenir l'accumulation de bactéries. Enfin, vous devriez utiliser une extrudeuse/extrudeuse à chaud sans danger pour les aliments (généralement fabriquée en acier inoxydable). En effet, d'autres matériaux d'extrudeuse peuvent contenir des contaminants qui peuvent pénétrer dans votre produit, par exemple les buses en laiton peuvent contenir du plomb.

Inconvénients du PLA

Impression

La température de transition vitreuse du PLA (environ 57°C) est inférieure à celle de la plupart de ses alternatives. Cela rend le PLA très facile à imprimer, mais il ne convient pas non plus aux produits qui seront exposés à des températures élevées car il peut se ramollir et se déformer. Le PLA a également une résistance aux chocs et une résistance à l'allongement inférieures à celles de l'ABS, mais les nouveaux filaments de PLA spécialement conçus pour l'impression 3D ont une qualité thermique et une résistance aux chocs supérieures, comparables à l'ABS.

Inflammabilité

Le PLA a un indice d'inflammabilité de NFPA 704 [7][7] de 1, ce qui signifie qu'il nécessite un préchauffage important avant de pouvoir brûler dans toutes les conditions de température ambiante. Le PLA peut accumuler une charge statique qui peut provoquer une étincelle électrique qui peut servir de source d'inflammation. L'eau, les mousses résistantes à l'alcool et le dioxyde de carbone sont tous des extincteurs appropriés pour la combustion du PLA. Il n'existe actuellement aucun extincteur inadapté connu, mais les mousses synthétiques à usage général ou les mousses protéinées peuvent être moins efficaces. Toujours vérifier la fiche signalétique.

Recyclage

Actuellement, le PLA n'est pas facilement recyclable. L'un des principaux problèmes du recyclage du PLA est qu'il n'est généralement pas jetable dans les flux traditionnels de recyclage du plastique. C'est parce qu'il ne peut pas être distingué du PET pendant les essais de flottaison et de densité. On estime [8][8] que seulement 1 bouteille de PLA pour 1000 bouteilles PET suffit à contaminer le lot de PET recyclé.


Impression avec PLA

Considérations

Avant de commencer votre impression, assurez-vous d'avoir vérifié que le PLA est le filament correct pour votre projet. Vous devez considérer à quoi servira le produit final et à quelles températures il sera exposé... rappelez-vous que le PLA a une température de transition vitreuse basse !

Stockage de filaments PLA

Le PLA est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'eau de l'air. Il en résulte une fragilité accrue, une rupture du filament, des bulles lors de l'impression ou une dégradation du filament. Dans certains cas, cela peut entraîner un blocage du filament dans l'extrémité chaude de l'imprimante, il peut même être nécessaire de remplacer l'extrémité chaude si le blocage est important. Ceci peut être évité en stockant vos filaments dans des sacs sous vide avec des "dry packs" en silicagel. Vous devriez également éviter de stocker le filament pendant une longue période de temps. Pour en savoir plus sur la protection de vos filaments d'impression 3D contre l'humidité, vous pouvez lire notre blog post.

Environnement imprimé et sécurité

Contrairement à l'ABS ou à d'autres filaments d'impression 3D, le PLA ne dégage pas d'odeurs nauséabondes à sa température de fusion, mais vous devriez tout de même imprimer dans un endroit bien aéré car l'impression 3D peut être une source de particules ultrafines[21][21] qui ne devrait pas être inhalée.

La couche de base

L'utilisation d'une bonne couche de base est impérative pour assurer que la première couche d'impression adhère correctement et ne se décolle pas pendant l'impression. Pour en savoir plus sur l'importance de l'adhérence et de la couche de base, vous pouvez lire notre [blog post] (https://www.filaments.directory/en/blog/2017/02/23/why-adhesion-solutions-are-a-crutial-step-to-3d-printing-success).

  • Le papier peint est un choix de couche de base très populaire car il est facile et rapide ! Lors de l'utilisation de ruban adhésif pour peintres, vous devez vous assurer que le ruban couvre toute la surface de la plaque sans aucun espace ni chevauchement. L'utilisation d'un lit chauffant avec du ruban bleu peut réduire la capacité du PLA à adhérer au ruban. Le ruban adhésif devra être remplacé tous les 5 à 10 tirages car il perd sa capacité à adhérer au PLA. Il s'agit d'une méthode courante depuis un certain temps, mais avec les nouvelles imprimantes, il existe de meilleures alternatives.
  • Le polyétherimide (PEI) est une légère amélioration sur les rubans de peinture. Il convient à l'impression PLA (à chaud ou à froid) ou ABS (à chaud). Une feuille PEI peut être collée directement sur votre lit de verre à l'aide d'un ruban adhésif de transfert et ne nécessite aucun autre traitement.
  • L'impression directe sur verre avec un lit chauffant est une autre option. Cette méthode donne une belle couche de base plate avec une finition brillante, mais c'est un peu plus délicat que d'utiliser du ruban bleu. Une autre méthode courante pour assurer une bonne adhérence est d'appliquer la colle Pritt sur le verre [15][15]. Cette méthode est bon marché et facile à nettoyer avec de bons résultats.
  • Vaporiser sur des adhésifs en lit d'impression 3D comme DimaFix Fixative Spray[5][5] donne d'excellents résultats. Les sprays adhésifs peuvent être à base d'eau et sont beaucoup plus faciles à nettoyer que leurs alternatives. Si le spray n'est pas à base d'eau, il devra probablement être nettoyé avec de l'alcool dénaturé.
La première couche

La première couche d'impression est essentielle pour bien se positionner afin d'éviter le décollement lors de l'impression. Il y a trois facteurs clés à considérer ici :

  • Le lit d'impression : Le lit doit être parfaitement plat. Le lit est généralement conservé entre 45°C et 60°C pour l'impression PLA. Ceci est utile pour les adhésions de la première couche, mais ce n'est pas strictement nécessaire car le PLA a une très faible déformation.
  • L'extrudeuse doit être à la bonne hauteur du lit pour permettre au filament PLA de s'écraser et d'adhérer correctement au matériau de base. Trop élevé et le PLA n'adhère pas à la couche de base. Trop bas et le lit bloquera complètement l'extrudeuse.
  • Utilisez une bonne couche de base qui adhérera bien à votre filament PLA.
Température d'impression

La température d'impression des filaments PLA peut varier entre 178°C et 240°C, mais pour la plupart des filaments PLA d'impression 3D la plage est plus proche de 190°C - 220°C. Les filaments PLA de qualité supérieure impriment souvent à une température inférieure en raison de la pureté de la résine et de l'absence de contaminants, mais la température d'impression peut également être affectée par la couleur du filament et d'autres superpuissances telles que la lumière dans le noir. Toujours vérifier la Fiche technique pour la température d'impression recommandée. Vous pouvez également consulter notre outil Go-To print settings tool qui a été créé en analysant tous les paramètres d'impression que la communauté Filaments.directory a chargés avec succès. La température d'impression optimale sera également affectée par votre environnement d'impression. C'est donc une bonne idée de faire des tests d'impression et de faire varier la température par incréments de 5°C jusqu'à ce qu'elle fonctionne correctement. En raison de sa basse température de transition vitreuse et de sa basse température de fusion, le PLA adhère très bien.