导读：PLA（聚乳酸）是增材制造领域使用最广泛的塑料之一，由化学家 Wallace Carothers 于 1930 年发明。这种材料可用制成长丝或颗粒，用于桌面3D打印机或更多工业级解决方案。与市场上的许多其他材料选择不同，PLA是一种更具可持续性的热塑性塑料，它来自可再生资源。因此，这种材料自从出现后就在3D打印领域广受欢迎，目前它的使用已经扩展到各种各样的领域。那么它的特性、打印难易程度以及应用场景都有哪些呢？
PLA的生产及特性
PLA 由玉米淀粉、木薯根或甘蔗等有机和可再生资源制成。更具体地说，是将天然产品研磨，从玉米中分离淀粉，将其与酸或乳酸单体混合。通过这种混合物，淀粉被分解成右旋糖（D-葡萄糖）或玉米糖。最后，葡萄糖发酵产生 L-乳酸，这就是PLA的基本成分。
△PLA 由玉米淀粉等可再生材料制成
然而，它是否真的可以被认为是可生物降解的，近年来一直是争论的焦点，人们对此材料的可降解性产生了质疑。事实上，回答PLA 的生物降解性问题并简单。虽然这种塑料是从可再生资源中获得的，但其被活生物体分解的能力取决于在某些有氧条件下的分解。因此，PLA 在进行工业堆肥处理时会迅速降解。否则，它可能需要长达 80 年的时间才能在露天条件下分解，成为另一种塑料污染物。
这种材料的另一个特性是非牛顿特性，这是一种假塑性流体，它的粘度会随剪切速率发生变化。因此，它没有恒定的粘度值，即粘度值随工况发生变化。更具体来说，PLA是一种剪切变稀的材料，它的粘度会随着剪切速率的提高而降低。下文将讨论这种材料的易用性和用作3D打印材料时的主要行为。
3D 打印中的PLA形状
PLA 是 FFF 3D 打印中使用最广泛的材料之一，刚接触3D打印的人往往会从FFF打印技术，因为它非常容易上手。打印材料通常以细丝形式存在，也可以以颗粒形式存在。尽管材料进料源和熔化系统会根据 PLA 的状态（通过长丝挤出机或颗粒料斗）而变化，但材料和最终部件的特性是相同的。在本文中，我们将更多地关注长丝形式的 PLA，因为这是这种热塑性塑料最常见的形式。
△PLA 是 3D 打印中使用最广泛的热塑性塑料之一（图片来源：BMI 实验室）
●PLA 被认为是一种半结晶聚合物，熔化温度在170-180°C之间，与熔化温度为 200 260°C 的 ABS 长丝相比，该温度相对较低。这避免了使用加热托盘和封闭打印室的需要。
●如果材料得到适当冷却，在高速度等打印参数下，长丝会提供良好的性能。
●PLA部件往往具有非常低的变形能力。
●应该注意的是，PLA 的粘度高于其他标准热塑性塑料，如果不小心，可能会导致堵塞。，如果在 15 至 25°C 下储存，灯丝的保质期至少为 1 年。ABS是FDM 3D 打印中另一种最常用的热塑性塑料，它的强度和柔韧性很高，也不易翘曲，但仍然建议在机械复杂性不高的部件中使用 PLA，因为使用它很方便、快速。
●在后处理方面，PLA一般不需要复杂的步骤。移除零件时，会遇到第一打印层的附着力问题。因此建议在印版上使用特殊的粘合剂，以方便部件的拆卸。为了改善零件的表面状况，用户可以打磨它们并在必要时用丙酮处理它们。如果使用了支撑，可以用镊子轻松移除，如果使用了可溶性支撑结构，则可以将其溶解。
PLA在3D打印中的应用
PLA 是一种易得的塑料，易于在3D打印中使用，但这并不是说它只有优点。它的特性导致打印部件易碎，强度不高，并且对阳光和高温敏感，所以更适合给初学者使用，尤其是用于制作装饰元素、小工具和玩具等。
然而，PLA 并不局限于创客的世界。例如，许多行业也使用这种热塑性塑料进行原型制作。这为公司节省了大量资金，因为不需要创建模具。此外，虽汽车等行业也会用到PLA长丝，可以用于创建汽车配件甚至仪表板的某些部件。
△PLA 很受制造商欢迎，也适用于快速原型制作（图片来源：Markforged）
需要注意的是，PLA 的玻璃化转变温度较低，因此不适合需要更高耐温性的应用。食品行业等行业不应使用这种由热塑性塑料制造盛有热液体的杯子，但它仍然是具有食品接触安全特性的，可被广泛用于包装领域。
主要厂家及价格
由于它是 FDM/FFF 打印中使用最广泛的热塑性塑料之一，几乎所有材料制造商都在其产品系列中提供 PLA 长丝或颗粒。这些包括 Polymaker、Recreus、Smart Materials以及巴斯夫。FDM 3D 打印机制造商通常会提供自己的灯丝，PLA 制造商有很多，例如 UltiMaker、Stratasys、Prusa 或 Zortrax 等。
●PLA 灯丝的价格会根据所寻求的颜色和特性而有所不同，混合长丝如纤维增强长丝具有更高的价格。
●标准长丝的价格一般在每公斤20至70欧元之间。
●还有可以使用颗粒打印的 3D 打印机，这种材料比细丝更实惠，因为它还没有经过加工。
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