Чем обработать pla пластик
Методы обработки и склеивания изделий из пластика pla в домашних условиях
Пластик pla, иногда называемый полилактидом, представляет собой биоразлагаемый термопластичный материал, который производится из сахарного тростника или кукурузы. Этот материал считается более безопасным, нежели обыкновенный пластик. Часто его воспринимают как настоящую панацею от стандартного пластика.
Основой для производства ПЛА стало сырье из кукурузного и картофельного крахмалов, соевого белка, крупы маниоки и целлюлозы. Каким бы интересным и востребованным ни был данный материал, как и любой другой, он иногда может повреждаться.
В этой статье мы рассмотрим особенности данного материала. Кроме того, расскажем, как именно его обработать и склеить изделия из пластика ПЛА в домашних условиях.
Свойства пластика ПЛА
На основные характеристики рассматриваемого нами пластика напрямую влияет состав pla. Так, к его главным свойствам стоит отнести такие факторы:
Основные области применения PLA
Пластик pla отличается достаточно широкой сферой применения. Так, из него принято изготавливать крупные детали для транспортных средств, биоразлагаемую упаковку, которая соответствует всем экологическим стандартам. К примеру, многие супермаркеты в Европе уже перешли на пакеты из данного материала с целью уменьшения негативного влияния обычных пластмасс на окружающую среду.
Также ПЛА применяют для изготовления корпусов бытовой техники. Благодаря тому, что полилактид имеет отличную биосовместимость, его широко задействуют в медицинской сфере. В частности, его используют для изготовления хирургических ниток.
Кроме этого, pla часто используют как расходный материал для производства:
Растущая популярность полилактата позволяет использовать его в практически любых целях: как в бытовых, так и в профессиональных сферах деятельности.
Печать на 3d принтере
ПЛА пластик позиционируется и как филамент для печати на 3 d принтере. Собственно, чаще всего его и используют именно для таких целей. Так, работа с использованием материала на трехмерном принтере осуществляется технологией моделирования методом наплавления по слоям.
Изначально происходит расплавление нити, после чего специальная насадка подводит ее на рабочее пространство. В итоге выстраивается полноценная модель, которая тут же используется напрямую по назначению.
Важно, что напечатанные на принтере изделия из pla пластика впоследствии следует обработать. Так, сперва их шлифуют и при необходимости сверлят, а после красят акрилом. Впрочем, в этом случае нужно быть предельно осторожным, ведь сам материал характеризуется повышенной хрупкостью.
Кроме того, недостатком pla является его не самый продолжительный эксплуатационный срок. Материал сможет выдержать от двух-трех месяцев до 2-3 лет.
По сути, данный тип пластика служит для трехмерной печати образцов и изделий. При этом, такие предметы не предназначены для эксплуатации в течение долгого времени. Однако его использование позволяет очень качественно детализировать все элементы у готовой печати. Поэтому, используя пластик pla, распечатывают трехмерные модели и презентационные предметы, которые требуют тонкой работы.
Чем растворить пластик pla?
Теперь давайте поговорим о растворителях, которым посилен ПЛА пластик:
Какой бы растворитель не выл выбран, необходимо в обязательном порядке следовать всем мерам предосторожности. В противном случае есть риск не только повредить изделие, но и нанести серьезный ущерб здоровью.
Постобработка и полировка распечатки: для чего нужна?
Итоговая обработка – это неотъемлемая составляющая успешного изготовления необходимого изделия. Данный процесс производится затем, чтобы разгладить и растворить пластик pla в местах, где соединяются его слои.
Так, постобработка позволяет избавиться от недостатков изделия. В конечном итоге деталь будет выглядеть аккуратной и не такой расслоенной. Теперь давайте разберемся, как именно выполняют базовую обработку таких изделий.
Методом погружения
Наиболее легкий метод – обрабатывать пластик погружением. Так, продолжительность одного цикла не будет превышать трех минут. Точное время зависит от размера самой детали – например, иногда достаточно и нескольких секунд, чтобы растворяющий состав полностью исчез с поверхности изделия.
Если хотите придать поверхности глянцевый эффект, то обрабатывать печать рекомендуется однократно. Буквально на миллисекунды окуните изделие так, чтобы растворитель не успел пропитать его. После чего достаньте предмет из емкости. Вещество сразу же испарится, а изделие станет таким гладким, будто глазированная конфета.
Путем нанесения кистью
Если приняли решение обрабатывать пластик pla дихлорметаном или прочим химическим веществом, рекомендуется наносить его при помощи кисти. Подобные вещества нужно наносить до того момента, как поверхности в местах, где слои соприкасаются между собой, будут окончательно сглажены.
Метод нанесения кистью отлично подойдет для тех ситуаций, когда нужно выборочно использовать растворитель, оставить углы незатронутыми и устранить самые очевидные дефекты. Практика показывает, что именно такой метод позволяет достичь максимально хороших результатов при выполнении обработки полилактида. Опять же, при этой методике также важно соблюдать меры безопасности, в частности – работать в перчатках.
Обработка паром
Обработка пластика ПЛА может выполняться и паром. Так, обрабатывающим веществом является тетрагидрофуран. Для этого изделие располагают на нерастворяющейся подложке. Ее роль может выполнить алюминиевая фольга или проволочная сетка. После чего сам предмет нужно расположить в герметичную емкость. При воздействии высоких температур и столкновением с поверхностью обрабатываемого объекта растворитель будет испарен.
Специалисты рекомендуют действовать по методу обработки паром исключительно на открытом воздухе. Также нужно следить за тем, чтобы колба, бутылка или прочая емкость была полностью закрыта. Шкаф же нужно помыть как перед началом работы, так и после.
Полировка ручная
Некоторые умельцы советуют использовать методы ручной полировки. Так, в растворителе потребуется смочить чистую ветошь и аккуратно протереть ею поверхности объекта.
Важно, что при этом нужно быть предельно аккуратным и работать исключительно в перчатках. Данная необходимость заключается в том, что прямое взаимодействие кожи рук с растворителем – затея крайне нежелательная.
Альтернативные методы
В сети интернет существуют и другие методы постобработки пластика ПЛА, описанные разными опытниками. Например, по их советам вместо сложной обработки растворителем можно попросту пройтись по изделию наждачной бумагой «нулевкой».
Однако, профессионалы рекомендуют не экспериментировать. Ведь выбрав альтернативу общепринятым методам, будьте готовы к тому, что результат может не оправдать ожиданий. По этой причине для качественной обработки предмета или детали используйте только проверенные способы.
Чем склеить детали из пластика PLA: выбор клея
Теперь давайте уделим внимание выбору клеящей смеси для пластика. Так, эксперты рекомендуют выбирать термостойкий клей, который не теряет своих первоначальных свойств и характеристик на протяжении длительной эксплуатации.
В целом, долго подбирать чем склеить ПЛА не придется. Так, пластик pla отлично справляется с воздействиями самых разнообразных видов клея. Например, его легко склеить при помощи эпоксидных клейких составов. Также хорошо справляется с поставленной задачей секундный суперклей. При этом можно выбирать разные составы от возможных производителей.
Рекомендации по использованию клея для полилактида
Если потребуется склеить пластик pla, то в обязательном порядке следуйте инструкции от производителя клеевого состава. Также нужно не забывать о том, что сам материал является достаточно хрупким.
Так, при работе будьте внимательны. Настоятельно не рекомендуем слишком сильно сдавливать или чрезмерно активно тереть поверхности, иначе вы повредите изделие.
Соблюдение правил безопасности
При выполнении любого вида работ соблюдайте предельную осторожность. Если используете средства для обработки пластика, то постарайтесь проводить данную процедуру на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.
Также внимательно изучайте все инструкции от производителей, в которых можно найти дельные рекомендации по взаимодействию с составами. Кроме того, не забывайте надевать перчатки, чтобы защитить кожу рук от негативного воздействия химических веществ.
В заключение
Пластик ПЛА многие считают пластиком будущего. Он отличается экологической чистотой и имеет немало достойных технических характеристик, которые позволили ему стать одним из самых востребованных материалов для трехмерной печати.
Если остались какие-либо вопросы по данной теме, то рекомендуем посмотреть видео как склеить изделия из пластика ПЛА своими руками:
Постобработка 3D моделей распечатанных на 3D принтере
К счастью есть несколько методов обработки поверхности, такие как механическая, химическая и покрытие поверхности шпатлевкой с последующей механообработкой. Некоторые из них рассмотрим в этой статье.
В основе «сглаживания » поверхности, лежит способность термопластика плавиться и размягчаться под действием химических веществ и высоких температур.
Удаление поддержек и шлифовка
Для начала удалим кусачками поддерживающие конструкции. Если у вас 3D принтер с двойным экструдером, опорные конструкции вы можете печатать из легко растворимого материала, в качестве такового используется PVA и HIPS пластик, первый хорошо растворяется в воде, второй в D-лимонене. Используя такой подход в 3D печати опорные конструкции никак не влияют на качество поверхности отпечатка и удаляются без следа, хоть это и влияет на время печати. Если же опоры из того же материала, что и модель, некоторые дефекты все равно останутся, особенно на моделях со сложной геометрией.
После того, как опоры удалены или растворены, можно провести шлифовку, чтобы сгладить деталь и удалить все очевидные дефекты, такие как пятна или следы опор. Стартовая зернистость наждачной бумаги зависит от высоты слоя и качества печати, для толщины слоя 0,2 мм и ниже или печати без дефектов шлифовку можно начинать с зернистости 150. Если присутствуют явные дефекты или объект был напечатан с высотой слоя более 0,3 мм, начните шлифование с зернистостью 100.
Шлифование должно происходить до зернистости 2000, следуя общепринятой градации шлифования (один из подходов — перейти от зернистости 220 до 400, до 600, до 1000 и наконец 2000). Рекомендуется отшлифовать отпечаток влажной шлифовкой от начала до конца, чтобы предотвратить повреждение детали трением. Детали FDM можно отшлифовать до зернистости 5000 для получения гладкой блестящей поверхности.
Совет: всегда шлифуйте поверхность детали небольшими круговыми движениями и равномерно. Может возникнуть соблазн шлифовать перпендикулярно слоям печати или даже параллельно слоям печати, но это может привести к образованию «канавок » на детали. Если деталь обесцвечивается или появляется много мелких царапин от шлифовки, можно использовать фен, чтобы осторожно нагреть отпечаток и смягчить поверхность.
Химический способ обработки поверхности
Какие растворители используются для обработки пластиков для 3D печати:
Ацетон — очень плохо растворяет PLA пластик, вместо этого происходит набухание, размягчение и коробление изделия. Может применять только для чистки засоренных сопел.
2. ABS пластик ( Акрилонитрил бутадиен стирол)
Самый популярный растворитель это ацетон, он достаточно дешев, доступен и отлично справляется с поставленной задачей. Горюч, имеет резкий неприятный запах, быстро испаряется.
Этилацетат — имеет приятный запах по сравнению с ацетоном, класс опасности 4-й, практически не используется в быту, из-за этого труднодоступен. С ним удобно работать т.к. быстро не испаряется и имеет приемлемый запах.
3. HIPS пластик (Полистирол )
d-Лимонен — маслянистая жидкости, с приятным цитрусовым ароматом. Используется для производства отдушек в парфюмерии и различных ароматизаторов. Абсолютно безопасен. С ним очень удобно работать, растворение происходит не сразу, а через некоторое время. После обработки, требуется просушка феном или отстаиванием на открытом воздухе.
4. SBS пластик (Стирол бутадиен стирольный)
Как и все синтетические каучуки, растворяется в циклогексане, толуоле, метил этилкетоне, диэтиловом сложном эфире и стироле.
6. PC пластик (Поликарбонат )
Поликарбонат растворим в целом ряде технических растворителей: этиленхлорид, хлороформ, тетрахлорэтан, мета-крезол и пиридин. К числу сравнительно более слабых растворителей поликарбоната относятся диоксан, тетрагидрофуран циклогексанон и диметилформамид. Примерами циклических соединений, вызывающих разбухание, являются: бензол, хлорбензол, тетралин, ацетон, этилацетат, ацетонитрил и четыреххлористый углерод.
7. PP пластик (Полипропилен )
8. PVA пластик (Поливинилацетат )
Это водорастворимый пластик.
На этот материал практические не воздействуют стандартные растворители. В качестве них могут быть использованы соляная или муравьиная кислоты. Но следует помнить что это очень опасные вещества, нещадно обжигающие кожные покровы и раздражающие дыхательные пути, и если вам придется и ними работать то обязательно соблюдайте технику безопасности. Оптимальным вариантом, скорее всего будет соляная кислота примерно 40% концентрации. После обработки обязательно промойте изделие под струей воды.
10. TPU, TPE, TPEE, TPC пластики (Термопластичные полиуретаны)
Как и все полиуретаны, растворяется в N,N-диметилформамиде (ДМФА ), этилацетате, тетрагидрофуране, циклогексаноне, диметилацетамиде.
11. PETG пластик (Полиэтилентерефталатгликоль )
Равнодушен почти ко всем растворителям, кроме HFIP (гексафторпропанол ). Дихлорметан скорее не растворяет, а разрушает PETG пластик, в нем он набухает и расплывается по частям, но для сглаживания поверхности применять уместно, хоть и не столь эффективно, чем например ацетон для ABS пластика.
12. ASA пластик (Акрилонитрилстиролакрилатовый )
13. PMMA пластик (Полиметилметакрилат )
Ацетон, толуол, бутанон, циклогексанон, нитроэтан, хлороформ, дихлорметан, бензол, хлорбензол, ксилол, метоксибензол, диэтилфталат, метоксипропилацетат, этилацетат, этиллактат и муравьиная кислота.
14. PSU пластик (полисульфон )
14. PEEK пластик (Полиэфирэфиркетон )
Он растворим в концентрированной серной кислоте при комнатной температуре, хотя растворение может занять очень много времени, если только полимер не находится в форме с высоким отношением площади поверхности к объему, такой как мелкий порошок или тонкая пленка. Обладает высокой устойчивостью к биоразложению и многим растворителям.
15. PEI пластик (Полиэфиримид )
Он устойчив к минеральным кислотам и выдерживает кратковременное воздействие мягких оснований. Особенно высокая устойчивость к воде и пару, минеральным маслам, бензину и спирту. Химически неустойчив к ароматическим растворителям, кетонам, некоторым углеводородам, другим растворителям, например, дихлорметану. Растрескивается в хлорорганических растворителях.
Не растворим в обычных органических растворителях, топливе или минеральных маслах и просто набухает в них.
Ру чная химическая обработка распечатанной 3D модели
К положительному моменту такого способа обработки можно отнести возможность нанесения ацетона (другого растворителя) на определенные, отдельные участки поверхности модели, что позволяет оставить в сохранности острые грани и углы, но добиться идеальной чистоты поверхности достаточно трудно. В условиях, когда пластик достаточно размягчен, сами волоски кисточки оставляют царапины и неровности, которые могут не успеть разгладиться до полного испарения растворителя.
Обработка в ацетоном, выдерживание в ацетоновой бане
Этот метод очень прост и не требует особых затрат, достаточно погрузить модель в концентрированный (неразбавленный ) ацетон на 8-10 секунд и внешний слой изделия будет сглажен. После этого достаточно подержать модель на чистом воздухе, до полного испарения растворителя (около получаса) и вы получите модель приемлемого качества.
Как и в любом удачном методе, способ обработки погружением в ацетон имеет несколько отрицательных факторов. Одним из них является тот момент, что очень сложно подобрать время выдержки, так как ацетон и его производные (клеящая масса, разбавленный состав) при превышении времени обработки, начинают растворять мелкие детали или всю конструкцию в целом. Также, при обработке изделий разного цвета, необходимо полностью менять состав растворителя, иначе это приведет к цветным разводам на поверхности моделей.
Такой подставкой может быть платформа из древесины, но учитывая пористость этого материала, лучше использовать металлическую основу. Она позволит легко отделить нижнюю поверхность модели от опоры, одновременно, не допуская прямого контакта поверхности конструкции с растворителем.
Для ускорения процесса обработки изделия парами ацетона рекомендуется подогреть емкость с реагентом и помещенной внутрь моделью до нужной температуры, но не доводить до кипения. Следует учитывать, что при кипении растворителя выделяется конденсат на плоскости обрабатываемой конструкции, что неизбежно вызовет образование на ней разводов. Таким образом, оптимальная температура ацетона должна быть в пределах 50-56 градусов.
Обработку моделей таким методом можно проводить и без подогрева ацетона, но в таком случае эта процедура займет очень продолжительное время и будет не достаточно эффективна.
При использовании ацетона, как методом погружения, так и методом обработки парами растворителя, готовой модели необходимо дать время проветриться, чтобы внешняя поверхность достаточно затвердела, иначе любое физическое воздействие может привести к разрушительным последствиям для формы изделия.
Кроме этого, нужно учитывать толщину стенок и необходимость сохранения тонких черт конструкции, так как при обработке ацетоном есть вероятность утери и того и другого (при работе с этим растворителем теряется внешний, тонкий слой конструкции).
Техника безопасности при химической обработке.
Любые химические соединения, особенно растворители, обладают свойствами легкого испарения и особыми, специфическими характеристиками.
Хотя ацетон не обладает высокотоксичными свойствами, но существует вероятность его легкой воспламеняемости. При концентрации паров ацетона выше 13% в атмосфере, эта воздушная смесь становится взрывоопасной, поэтому рекомендуется все работы с растворителями проводить в хорошо проветриваемом помещении с принудительной вентиляцией. По этой же причине не стоит использовать открытый огонь для подогрева емкости с ацетоном, а всю необходимую работу лучше проводить с использованием резиновых перчаток, респиратора и защитных очков.
Не стоит плотно закрывать резервуар (контейнер ) с подогретым ацетоном, в связи с высокой степенью испарения может возникнуть ситуация, когда газы под давлением разорвут емкость и могут нанести повреждения.
Профессиональные установки для химической обработки
Кроме того, эта установка имеет систему рециркуляции, которая создает многократный оборот паров растворителя, что обеспечивает его экономию и отсутствие загрязнения окружающей среды.
Воздействие высокой температуры
Полировка распечатанной 3D модели
Инструменты используемые для механической обработки:
1. Наждачная бумага. Наиболее часто используется микро шкурки.
2. Канцелярский скальпель
3. Профессиональные бормашины типа Dremel. С помощью него можно сверлить, шлифовать, гравировать, резать и т.д.
Процесс: после шлифовки отпечатка можно нанести полироль для пластика, чтобы придать стандартным термопластам, таким как ABS и PLA, зеркальную поверхность. После того, как отпечаток будет отшлифован до зернистости 2000, сотрите лишнюю пыль с отпечатка, затем очистите отпечаток на теплой водяной бане с помощью зубной щетки. Дайте отпечатку полностью высохнуть и отполируйте шлифовальным кругом или вручную салфеткой из микрофибры и полировальной пастой для пластика, например Blue Rouge. Blue Rogue — это ювелирный полироль, разработанный специально для пластика и синтетики и обеспечивающий стойкий блеск поверхности. Также подойдут и другие полироли для пластика, например, для автомобильных фар, но учтите некоторые из них могут содержать химические вещества, которые могут повредить печатный материал.
Совет: прикрепите полировальный круг к Dremel с регулируемой скоростью (или другому вращающемуся инструменту, например, электродрели) для полировки небольших отпечатков. Настольный шлифовальный станок, оснащенный полировальным кругом, можно использовать для более крупных и прочных отпечатков, но следите за тем, чтобы отпечаток не оставался на одном месте слишком долго. Это может привести к расплавлению пластика из-за трения.
Покрытие распечатанной 3D модели различными шпатлевками
Этот способ дает отличный результат. В качестве материалов могут использоваться различные шпатлевки для пластика и составы на эпоксидной основе. Основные минусы этого метода является то, что после нанесения и отверждения потребуется механическая обработка, необходимость возиться с эпоксидкой если используется этот материал, достаточно долгое время обработки.
Различные одно- и двухкомпонентные шпатлевки можно найти в автомагазинах. Для нанесения рекомендуется купить резиновый шпатель. Стоит учитывать что однокомпонентные шпатлевки обладают значительной усадкой, вследствие этого шпатлевку придется наносить несколько раз. Подходит для выравнивания достаточно крупных изделий и неровностей. Двухкомпонентные усадкой практически не обладают и высыхают быстрее. К ним отоносятся также эпоксидные шпатлевки представляющие большой интерес при обработке мелких дефектов.
На изображении представлен отпечаток обработанный сначала грунтовкой, затем однокомпонентной шпатлевкой, отшлифованный и покрашенный.
Эпоксидные шпатлевки требуют больше времени на подготовку и сохнут дольше, но результат превосходит все ожидания. Все мелкие неровности и впадины сглаживаются на ура. Для работы с этим материалом обязательно используйте резиновые перчатки и аккуратно наносите смолу, удалить подтеки будет очень сложно. Следите, что бы на поверхность не садилась пыль и не попадали песчинки.
XTC 3D — специальный эпоксидный клей предназначенный для шпатлевки распечатанных 3D моделей. Обладает слабым запахом, сохнет от 2-4 часов, легко обрабатывается.