Maîtriser le filament d'impression 3D PLA :composition, propriétés et différences clés

Le filament PLA (acide polylactique) est l’un des plus couramment utilisés dans l’impression 3D par modélisation par dépôt fondu (FDM), car il est facile à travailler et a fière allure. Dans l’histoire des plastiques, le PLA est l’OG (enfin, l’un d’entre eux). Il a été inventé en 1938 par le chimiste de DuPont, Wallace Carothers (qui, par coïncidence, a également inventé le nylon), mais il a fallu beaucoup de temps pour se généraliser. Dans les années 50, les grandes entreprises de fabrication de matériaux ont commencé à effectuer des recherches plus approfondies à ce sujet et, dans les années 90, le PLA était commercialisé sur le marché. Il a d'abord été adopté comme alternative biodégradable au PET et a depuis été utilisé pour tout, des emballages et couverts jetables aux appareils et appareils. Lorsque les imprimantes 3D ont fait leur apparition à la fin des années 2000, le PLA était l'un des premiers matériaux filamentaires utilisés et, aujourd'hui, il représente plus de 40 % des plastiques utilisés dans la fabrication additive. 

Qu'est-ce que le filament d'impression 3D PLA ?

Le PLA est un polymère thermoplastique obtenu par fermentation de produits végétaux comme la canne à sucre ou la fécule de maïs pour produire de l'acide lactique, qui est ensuite polymérisé en PLA, souvent à l'aide de lactide. Il peut ensuite être mélangé avec des agents nucléants ou des plastifiants (c'est-à-dire du polyéthylène glycol) pour modifier ses propriétés. Pour des avantages supplémentaires, il peut également être mélangé à d’autres matériaux comme les fibres de bois, le carbone, les flocons de métal, le graphène, etc. Il est ensuite extrudé en filament ou en fibre. Les PLA avec des listes d'ingrédients plus simples sont appelés PLA, tandis que ceux qui regorgent d'exhausteurs sont appelés PLA+.

• PLA  :Proche du polymère pur mais peut contenir des quantités limitées d'additifs pour modifier diverses propriétés, notamment la flexibilité intramoléculaire, la viscosité à l'état fondu et la couleur ou les propriétés visuelles.
• PLA+ :Probablement contenir des quantités importantes d'une large gamme d'additifs. Ceux-ci incluent la fibre de carbone pour la stabilité du modèle, la rigidité et une UTS (résistance à la traction ultime) accrue; fibre de bois pour effet cosmétique; du graphène pour la rigidité et l'augmentation de l'UTS ; et des particules métalliques pour un effet cosmétique.

Pour plus d'informations sur leurs similitudes, leurs différences et leurs utilisations, consultez notre guide :Impression 3D PLA vs PLA+.

L’une des propriétés souhaitables du PLA est sa liaison intra-couche, qui permet au plastique nouvellement extrudé de très bien se lier au plastique récemment refroidi. Les brins et les couches se mélangent sans effort pour obtenir une surface lisse (et jolie), et cela ne change pas grand-chose même si vous modifiez les paramètres de la machine. Il présente également une bonne tolérance à une plage de températures d’extrusion, ce qui vous permet de l’utiliser sur de nombreuses machines différentes. Cela le rend très facile à imprimer et constitue un excellent filament d'impression 3D pour ceux qui n'ont pas beaucoup d'expérience.

Vous pouvez utiliser le PLA pour des articles qui doivent être attrayants, mais pas nécessairement durables. Le matériau ne peut pas supporter beaucoup de contraintes, vous ne voudriez donc pas en fabriquer des pièces de machine, des éprouvettes d’ingénierie ou des composants de type roulement. Il ne peut pas survivre à l’extérieur et ne résiste pas bien à l’eau, aux produits chimiques ou à l’abrasion. De plus, ce n’est pas parce qu’il est fabriqué à partir de matériaux « verts » qu’il est automatiquement respectueux de l’environnement. Le PLA doit être recyclé séparément et il n'est biodégradable que s'il est composté commercialement.

Quelle est la composition du filament PLA ?

Le filament PLA est un polymère issu de la fermentation de sources végétales telles que la canne à sucre, le taro et la fécule de maïs. Il se divise en deux grandes catégories :

1. PLA : Proche du polymère pur, mais peut contenir des quantités limitées d'additifs pour modifier diverses propriétés, notamment :la flexibilité intramoléculaire, la viscosité à l'état fondu et la couleur ou les propriétés visuelles.
2. PLA+ : Probablement contenir des quantités importantes d'une large gamme d'additifs. Ceux-ci incluent :la fibre de carbone pour la stabilité du modèle, la rigidité et une UTS (résistance à la traction ultime) accrue ; fibre de bois pour effet cosmétique; du graphène pour la rigidité et l'augmentation de l'UTS ; ainsi que des particules métalliques pour un effet cosmétique.

Quelles sont les propriétés du filament PLA ?

Toutes les propriétés importantes du filament PLA sont répertoriées dans le tableau ci-dessous.