PLA: Tudo o que você precisa saber sobre esse Filamento

Na área da manufatura aditiva, é importante conhecer a impressão com PLA — o que é, seus benefícios, características e como utilizar durante a impressão 3D.

PLA é o acrônimo para ácido poliláctico e é um dos materiais mais utilizados na impressão 3D por fusão, que usa filamentos como matéria-prima.

O termoplástico PLA tem características únicas, que o tornam o plástico de maior facilidade de impressão, além de elevada dureza e brilho.

Tem a sua fama ao fato de ser considerado como um dos materiais mais fáceis para se utilizar na impressão 3D e garante bons resultados para as peças fabricadas.

Além de fornecer versatilidade, diferentemente de outros tipos de filamentos presentes no mercado. Continue lendo nosso artigo e descubra como obter os melhores resultados possíveis com tudo o que você precisa saber sobre a impressão com PLA!

O que é o PLA?

O filamento PLA é um poliéster termoplástico, produzido a partir de fontes naturais como milho, cana de açúcar e o café, o que o faz ser um material biodegradável (lembre-se de que ele precisa estar em estado de compostagem para que retorne ao meio ambiente de forma segura).

É também chamado de bioplástico e possui o diferencial de ser renovável, ao contrário da maioria dos outros termoplásticos que derivam do petróleo.

O PLA é um dos mais comuns filamentos para impressora 3D.

Este material possui diversas propriedades que o tornam uma ótima opção para quem quer obter peças com boa qualidade e segurança, sendo utilizado em praticamente todas as impressoras 3D por processo de fusão e deposição (processo aditivo FDM).

No entanto, para obter o máximo de desempenho com o PLA, é preciso conhecer a fundo suas características.

Fórmula química do PLA

Como e feito o PLA?

Existem poucas indústrias no mundo capazes fabricar a matéria-prima. A fabricação do PLA não é simples. O Brasil, assim como muitos outros países, não detém tecnologia, para a fabricação desses filamentos.

Os Estados Unidos, Japão e Tailândia são uns dos poucos países que tem planta de fabricação e trabalham em sua capacidade máxima. Por isso precisamos ficar atentos à possível escassez no mercado.

Aqui na 3d Fila, dentre outros fornecedores, utilizamos a matéria-prima da NatureWorks, que é uma empresa americana com maior volume de produção no mundo do polímero.

Fabricação do PLA

Todo processo é iniciado na hidrólise de vegetais, como batata, café, milho e mandioca para obtenção do açúcar, e então fermentação através de reatores para obtenção do ácido lático.

Depois disso há um processo químico longe e complexo para se chegar ao material em grãos, ou pellets. Existe um artigo bem completo no wikipedia se você quiser se aprofundar um pouco mais.

O filamento PLA é fabricado à partir destes grãos. Através de um processo chamado extrusão.

É adicionado alguns aditivosno material, como estabilizantes, corantes/pigmentos e outros. Após a adição a mistura vai para um silo de estufa e desumidificação. Depois de algumas horas, segue pela extrusora através de um canhão de rosca em alta temperatura controlada. No canhão o material “vai e volta” algumas vezes para que a mistura fique homogênea (líquida, em estado de fusão) e depois passa por um bico para tomar o formato de fio.

Este fio passa por um processo de estabilização de temperatura (ar ou água) e é puxado para que obtenha o diâmetro correto, como 1,75mm. Todo este processo é um sistema de malha fechada.

Quanto tempo dura o filamento PLA?

Não existe uma validade determinada. A duração e degradação ou tempo de vida do filamento PLA no entanto é sem dúvida muito menor do que os plásticos convencionais, que demoram cerca de 500 a 1000 anos para se decompor. Sua degradação demora de seis meses a um ano para ocorrer, no entanto o que confere sua qualidade de ser biodegradável ocorre em condição de compostagem.

Por que imprimir com o PLA?

Se você usa Impressora 3D aberta ou impressora sem mesa aquecida

Para o proprietário de impressora 3D aberta, como a BIQU B1, LK4, Anycubic Mega S, Ender 3, Ender 5 ou CR-10, o material mais indicado será o PLA, claro que você deve seguir esta premissa se sua aplicação não possui algumas exigências técnicas. Quais os principais motivos? Não terá dificuldades com delaminação de camadas, peças empenadas ou falta de aderência na mesa.

Necessidade. de resistência à abrasão

O PLA, assim como o PETG tem alta dureza superficial, possui alta resistência à abrasão. Peças que sofrerão desgaste por contato são perfeitas para serem impressas com o filamento PLA. Então nem pense em dar acabamento neste material através de processos de abrasão, como lixamento (siga esta dica!).

Peças grandes

Conforme sua impressão 3d ocorre, o bico e cabeçote vão se distanciando da mesa, desta forma, falando de maneira muito leiga e simples, aquele calor que ajuda na fusão das camadas vai ficando menor e a soma das contrações de cada camada adicionada à peça começam a impactar negativamente a sua produção. Como o PLA não exige uma base aquecida e tem baixa contração, ele é muito bem utilizado em peças grandes, ao contrário do ABS (veja que de qualquer forma, se você possui uma impressora fechada, poderá imprimir peças grandes também com ABS). Quanto maior for a peça, maior será a possibilidade do ABS de destacar da mesa ou ter camadas descoladas.

Pecas sem acabamento posterior

As tecnologias de máquina e software evoluíram tanto que para a maioria das aplicações, ao se trabalhar com camadas pequenas, como 0,1mm de altura, faz-se desnecessário o acabamento posterior. É possível produzir peças incríveis, com bastante brilho e níveis de detalhes com o PLA. Você pode ainda trabalhar com nosso PLA EasyFIill que trás um acabamento final ainda superior.

Outros motivos da grande utilização da impressão com PLA:

• A pigmentação do PLA é fácil e podem ser encontradas diferentes cores que são mais bem selecionados e vívidos;
• A temperatura de impressão com o PLA é menor do que a temperatura com outros tipos de filamentos;
• O detalhamento é geralmente muito elegante, não sendo propenso o aparecimento de bolhas;
• É fácil a impressão com PLA, sempre que utilizado um filamento de qualidade;
• Não tem cheiro ruim enquanto está acontecendo a impressão 3D, na verdade tem um cheiro adocicado;
• Pode ser considerado como um filamento forte;
• É biodegradável.

Quais são as vantagens e desvantagens deste material em relação aos outros filamentos disponíveis?

Hoje, os três materiais mais utilizados na impressão 3D são o filamento PLA, PETG XT e o ABS. O primeiro filamento representa um material biodegradável, já os demais são derivados do petróleo. Outro material que vem ganhando destaque é o filamento Flexível, que possui tem dureza, mantendo boa elasticidade. Aproveite e veja abaixo uma tabela comparativa entre os materiais mais utilizados:

Como falado anteriormente, é preciso que fique muito claro que o filamento PLA precisa passar por processo de compostagem, ou em usinas de compostagem.

Pensando desta forma, podemos entender que o filamento PLA tem a possibilidade de ser biodegradado. Para que a degradação ocorra corretamente, é preciso que os descartes de plástico PLA sejam feitos seguindo normas e sejam depositados em usinas de compostagem, onde há condições adequadas de temperatura, luz, umidade, e quantidade correta de micro-organismos, como bactérias.

Quais as melhores aplicações para utilizar o PLA?

Os filamentos de PLA são considerados muito versáteis, considerado também como um filamento utilizado por diversos níveis de profissionais da impressão 3D. E aqui fica uma observação quanto a qualidade do PLA que se está utilizando: é importante utilizar um bom PLA, como os da 3D Fila, para garantir a qualidade do produto final.

Lembre-se de que cada material vai atender a aplicações distintas, então sempre avalie outros materiais.

Decorações

A maioria dos artigos decorativos normalmente são feitos com PLA. O brilho final e excelente qualidade de impressão conseguem agregar muito valor às peças. É válido lembrar também que a densidade do PLA é maior do que a maioria dos outros materiais, então você terá a sensação de um objeto mais robusto. Dica: procure aumentar o infill (preenchimento) da base de suas peças para que o centro de gravidade deixe a peça mais estável e melhor sensação no toque e manipulação.

Arquitetura

Sem dúvida alguma, uma das aplicações mais utilizadas da impressora 3D é o desenvolvimento e produção de maquetes e modelos arquitetônicos. Como este material tem baixa contração, conseguiremos uma precisão dimensional superior e esta característica é muito importante para se obter impressões de sucesso com esse filamento.

Próteses

Estabilidade dimensional e baixa temperatura de fusão são características essenciais e perfeitas para impressões de próteses, como as fabricadas pela ONG e-NABLE Brasil. Quer aprender um pouco mais sobre a produção e fabricação de próteses com impressoras 3d no Brasil? Quer se tornar um voluntário? Você pode ajudar com a fabricação, montagem e orientação médica. Saiba mais com a e-NABLE Brasil.

Quando não usar o filamento PLA?

Peças que ficarão expostas ao sol

Sim, maioria dos compostos ou blendas (misturas) que contem PLA, tem como característica final uma baixa resistência térmica pois tem relativo baixo ponto de fusão. Se você deixar uma peça impressa com PLA exposta ao sol por um algum tempo, ela vai fica mais mole e pode perder seu formato, seu controle dimensional (seja pela própria gravidade ou outra força, imagine um suporte de celular rodando em um carro de Uber pela cidade). O amolecimento instantâneo da peça pode começar a acontecer a partir de 60°C, mas o PLA é um material que demora para absorver calor, mas também demora para perdê-lo, então com temperaturas em torno de 30°C, aquela energia vai sendo armazenada e deixando suas estruturas bem “moles”.

Peças que sofrerão impacto para o PLA

Este material tem uma marcante característica : ele tem alta resistência a carga estática, mas baixa resistência à tração. Uma chapa de PLA lembra bem o comportamento do vidro.

Veja o exemplo de um suporte que sustentará uma carga: é possível com o PLA carregar uma carga maior, mas assim que atingir o limite ela vai romper de uma só vez. Do contrário, ao trabalhar com o ABS ou PLA EasyFill, a peça se alongaria mais antes do rompimento.

Então podemos afirmar que uma peça 3d feita à partir de PLA não é indicada quando elas sofrerão impacto, mas sim se a carga for estática. Mas não deixe também de conferir o PLA EasyFill que é um material superior e elimina este problema.

Peças que precisam ser lixadas

Finalizando, se você precisar lixar uma peça, não use PLA. Aquela sua peça linda ficará com o aspecto de um vidro lixado ou arranhado. Lembre-se de que sua dureza superficial é muito alta.

Outras formas não indicadas para uso do PLA

• peças que necessitem de um mínimo de alongamento ou flexibilidade;
• ambientes muito úmidos;

O filamento PLA é seguro para alimentos?

Quando não utilizado na impressão 3D, sim. Provavelmente diversos objetos comuns encontrados nas residências são feitos utilizando o PLA, como os recipientes de comida, embalagens e sacos de lixo. Entretanto, a impressão com PLA não é utilizada para criar recipientes de comida ou objetos que irão ser utilizados juntamente com alimentos.

Isso se dá devido ao fato de que na impressão 3D algumas lacunas ou cavidades podem surgir na peça e causar o acúmulo de sujeira e alimentos que não saem com a lavagem da peça. E mesmo biodegradável, pode ser considerado como um material muito forte e durável.

Esta é uma dúvida comum e recorrente. O contato das peças impressas com alimentos é permitido? Posso usar PLA ou PETG com alimentos?

PLA que é de origem natural e o PETG (pelas características químicas) são os filamentos mais lembrado para esse uso. Fabricantes destas matérias-primas afirmam que os polímeros podem sim ser utilizado para essa finalidade. No entanto, informamos que que para a produção do filamento são usados corantes ou pigmentos coloridos e estes não são de fontes naturais. Os filamentos PLA Transparente, PLA EasyFill e PETG-XT transparentes não são pigmantados.

Porém, o processo da impressora 3D, que passa o filamento pelo conjunto extrusor, pode levar resíduos e sujeira. Lembre-se ainda que o processo de impressão 3D é por camadas, mesmo que mínima, com baixa altura de camada como 0,1mm. Então é possível que microorganismos sejam alojados entre essas camadas.

Filamento PLA Antiviral

Desenvolvemos com exclusividade o Filamento PLA Protect com ação de até 99% de eficiência contra vírus, inclusive o Corona Virus da COVID-19. Com auxílio da nanotecnologia, este produto à base de PLA e partículas de prata poderá proteger as superfícies de contato contra estes patógenos.

A impressão com PLA

Após entender um pouco mais do material PLA, é hora conhecer também a impressão com PLA. Esse tipo de material de filamento de impressão 3D demanda atenção especial em 3 áreas: temperatura, adesão e estoque do material.

Qual a temperatura ideal da impressão com PLA?

Geralmente a impressão com PLA demanda uma temperatura ideal que varia de 185ºC até 205ºC. Caso utilize uma velocidade de impressão mais baixa ou mais alta,, a temperatura ideal de impressão irá variar conforme essas alterações. Como todos os tipos de materiais, a temperatura do extrusor de PLA pode variar em torno de 10% e é ideal controlar essa variação corretamente.

A melhor temperatura para começar uma impressão com PLA é em torno de 180ºC. Após isso, é ideal se notar como o material irá se comportar e ajustar essa temperatura de acordo com a impressão. Com um filamento de PLA de qualidade, como os da 3D Fila, normalmente a impressão irá acontecer com uma temperatura um pouco menor.

Encontrar a melhor temperatura pode ser um desafio de tentativa e erro e é importante ficar atento aos detalhes, ou usar a técnica de impressão de torre de temperatura. Quando a temperatura está alta o material começará a perder viscosidade e irá se desconectar em alguns momentos da impressora, prejudicando o trabalho de impressão com PLA. Quando a temperatura está muito baixa, pode-se notar dificuldade na aderência do filamento com o objeto impresso.

Um ponto importante é que a maior parte dos problemas com da impressão com PLA é devido as altas temperaturas. Ter a temperatura correta faz com que o objeto impresso tenha a beleza e a usabilidade necessárias para o seu correto uso.

Todo filamento PLA para impressora 3D exige temperaturas mais baixas para impressão. Como exemplo, o filamento ABS necessita de temperatura em torno de 230°C, o PETG 250°C e o Tritan-HT 260°C. Já o PLA pede por 180 a 230ºC. Essa temperatura pode variar de acordo com o fabricante, peça e processo. Lembre-se de que se você trabalha com velocidades menores, provavelmente vai precisar trabalhar com menores temperaturas. Por outro lado, se trabalhar com alturas de camadas maiores, vai precisar trabalhar com temperaturas maiores. De maneira geral é sempre indicado fazer pequenos ajustes.

Apesar de não ser um pré-requisito, a mesa de impressão pode ser aquecida a 60ºC para facilitar a adesão na mesa. Você também pode usar o nosso adesivo líquido ABOND para garantir que a peça não se solte durante a impressão.

Não deixe de usar cooler voltado para a peça. Se você está comprando uma nova impressora, exija este componente.

Veja abaixo os principais parâmetros para trabalho com nossos filamentos PLA:

Filamento PLA 3D Fila

• Temperatura do bico extrusor (nozzle): de 180 a 210°C (utilizamos 210°C)
• Temperatura da mesa: ambiente até 70°C (é possível imprimir sem esquentar a mesa)
• Retract: 3 milímetros (verificar cada impressora)
• Fator de extrusão (multiplier ou flow): 1,0 (100%)
• Diâmetro do filamento: 1,75mm ou 2,85mm
• Tipo de extrusora: pode ser usado em qualquer tipo de extrusor. Note que, para extrusores do tipo All Metal é recomendado usar lubrificação com óleo lubrificante (óleo de máquina ou até azeite / óleo de canola também). Mas confira sempre com o fabricante de sua impressora sobre como trabalhar com sua impressora 3d de forma adequada.
• Ventoinha direcional (fan) em 100% a partir da 2ª camada;
• Largura de extrusão (Extrusion Width): 0,48mm (largura de extrusão padrão)

Filamento PLA EasyFill 3D Fila

• Temperatura do bico extrusor (nozzle): de 180 a 210°C (utilizamos 210°C)
• Temperatura da mesa: ambiente até 60°C (é possível imprimir sem esquentar a mesa)
• Retração (retract): 3 milímetros (verificar cada impressora)
• Fator de extrusão (multiplier ou flow): 1,0 (100%)
• Diâmetro do filamento: 1,75mm ou 2,85mm
• Tipo de extrusora: pode ser usado em qualquer tipo de extrusor. Note que, para extrusores do tipo All Metal é recomendado usar lubrificação com óleo lubrificante (óleo de máquina ou até azeite / óleo de canola também). Mas confira sempre com o fabricante de sua impressora sobre como trabalhar com sua impressora 3d de forma adequada.
• Ventoinha direcional (fan) em 100% a partir da 2ª camada;
• Largura de extrusão (Extrusion Width): 0,48mm (largura de extrusão padrão)

Aderência

O sucesso da impressão 3D em geral é ter uma correta aderência do filamento com a superfície de impressão. O que torna o PLA um material de sucesso para a manufatura aditiva é a sua relativa facilidade na aderência com qualquer tipo de superfícies com um mínimo de cuidado e trabalho.

A mesa de aderência também é um fator que torna o PLA um filamento mais fácil de se trabalhar. Geralmente as temperaturas corretas deste local são em torno de 40ºC a 50ºC e esse filamento não necessita de uma mesa muito aquecida para uma boa aderência. Caso tenha, irá melhorar a aderência das primeiras camadas. Com a mesa aquecida, também pode ser interessante o uso de um adesivo como ABOND.

Armazenamento do filamento 3d

Este material segue os outros termoplásticos com o fato de ser higroscópico. Isto significa que com o tempo naturalmente irá absorver água do ambiente, e esta absorção pode prejudicar a impressão com PLA. O filamento tende a ficar quebradiço e as camadas são construídas com maior dificuldade durante a impressão 3D, podendo causar uma distorção da peça. Note que esta característica é muito menor com o filamento PLA EasyFill.

A solução para esse tipo de problema é um armazenamento correto do filamento de PLA, que passa por sacolas seladas para evitar a entrada de umidade e a utilização de materiais que retiram a umidade do ambiente.

Mais alguns detalhes do PLA…

A temperatura de derretimento do PLA é consideravelmente menor do que de outros materiais, por volta de 180ºC. Além disso, os objetos que utilizam o PLA como material conseguem suportar bem as condições normais de utilização.

Outro ponto importante é a impressão em objetos que utilizam o filamento de PLA. É considerado fácil esse tipo de acabamento e é melhor utilizar tintas acrílicas. As tintas de óleo ou de celulose também podem ser utilizadas e aderem bem à peça.

Qual a diferença entre o PLA, ABS e PETG?

Outros dois materiais material muito usado pelos usuários de impressão 3D são o filamento ABS e o filamento PETG (saiba mais sobre estes e muitos outros materiais para impressora 3d aqui). Todos são plásticos, mas são materiais bem diferentes. O ABS e o PETG tem origem no petróleo. Ambos apresentam uma resistência mecânica e térmica maiores do que o PLA, O ABS é fácil de ser lixado porque apresenta baixa dureza superficial, contrário ao PLA. Já o PETG possui excelente resistência química.

O material ABS tem como solvente a acetona pura, e esta acetona pode ser usada para dar acabamento e deixar a peça lisa (nós usamos soluções que tem alta concentração de acetona, como solução preparadora tigre), suavizando os efeitos de degraus das camadas.

Se você possui uma impressora 3d aberta, e principalmente sem mesa aquecida, vai preferir não trabalhar com ABS ou PETG, já que estes materiais tem um coeficiente de contração maior do que o PLA e provavelmente enfrentará com maior frequência empenamentos e delaminações de suas peças. Agora, se você tem uma impressora aberta, mas a mesa é aquecida, poderá trabalhar tranquilamente com o PETG, já que seu coeficiente de contração é um pouco menor que do ABS e possui uma característica que faz com que ele fique mais mole ou em fusão em temperaturas menores (em torno de 80 graus celsius).

Preparamos também um artigo comparando o filamento PLA com o filamento PETG aqui.

Qual é o melhor filamento PLA?

A 3D Fila é uma multinacional (com origem em Minas Gerais, Brasil) referência em impressão 3D. Utilizamos a matéria-prima de PLA da NatureWorks e outros parceiros. Trabalhamos apenas com matéria-prima de alto padrão de qualidade. Saiba então que será muito bem atendido tanto com PLA quanto PLA EasyFIll. Mas se você busca uma maior durabilidade e resistência à flexão, o PLA EasyFill será a melhor escolha.

Todas nossas linhas de produção são automatizadas para garantir filamentos e alto padrão de qualidade.

Saiba mais!

É sempre importante utilizar materiais de qualidade durante a fabricação de peças utilizando a impressão 3D. Utilizando o PLA, é ainda mais importante ainda garantir que o material possa ser utilizado sem sustos e preocupações, como os filamentos fornecidos pela 3D Fila!

Sempre trabalhando com materiais da melhor qualidade, a 3D Fila pode ajudar a sua impressão com PLA a atingir os melhores resultados possíveis na impressão 3D.

Siga agora e faça a compra de nossos filamentos PLA, PLA EasyFill ou ainda aproveite um de nossos COMBOS!