PLA Filament Nedir? PLA Filament İncelemesi
Polilaktik asit veya diğer adıyla PLA filament, bugüne kadarki en popüler 3D Yazıcı malzemesidir. Nispeten ucuzdur ve 3D baskı almak için yüzlerce canlı rengi ve karışımı vardır. PLA filamentin nasıl üretildiği, nasıl kullanıldığı, ideal baskı ayarları, uygulamaları ve daha fazlası bu yazımızda!
- Neden PLA Filament?
- PLA Filament Özellikleri
- PLA Filamentin Kullanım Alanları
- PLA Filament Çeşitleri
- PLA Filament ile Baskı Almak
- PLA Filament ile Yüzey İşlemi
- PLA Filament Saklama Koşulları
- PLA Filament Nasıl Üretilir?
- PLA ile Başka Hangi Üretim Yöntemleri Vardır?
- PLA Filamentin Faydaları Nelerdir?
- PLA Filamentin İyi Olmayan Yanları
- PLA’nın Geleceği
- İlgili Makaleler
Neden PLA Filament?
PLA filamentin 3D baskıdaki popülerliği, kolayca basılabilirliği ve çok yönlülüğünden kaynaklanıyor. Bitki bazlı ve biyolojik olarak parçalanabilir bir plastiktir, yani yenilenebilir kaynaklardan üretilir. Petrol bazlı diğer termoplastiklerden farklı olarak, PLA üretimi için kullanılan hammaddelerin bazıları mısır nişastası, tapyoka kökleri veya şeker kamışıdır. PLA’nın bu özellikleri ve tüketicilerin çevreye daha az zarar veren malzeme kullanma isteği, PLA’nın plastik piyasasına hızlı bir şekilde rekabetçi bir ürün olarak girmesini sağladı.
PLA Filament Özellikleri
PLA, psödoplastik, non-Newtonian bir sıvıdır. Bu, viskozitesinin (akmaya karşı direncinin) maruz kaldığı strese bağlı olarak değişeceği anlamına gelir. Spesifik olarak PLA, viskozitenin uygulanan stres ile azaldığı bir maddedir.
PLA Filamentin Mekanik Özellikleri
PLA plastik, polipropilen, polistiren ve poliüretan gibi geleneksel polimerlere kıyasla iyi mekanik özelliklere sahiptir. Özellikle, Young’s modulus (gerilme veya basma altındaki uzamayı tolere etme kabiliyeti), gerilme kuvveti (bir şeyi çekmek için gereken kuvvet) ve eğilme dayanımı (plastik deformasyonu başlatmak için gerekli stres) söz konusu olduğunda iyi bir mekanik özelliğe sahiptir.
PLA Filamentin Termal Özellikleri
PLA filamentinin termal özellikleri moleküler ağırlıklarına bağlı olmasına rağmen, PLA yarı kristalli bir polimer olarak sınıflandırılabilir. Cam geçiş sıcaklığı yaklaşık 55°C’de ve erime sıcaklığı yaklaşık 180°C’dir. Örneğin ABS filamenti gibi diğer termoplastikler düşünüldüğünde PLA nispeten düşüktür ve tıpkı yağ bazlı plastikler gibi PLA da yanabilir. Önlemler alınmalıdır.
PLA Filamentin Kullanım Alanları
PLA filament, sayısız uygulama için harika bir malzemedir. Diğer filament tiplerinde bulunan mekanik özelliklere sahip olmamakla birlikte, PLA’nın basılması kolaydır, birçok renk ve çeşit ile gelir.
Çoğu PLA filament türü görsel baskılar ve hızlı prototipleme için özellikle 3D yazıcı ile üretilen parçanın çok fazla stres veya baskıyla karşılaşmaması durumunda mükemmeldir. Bu nedenle PLA filament, mekanik özelliklere, dayanıklılığa veya bozunabilirliğe bağlı olmayacak modeller için idealdir.
Muhtemelen, alet tutucuları veya telefon kılıfları gibi bükülüp kırılabilecek olan modeller için PLA filamentini kullanmaktan da kaçınmak isteyeceksin. Ayrıca PLA filament, genellikle ısıya dayanıklı değildir. Bu nedenle, daha iyi mekanik özelliklere sahip bir filament kullanmak daha iyidir.
Bunun dışında PLA filament hemen hemen diğer tüm uygulamalar için mükemmel bir seçenektir. PLA’nın en popüler kullanımlarından bazıları arasında görsel modeller, şekiller ve karakterler, az aşınan oyuncaklar, işlevsel olmayan prototip parçalar ve kaplar bulunur.
-
Gıda Ambalaj Endüstrisi: PLA filament, yiyecek depolamak için kullanıldığında Recognized as Safe (GRAS) yani genel olarak güvenli olarak tanınır. Belirli sıvılar temas halinde laktik asidi serbest bıraksa bile, insanlara zarar verecek kadar yüksek bir konsantrasyona sahip olmadığı tespit edilmiştir.
-
Sağlık ve Medikal Endüstrisi: PLA filament biyolojik olarak uyumludur, yani insan vücudundaki asgari iltihaplanma ve enfeksiyonu olan cihazlar için kullanılabilir. Sonuç olarak, biyomedikal ve klinik uygulamaların üretiminde, vidalar, plakalar, cerrahi yapı ve kafesler gibi kemik sabitleme cihazlarında ve ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılmaktadır. PLA filamentin biyo-uyumluluğu ve vücutta çözünme kabiliyeti, doku kaybı ve organ yetmezliği gibi sorunları çözmede büyük umut vaat ettiğini göstermektedir.
-
Tekstil Endüstrisi: Plastik endüstrisindeki çalışmalar yenilenemeyen polyester tekstillerin yerine biyo kaynaklı PLA elyafının alması hedefleniyor. Avantajları arasında hava alabilmesi, daha düşük ağırlık ve geri dönüştürülebilirlik sayılabilir.
-
Kozmetik Endüstrisi: Plastik kirliliğinin tüketici bilinci, endüstrileri, ürünün korunmasını sağlayan sürdürülebilir çözümler kozmetik sektörünü de araştırmalara yönlendirmiştir.
PLA Filament Çeşitleri
PLA filamentlere, çeşitli uygulamaların özel ihtiyaçlarını karşılamak üzere katkı maddesi eklenerek üretilmiş filamentler vardır. Katkı maddeleri sayesinde, PLA filamentlerin çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklerinde değişiklikler yapılır. Işığa veya ısıya maruz kaldığında renk değiştiren filamentler olduğu gibi, bakteri tutmayan (antibakteriyel) filamentler de bulmak mümkündür. Örneğin, PLA ile genellikle %30-%40 oranında karıştırılmış çeşitli filamentler mevcuttur.
Tüm katkılı 3D yazıcı PLA filament çeşitleri aşağıda listelenmiştir:
- Normal PLA Filament
- PLA+ (Plus)
- Alüminyum (Metal) Filament
- Pirinç (Metal) Filament
- Bronz (Metal) Filament
- Bakır (Metal) Filament
- Manyetik Demir (Metal) Filament
- Paslanmaz Çelik (Metal) Filament
- Karbon Fiber Filament
- Antibakteriyel Filament
- Bambu Ağacı Filamenti
- Huş Ağacı Filamenti
- Sedir Ağacı Filamenti
- Hindistan Cevizi Ağacı Filamenti
- Mantar Ağacı Filamenti
- Söğüt Ağacı Filamenti
- Çam Ağacı Filamenti
- Abanoz Ağacı Filamenti
- Zeytin Ağacı Filamenti
- Bira Filamenti
- Kahve Filamenti
- Renk Değiştiren Filament
- İletken Filament
- Esnek (Flex) Filament
- Floresan Filament
- Transparan Filament
- Parıltılı Filament
- Karanlıkta Parlayan (Glow-in-the-Dark) Filament
Diğer 3D Yazıcı Filament Çeşitleri için tıkla.
PLA Filament ile Baskı Almak
Daha önce de belirtildiği gibi, PLA filament, baskı ayarları konusunda son derece esnektir. 3D yazıcının yatağı düz olduğu sürece, 3D yazıcın iyi çalışır durumdadır ve baskılar (genellikle) başarılı olur.
İyi bir baskı için sıcaklık çok önemlidir. Çok sıcak uç ve yatak ile modelin istediğin kalitede olmayabilir. Çok soğuk olması da nozzle’ı bir saat temizlemekle uğraşmana neden olabilir. PLA filament ile en iyi baskı sıcaklığını elde etmene yardımcı olacak bir yazı hazırladık.
PLA Filament İçin En İyi Baskı Sıcaklığı
İdeal bir dünyada, 3D yazıcını da ayarlayabileceğin ve sadece baskı alabileceğin mükemmel bir sıcaklık olacaktır. Gerçekte, PLA (polilaktik asit) filamenti için mükemmel sıcaklık mevcut değildir. Bunun yerine, en iyi PLA filament baskı sıcaklığını elde etmek için deneme yanılma yapılmalıdır.
PLA filament, sıcaklık söz konusu olduğunda oldukça esnektir ve baskı sıcaklığını çok sıcak veya çok soğuk yapmadığın sürece, baskıların iyi olması gerekir. Dahası PLA, ABS (akrilonitril bütadien stiren) veya PETG (polietilen tereftalat) filamentinden daha kolay kullanıldığından denemeye başlamak için harika bir yoldur.
Sıcaklık aralıklarını denerken hatırlanması gereken önemli bir nokta, belirli renklerin ve PLA markalarının farklı sıcaklıklarda basılabileceğidir.
PLA Filamentte Nozzle İçin Sıcaklık Değerleri
Tek bir PLA baskı sıcaklığına sahip olmak yetmez. Gereksinimlerine bağlı olarak yazdırman gereken çeşitli sıcaklıklar vardır. PLA’nın baskı sıcaklığı aralığı genelde yaklaşık 190°C ila 220°C arasındadır.
Katmanların birbirine yapışmıyorsa, baskı sıcaklığını arttırmak genellikle bu sorunu çözecektir. Diğer taraftan nozzle’ın ucunun soğutucu fan ile soğutulması, baskı kalitesine yardımcı olabilir. Ekstrüder çok sıcaksa, PLA filament ekstra yumuşak ve ince olabilir. Bu, baskılarının dağınık ve sarkık olmasına neden olabilir.
PLA Filamentte Nozzle İçin Kötü Sıcaklık Belirtileri
Nozzle’ın doğru sıcaklıkta ısıtılmadığını gösteren bir başka belirti ise 3D yazıcının köprü atamamasıdır. Bu, PLA filamentinin çok sıcak olduğu ve düzgün şekilde soğumadığı anlamına gelebilir. Nozzle çok sıcaksa, baskıların gösterildiği gibi dağınık ve sarkık olacaktır. Nozzle’ın soğutulması bu konuda yardımcı olabilir.
Bu arada, 3D yazıcı yatağına yapışmayan modeller, bazen nozzle’ın fazla soğuk olmasından kaynaklanmaktadır. Soğuk bir nozzle ile baskılarında dar kenarların üretimi zorlaşabilir. Nozzle’da ideal sıcaklığı elde etmenin en iyi yollarından biri denemeler yapmaktadır. Sıcaklığı yavaşça, yukarı ya da aşağı ayarlayarak, senin için en iyi olanı bulmalısın.
Farklı marka ve renkteki filamentlerin, en iyi baskı sıcaklıkları birbirinden farklı olabilir. Örneğin, yaklaşık 215°C’de baskı alınan siyah renk bir PLA filament, 210°C’de baskı alınan mavi renk filamentten farklı bir sıcaklığa sahip olabilir. Sıcaklıklar arasındaki küçük farklılıklar bile baskılarını etkileyebilir.
PLA Filamentte Isıtmalı Yatak İçin En İyi Sıcaklık
Isıtmalı yataklar 3D yazıcı için çok önemlidir. 3D yazıcıların hepsinde bulunmasa da, her zaman belirli bir sıcaklığa ayarlanması gerekir. PLA filament için önerilen yatak sıcaklığı 70°C olsa da, en iyi aralığın 55°C ile 70°C arasında olduğunu tespit ettik.
PLA Filamentte Yatak İçin Kötü Sıcaklık Belirtileri
Yatak sıcaklığının çok soğuk olduğuna dair en açık gösterge, baskılarının tablaya yapışmamasıdır. İyi yapışmıyorlarsa, sıcaklığı biraz yükseltmen iyi olabilir. Daha sıcak bir yatak, filamentin yumuşamasına yardımcı olarak yapışmasını sağlar. Yatağını çok fazla ısıtmamaya dikkat et, aksi takdirde modellerinde, resimde gördüğün gibi, ilk katmanlarda yanlara doğru yayılmalar ile karşılaşabilirsin.
İlk katmanın yaygın ve geniş olması, 3D yazıcının yatağının çok sıcak olmasından kaynaklanmaktadır. Bu, modelin ilk birkaç katmanını eritir ve modelin ağırlığı onları aşağı doğru iter. Yaygın ve geniş kısım, özellikle model çok ağır olduğu zaman olur. Çünkü modele daha fazla baskı uygular. Bu sorun, yatağın sıcaklığını biraz daha azaltarak kolayca giderilebilir. Sadece yatağı çok soğuk yapmadığından emin ol.
PLA Filament Baskı Sıcaklığını Etkileyen Dış Etmenler
Dış etmenler PLA filamentin baskı sıcaklığını da etkileyebilir. Örneğin, bir pencereden gelen serin bir esinti varsa, nozzle’ın sıcaklığı düşecektir. Ayrıca, 3D yazıcının bulunduğu ortamdaki klima da baskı sıcaklığını düşürebilir.
Baskıların için en iyi şeylerden biri 3D yazıcın için bir muhafaza oluşturmaktır. Muhafazaların iki amacı vardır: dış sıcaklık değişimlerinin baskılarını etkilemesini önler ve içerde ısıyı sabit tutarlar. Bu muhafazaların birçoğu Thingiverse‘de bulunan tasarımlar, birkaç kontrplak ve pleksiglas parçaları ile yapılabilir. Aşağıdaki nasıl muhafaza yapılacağını gösteren bir video da bulunmaktadır.
PLA Filament İçin Mükemmel Ayarları Bulmanın En İyi Yolu
Deneme ve yanılma hem yatağın hem de nozzle’ın sıcaklığını belirlemenin en iyi yoludur. Baskılarının özensiz olduğunu tespit edersen, nozzle sıcaklığını bir miktar azalt. Baskıların bozuluyorsa veya tablaya yapışmıyorsa, belki nozzle sıcaklığını ve yatağın sıcaklığını bir miktar arttırman gerekebilir.
İlk katmanların yaygın ve geniş olması da 3D yazıcı yatağının kalibrasyonunun düzgün yapılmaması veya yatak sıcaklığının çok sıcak olduğunu gösteren önemli bir gösterge olabilir. Belirtilen aralıklar içinde kaldığın sürece, deneme yapmak en uygun PLA baskı sıcaklığını elde etmenin en iyi yoludur.
PLA Filament ile Yüzey İşlemi
PLA filament ile üretilen model, baskı tablasından çıktıktan sonra çeşitli yollar ile işlemden geçirilebilir.
PLA filament ile üretilem modelin zımparalanması, delinmesi ve doldurulması mümkündür. Ancak, plastiğin sıcaktan çok yumuşamaması için özel dikkat et. Düşük bir yumuşama sıcaklığına sahip olan PLA, aletleri kolayca deforme edebilir. Delme ve kılavuz çekme sırasında, modelin ve delme ucunun soğuması için düzenli olarak bekle. Zımparalama gerektiğinde, aşırı ısınmayı önlemek için ıslak zımparalamayı dene. PLA ile üretilen modellerinde parlak ve katmanların gözükmemesini istiyorsan, zımpara ve epoksi ile işleme sokup kaplama yapabilirsin. Kimyasallar ile yüzey yumuşatma PLA baskılarda da mümkündür, ancak içerdiği toksik kimyasalların zararlı olması nedeniyle kesinlikle tavsiye edilmez.
PLA’nın boyanması ve yapıştırılması son derece kolaydır. Çoğu boya (sprey boya, akrilik vb.) ve yapıştırıcılar (süper yapıştırıcı, epoksi vb.), PLA’yı aksesuarlar ve dekoratif parçalar için ideal hale getirecek şekilde işlemeni sağlar. Aşağıdaki videoda aseton kaynağı temiz ve güvenli bir kimyasal bağ sağlar.
Sorunsuz Baskılar İçin PLA Filament
PLA filament, 3D yazıcıda harika çok yönlü bir malzemedir. Çalışması kolaydır, inanılmaz derecede çok yönlüdür ve çok çeşitli nitelik ve karışımlarla gelir.
Umarız, bu yazımız seni PLA filament hakkında bilgilendirmiş ve güzel baskılar almanı sağlamıştır. PLA ile yazdırmada En İyi Filament Baskı Sıcaklığı hakkında bilgiler edinebileceğin bir yazımız ve genel sorunları gidermek için ayrıntılı 3D Yazıcı Sorunları kılavuzumuza göz atabilirsin.
PLA Filament Saklama Koşulları
Daha önce de belirttiğimiz gibi satın alınacak sınırsız PLA filament çeşidi vardır ve kaliteli baskılar alabilmek için hepsinin uygun şekilde saklanması gerekir. Filament makarası üzerinde ne tür bir malzeme bulunduğuna bakılmaksızın, 3D yazıcı filament depolama son derece önemlidir. Açıkta bırakıldığında, bu plastikler havadan su çekmeye meyillidir ve bu nem 3D yazıcı deneyiminde bazı büyük sorunlara neden olabilir.
Bu olguya, 3D yazıcı filamentinin su moleküllerini çekmesini sağlayan bir özellik olan higroskopi denir. Naylon ve PVA gibi özel filamentler için bu su çekme sorunu sadece birkaç saat içinde ortaya çıkabilir. Bu nedenle, her iki filament de hemen hava geçirmez bir kapta saklanmalıdır.
PLA filamentin daha uzun raf ömrü olmasına rağmen, nihayetinde malzeme nemden etkilenir ve bu da baskılarını olumsuz yönde etkiler. Su emilimi gerçekleştiğinde, artan gevreklik, çap büyüme, filament kabarcıklaşması, filament bozulması veya kolayca kırılabilir filament ile karşılaşabilirsin. Bunu önlemek için, PLA filamenti hava geçirmez bir kapta veya özel bir kutuda saklaman gerekir.
Geliştirilmiş bir dizi saklama çözümü vardır ve kendi başına bile kolayca yapabilirsin. Filamentlerin saklama koşulları ile ilgili detaylı bilgi için Filament Depolama Rehberi yazımızı okumanı tavsiye ederiz.
3D Baskı ve Performans
PLA filament, 3D baskı ayarlarının yapılması ve yazdırılması en kolay malzemelerden biridir. Geniş bir 3D baskı sıcaklığı aralığı vardır, katmanlar arası çatlama veya kalkma minimumdur ve baskı sırasında ortama kötü koku yaymaz. Bu nedenlerden dolayı birçok kişi yalnızca PLA filament kullanmaktadır. 3D yazıcı ile baskı almaya yeni başlıyorsan, PLA tam sana göre!
PLA 3D yazıcı filamenti, yüksek baskı kalitesiyle de bilinmektedir. Estetiğin önemli olduğu parçalar için en iyi şekilde tekrarlanabilir baskı kalitesi sunar. Pigmentlerle renklendirilebilen PLA filamentler, yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi her çeşit canlı renk ve karışımda mevcuttur.
PLA filament, hafif prototip ve model üretimi gibi pratik uygulamalarda gayet iyi bir performans gösterir. Özellikle son yıllarda, PLA filamentleri karışımlarla birlikte dayanıklılık bakımından çok daha iyi bir hale gelmiştir. Hatta birçok PLA filament, standart ABS filamentten bile daha güçlüdür. Basılan parçanın yüksek miktarda yük taşıması ve dayanıklılık göstermesi gerektirmediği sürece PLA sana yeterli olacaktır.
PLA Basabileceğin En Kaliteli 3D Yazıcılar
PLA filamentini en kaliteli şekilde basabileceğin, büyük hacimli, düşük maliyetli ve birçok yeni özelliği olan bir 3D yazıcıya sahip mi olmak istiyorsun?
Hangi yazıcıyı alacağına karar veremiyorsan, bütçene göre profesyonel ve uygun fiyatlı performansı yüksek 3D yazıcıları inceledik.
PLA Filament İçin Diğer Faktörler
PLA filament ayrıca daha çevre dostu bir plastik arayanlar için tercih edilmektedir. PLA filamentin hammadesi bitki kökenli olduğu için biyolojik olarak parçalanabilir. Biyolojik olarak parçalanabilirliği, normal oda şartlarında basılmış modelleri parçalamak için yeterli değildir. Ancak bu, gerekirse PLA’nın ayrışmasını sağlar.
PLA filamenti bu kadar popüler hale gelmesinin bir diğer nedeni, uygun fiyatlarda ve çeşit olarak zengin bulabilmendir. Makara başına 15 ile 45 Dolar fiyatına sahiptir ve mat beyazdan ahşap dolguluya kadar bir çok seçenek sunmaktadır. Neredeyse her uygulama için uygun bir PLA filament bulabilirsin.
PLA Filament Nasıl Üretilir?
PLA filament, mısır nişastası veya şeker kamışı gibi bir karbonhidrat kaynağının kontrollü koşullar altında fermantasyon yoluyla üretilen bir polyesterdir. Yapı taşları laktik asit veya laktit monomerleri olabilir. Daha sonra PLA’da polimerize olurlar.
Başlangıçta, mısır ıslak öğütme işleminden geçer ve nişasta ayrılır. Nişasta daha sonra asit veya enzimler ile karıştırılır ve ısıtılır. Bu işlem nişastayı dekstroz (D-glikoz) veya mısır şekerini kırar. Son olarak, glikozun fermantasyonu, PLA’nın temel bileşeni olan L-Lactic asiti üretir.
PLA plastiğinin laktik asitten üretilmesi için iki yöntem uygulanır. Birincisi, laktit, daha büyük molekülerin ağırlıklarla sonuçlanan bir ara durum olarak kullanılır. İkinci yöntem, laktik asidin doğrudan polimerizasyonundan oluşur.
Polilaktik asit veya PLA filament, FDM 3D yazıcı endüstrisinde en çok kullanılan filamenttir. Kolayca 180°C’de baskı yapılabilir ve çok çeşitli karışımlara sahiptir. Tüm bunlar hem yeni başlayanlar hem de profesyoneller için standart bir seçimdir. Ancak, genelde daha az bahsedilen ve oldukça benzersiz bir özellik daha vardır: PLA filament biyolojik olarak parçalanabilir ve doğa dostudur. Bunun nedeni, tabii ki, PLA’nın doğal karışımlar da içermesidir.
PLA ile Başka Hangi Üretim Yöntemleri Vardır?
PLA plastiğinin işlenme yöntemleri, PS ve PET gibi diğer ticari polimerlere uygulananlardan farklı değildir. Endüstriyel üretim sırasında özel önem taşıyan husus PLA’nın nemini kontrol etmektir. Yüksek nem konsantrasyonu başarısız ürüne neden olabilir. Ek olarak, yüksek sıcaklıklarda üretim PLA’nın bozulmasına neden olabilir.
Gerçek üretimden önce, PLA filamentinin ortam koşullarında orijinal ambalajında saklanması önerilir. Bu termoplastiğin hızlı nem alımını göz önünde bulundurarak malzemenin önceden kurutulması da iyi bir fikirdir.
- Ekstrüzyon: PLA’nın üretiminde ilk adım, plastik granüllere basınç altında akmaları için ısı uygulanmasıdır. İşlem, pompalama, ısıtma, karıştırma ve basınçlandırma işlemlerini içerir. Termoplastiklerin ekstrüzyonu hakkında daha fazla bilgi için buraya göz atabilirsin.
- Enjeksiyon Kalıplama: Seri üretimde, kalıpların ilk maliyetleri ödendikten sonra oldukça ucuz parçalar üretmek mümkündür. Bununla birlikte, PLA üretimi için enjeksiyonla kalıplama kullanımı, diğer termoplastiklerle karşılaştırıldığında yavaş kristalleşme hızı göz önüne alındığında, sınırlamalar getirir.
- Enjeksiyonlu Germeli Üflemeli Kalıplama: İmalat işlemi esas olarak farklı termoplastiklerden oyuk parçalar üretmek için kullanılır.
- Dökme Film ve Tabaka: Koruyucu gıda ve tekstil ambalajından, kredi kartı döküm filmlerine, bu işlem tipik olarak çok katmanlı bir film oluşturmak için iki veya daha fazla malzemenin aynı anda ekstrüzyonunu içerir.
- Termoform: Bu işlem PLA’nın yumuşama noktasına kadar ısıtılmasıyla başlar. Termoplastik daha sonra hedef forma katılaşana kadar yerinde tutulurken gerilir.
- 3D Yazdırma: PLA, bugüne kadarki en popüler 3D yazıcı filamentidir. Basmak kolaydır, rekabetçi bir fiyat ve pazarda geniş bir çeşitlilik sunar.
PLA Filamentin Faydaları Nelerdir?
PLA Filament Toksik Değildir
PLA toksik değildir. Aslında PLA, tıp endüstrisinde vücutta zaman içinde biyolojik olarak parçalanabilen implantlarda kullanılır. Bu ifadenin sadece PLA’nın sağlam bir formda olması durumunda geçerli olduğunda geçerli olduğunu söylemeden geçmeyelim.
Bazı evlerde veya iş yerlerinde 3D yazıcılarda yetersiz havalandırma bulunmaması risk kaynağı olarak rapor edilmiştir. PLA tarafından yayılan kimyasalların zararsız olduğu iddia edilse de, nanopartiküllerin salınımı potansiyel olarak sağlık tehdidi oluşturabilir.
PLA Filament Doğada Çözünür
PLA filament, 3D yazıcılar için en popüler filamentlerden biridir. Başlıca tercih edilmelerinden biri, biyolojik olarak parçalanabilir olmasıdır. Ancak, bu gerçekten doğru mu? PLA filament doğada çözünebilir mi?
PLA biyo-bazlı ve biyobozunurdur. Bunlar en göze çarpan özellikler, özellikle birinin otomatik olarak ötekini ima etmediğini düşünüyoruz. Biyo bazlı olması, materyalin biyokütleden türetildiği anlamına gelir. Biyobozunur olduğu için PLA, su, karbondioksit ve kompozit gibi doğal malzemeye dönüşebilir. Bu işlem, ortamdaki mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilir ve sıcaklık ve nem gibi koşulların şiddetine bağlıdır.
PLA Filament Nasıl ve Ne Kadar Sürede Çözünür?
Biyolojik çözünme süreci çevreye büyük ölçüde bağlıdır. Kısacası, sıcaklık, nem ve mikroplar, bir yıl boyunca bozulma için gerekli üç unsurdur.
PLA filament, zengin mikroorganizma varlığı olan ve yüksek sıcaklıktaki ortamlarda en iyi şekilde çözünür. Toprak tek başına yeterli olmayabilir. Gerekli ısıda (PLA cam geçiş sıcaklığı olan yaklaşık 60°C civarında) görülebilir çatlaklar ve çürüme belirtileri için kabaca altı ay geçmesi gerekir. Ancak bu daha çok toprak yapısına bağlıdır.
PLA filamentinin oda sıcaklığında ve basınçta çözünmesi çok daha uzun sürer. Normal bir odada PLA filament uzun yıllar dayanacaktır. Bilinen bir yanlış ise, güneş ışığı ısı için yararlı olsa da biyolojik çözünmeyi hızlandırmaz. UV ışığı sadece malzemenin rengini kaybetmesine ve çoğu plastik üzerinde olduğu gibi solmasına neden olur.
PLA Filamentinin Doğada Çözünmesi Hızlandırılabilir Mi?
Kontrollü bir ortamın dışında yavaş ayrışma gerçekleşmektedir. PLA plastik biyolojik olarak parçalanabilse de, yalnızca belirli ve kontrollü koşullara sahip olduğunda, yani ticari kompost tesisleri mevcut olduğunda, üç ay içinde ayrışabilir. Bir çöplükte parçalanması 100 ila 1000 yıl arasında bir zaman alabilir.
Bu yavaş parçalanma sürecinin iyi ya da kötü olması, bakış açına ve modelin için aklındaki kullanıma büyük ölçüde bağlıdır. Sürdürülebilir kalkınma ilkelerine göre, biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler idealdir, çünkü sonunda doğaya geri dönerler. Bu özellik modelinin, kemik ameliyatlarında olduğu gibi, belli bir süre sonra ortadan kaybolması amaçlanan durumlarda da faydalıdır.
Öte yandan, çoğu 3D model bozulmaması amacıyla üretilmektedir. Neyse ki, çoğu bu şekilde kalacaktır zaten. Yukarıda bahsedildiği gibi, PLA filamentinin biyolojik olarak parçalanması, içinde bulunduğumuz günlük ortamın dışındaki koşulları gerektirir. Biyolojik parçalanma gereksinimlerinin dışında olan bir ortamda, serin ve kuru yerlerde, PLA filament ile üretilmiş modellerin çok daha uzun süre dayanır.
PLA filamentinin doğadaki çözünmesini kısaca açıklarsak:
- PLA filament biyolojik olarak parçalanır, çünkü kökeni doğaldır ve mikroorganizmalar onu kompost haline getirmek için besleyebilirler.
- Biyolojik çözünme için bahçe toprağında bulunabilecek nem, 60°C sıcaklık ve mikroorganizmalar gereklidir.
- Gerekli koşullarda, PLA filament 6 ay içinde biyolojik bozulma belirtileri gösterecektir.
- Normal oda koşullarında, PLA filament yüzlerce yıl dayanacaktır.
PLA Filament Çözünmesi Sürdürülebilir Mi?
Bu sorunun cevabı, kesinlikle Dünya’da sorulduğu yere bağlıdır. Basitçe evet, PLA filament sürdürülebilirdir. PLA filament, CO2’yi emen ve glikoza dönüştüren yenilenebilir kaynaklardan gelir. Bu daha sonra neredeyse hiç karbon içermeyen bir ürün elde etmek için işlenir. PLA filament tüketici tarafından atıldıktan sonra, biyolojik olarak parçalanabilir.
PLA plastiğinin doğru şekilde atılması çok özel koşullar gerektirir ve diğer plastiklerle karıştırılması tüm geri dönüşüm sürecini etkileyebilir. Atık PLA plastiğinin ayrıştırılması ve endüstriyel kompost tesisine gönderilmesi gerekir. Bu, ulaşım için çevresel bir maliyet anlamına gelir. Daha sonra, biyoplastik yaklaşık 60°C’ye ısıtılmalı ve materyali parçalayacak olan özel mikroplara maruz bırakılmalıdır.
Ancak, birçok şehirde bu süreci yürütecek imkanlar yoktur. Öyle olsalar bile, PLA plastiği her zaman sağlanamayacak katı bir ayırma işlemine ihtiyaç duyar. Sonuç olarak, PLA plastik atıklarının çoğu çöplüklere veya okyanuslara bırakılacaktır.
PLA Filamentin İyi Olmayan Yanları
Tabii ki, hiçbir malzeme mükemmel değildir. PLA filamentin mükemmel ve hepsi bir arada malzeme olmasını engelleyen birkaç dezavantaja sahip özelliği vardır:
Mısırların Azalması
Dünyanın yükselen nüfusu, tüm mısır mahsullerinin ihtiyacı olan nüfusu beslemek yerine, biyo-plastik üretiminde harcanmasının etik olup olmadığına dair kaygılar vardır.
Ayrıca, genetiği ile oynanmış transgenik mahsullerin kullanımına büyük ölçüde güvenilmektedir. Mısır yerine bu bitkiler kullanılabilir. Ancak, monokültürdeki yükseliş, uzun vadede kontrol edilmemesinden dolayı büyük ölçüde dile getirilen endişeleriyle birlikte kamusal alanda önemli bir dezavantaj oluşturabilir.
Dayanıklılık
Petrol bazlı plastiklerle (örneğin ABS filament) karşılaştırıldığında, PLA gibi biyoplastikler güçlülüklerinde ve kristalliklerinde yetersizdir. PLA filamentinin sıcaklık direnci de zayıftır. Farklı üreticiler ve karışımlar farklı sonuçlar verse de çoğu PLA 50 ila 60°C arasında bir yerde yumuşar. Ateşe, sıcak suya ve hatta sürekli, doğrudan güneş ışığına maruz kalırsa modelin bozulur.
PLA filamentinin biyolojik olarak parçalanabilirliği, dayanıklılığın düşük olmasından dolayı da bir dezavantaj olabilir. Normal oda koşullarında, biyolojik bozulmanın etkileri özellikle belirgin olmayacaktır. Dış mekanda kullanım, PLA baskılarını hızlı bir şekilde aşındırabilir. ABS, ASA ve PETG gibi diğer filamentler bu uygulamalar için daha uygun olacaktır.
Gıda Uyumluluğu ve Güvenliği
Polilaktik asit veya PLA, mısır, tapyoka ve patates gibi doğal malzemelerden türetilen bir biyoplastik baskı maddesidir. Bu nedenle, PLA filamentinin güvenli olduğunu varsayabilirsin, çünkü düzenli olarak yediğimiz şeyler ile yapılır. Ama bu gerçekten böyle mi? PLA filament gıda için güvenli midir?
PLA filament genellikle gıda güvenliği olarak için tercih edilmez. Aslında doğal yollar ile üretilmiştir, ancak katkı maddeleri ve pigmentler eklendikçe doğallığı bozulmaktadır. Sadece belirli karışımlar gıda için güvenli olarak kabul edilir ve bunlarla bile, modelinin katmanlarında ve kusurlarında bakteri birikmesi sıkıntı olacaktır.
James Madison Üniversitesi’nde (JMU) uzmanlardan oluşan bir ekip, PLA filamentini çeşitli koşullar için test etme ve bunun ne kadar güvenli olduğunu değerlendirdi. PLA’yı farklı sıcaklık ve süreler altında test ettiler ve gıdada bulunan ortak malzemeleri kullandılar.
JMU 3SPACE sınıfına göre, bilim adamları “PLA filamentinin gıda ile temasta kullanıldığında Recognized as Safe (GRAS), yani genel olarak güvenli, olduğunu” keşfetti. Sonuçlar, Food and Chemical Toxicology Journal’da 1995 sayısında (cilt 33) yayınlandı.
Araştırma bulgularına rağmen, JMU, 3D yazıcıların sıcak uçları ile kirlenebilecek PLA filamentinin tehlikeleri konusunda uyardı. PLA’yı yazdırırken ve işlerken kullanılan güçlü kimyasallar ve ısı karışımı sağlık için tehlike oluşturur. Ek olarak, PLA’daki renklendirme, gıda için güvenli olmayan bir katkı maddesi içerir. Diğer bir endişe ise, PLA filament ile üretilmiş bir 3D modelin zararlı mikrop ve bakterileri barındırabilecek küçük deliklere ve çatlaklara sahip olmasıdır.
JMU, PLA’nın yalnızca bir kez kullanıldığında veya su gibi basit şeyler için güvenli olabileceği sonucuna varmıştır. Ancak, tekrarlayan kullanımlar sağlık sorunlarına neden olabilir.
Baskı Sırasındaki Zehirli Maddeler
Çoğu 3D yazıcı, tehlikeli kimyasallar içeren sıcak uçlara sahiptir. Bu zararlı maddeler PLA filamentinizi kirletebilir. Paslanmaz çelik ile üretilmiş nozzle’a sahip bir 3D yazıcın varsa biraz zehirli malzeme kalıntıları için biraz daha güvenli olabilirsin.
PLA Filamentindeki Kimyasallar
PLA filamentinin renkli olması, özelliklerini (renk, kuvvet) arttırması beklenen başka katkı maddelerine sahip olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, gıda ile temas edecek herhangi bir şey yazdırmak istiyorsan, “doğal” veya “saf” PLA’yı düşünmelisin.
Bakteri Oluşumu
Tüm 3D yazıcılar ile basılmış modellerde mikrop ve bakteriler için verimli bir üreme zemini sağlayan gözenekler (küçük boşluklar ve çatlaklar) vardır. Ne yazık ki, PLA filament ile üretilmiş parçalarda da bu sorun vardır. Mikroplar ve nem gözeneklerde birikir ve özellikle PLA yüksek sıcaklıklarda çözüldüğü veya eridiği için bulaşık makinesinde yıkanamaz. Bu nedenle, mikrop ve bakteriler asla tamamen temizlenemez.
Unutma, tek kullanımlık kaplar üretirken bakteri birikmesi için endişe etmene gerek yok, ancak kaplarını birden çok kez kullanmak istiyorsan, bunu tekrar düşünmelisin.
PLA Filament Ultra İnce Parçacık (UFP) Yayıyor Mu?
PLA filamentinin gıda için güvenliğini sağlamak için %100 steril ve toksik olmayan sıcak bir uç (nozzle) kullanman gerektiğini düşünsen de bu o kadar kolay bir iş değil. Ürettiğin modelin gözenekli yapısının sağlık açısından risk teşkil edeceğini unutma.
Aşağıda, gıda güvenliği tartışmalarına ışık tutan başka kaynaklar var.
Illinois Institute of Technology’den uzmanlar, 2016’da yayınlanan ve 3D yazıcıların emisyonlarını araştıran bir çalışma yaptılar. PLA ve ABS filamenti kullanan FDM 3D yazıcıların çok miktarda ultra ince parçacık, ultrafine particles, (UFP) yaydığını keşfettiler. Bu parçacıklar, baskılarının yüzeyinde olurlar ve yüksek miktarlarda alındığında, olumsuz sağlık etkilerine neden olabilir.
Söz konusu çalışmayı çürüten Hackaday‘a göre, araştırmacılar farklı 3D yazıcılar kullanarak basılan farklı malzemeleri incelediler ve kimyasal emisyonları ve UFP’leri ölçtüler. PLA filamenti genel olarak daha az yaydığı halde tüm malzemelerin UFP’ye maruz kalmanın artmasına neden olduğunu keşfetti. 3D yazıcı markaları arasında önemli bir değişiklik olmadı ve araştırmacılar, 3D yazıcının yanında oturup uzun süre çalıştırmadığın sürece UFP’ye maruz kalmanın büyük bir sorun olmadığını tespit etti. Çalışma emisyonları onayladı, ancak PLA’nın yine de zararsız olduğunu öne sürdü.
Amerikan Kütüphaneleri ayrıca, 3D yazıcıların yüksek seviyelerde UFP ve uçucu organik bileşikler, volatile organic compounds, (VOCs) yaydığını doğrulayan bir çalışma sundu. Bu buharların ve partiküllerin baskıdan birkaç saat sonra tespit edilebilir olma eğiliminde olduklarını iddia etmişlerdir. UFP’ler akciğerlere ulaşıp diğer vücut organlarına hareket edebilir ve kardiyovasküler durumlar ve astım gibi olumsuz sağlık koşullarıyla bağlantılı olabilir. UFP’ler ayrıca toksik maddeleri vücuda transfer edebilir. Metilen klorür ve benzen gibi bazı VOCs’ler kansere neden olmuştur.
UFP emisyonuyla ilgili en eski çalışmalardan biri Atmospheric Environment dergisinin 79 (2013) sayısında yayınlandı. Çalışma aşağıdaki sonuçlar elde edildi:
- 3D yazıcı yakınında konsantrasyonu yüksek olan UFP’ler yayılmaktadır.
- Ucuz 3D yazıcıların ve filamentlerin, pahalı markalara kıyasla daha yüksek miktarda VOCs ve UFP yayması muhtemeldir.
- VOCs ve UFP emisyonları, 3D yazıcının yaşıyla birlikte artar.
- Bir PLA filamentinin ısıtılması, tehlikeli bir kimyasal olan metil metakrilat (methyl methacrylate) üretir.
Yenilenebilir bir kaynaktan plastik parçalar üretmek ilginç görünüyor olsa da “PLA filament gıda için güvenli mi?” sorusu, PLA’nın mutfak eşyaları için ideal olmadığını düşündüren kanıtlarla cevaplanıyor.
PLA’nın Geleceği
PLA, petrol bazlı plastiklerin yerine geçmesi için şaşırtıcı olanaklar sunan harika bir gelişmedir. Biyo-bazlı ve biyobozunur prensipler, bu termoplastiğin diğerlerinin yanı sıra tıp ve gıda endüstrilerinde artan uygulamalara sahip olacağına inanılıyor. Ancak, gerçek sürdürülebilirliği sağlamak için birçok şeyin iyileştirilmesi gerekiyor. PLA’nın geliştirilmesi gereken iki ana nokta şunlardır:
-
PLA içerisinde farklı derecelerde kristalleşme davranışı vardır. Bu, plastiğin bozulma oranını, optik özellikleri, ısıl direnci ve mekanik özelliklerini kontrol etmek için çok önemlidir.
-
PLA’nın ayrılması ve ayrıştırılması için uygulanabilir ve erişilebilir araçlar gereklidir. Şimdiye kadar, plastiğin avantajlı ayrışma olasılıklarından bağımsız olarak, atık malzemenin doğru kompozit tesise düzgün bir şekilde ulaşamaması, diğer petrol bazlı plastiklerden daha iyi olmamasına neden olabilir.
Bu nedenle, önümüzdeki yıllarda gelişimini görmeye istekli olsak da, daha geniş kapsamlı bir erişim, şu anda sektöre hâkim olan yenilenebilir olmayan plastiklerin ele geçirilmesi için daha güçlü atık bertarafı ve mekanik özelliklerin arttırılması şarttır. Yakın gelecekte bu gibi gelişmeleri takip edeceğiz.
İlgili Makaleler
- 3D Yazıcı Nedir, Nasıl Çalışır?
- 3D Yazıcı Teknolojileri Nelerdir?
- Hangi 3D Yazıcıyı Nasıl Almalı?
- 3D Yazıcı Kalibrasyonu Nasıl Yapılır?
- 3D Yazıcı Sorunları
- Filament Çeşitleri
- Filament Depolama Rehberi
- Filament Geri Dönüşüm
- ABS Filament Nedir?
- PETG Filament Nedir?
- Naylon Filament Nedir?
- PC Filament Nedir?
- Metal Filament Nedir?
- İletken ve Manyetik Filament Nedir?
- Karbon Fiber Filament Nedir?
- ASA Filament Nedir?
- PP Filament Nedir?
- CPE Filament Nedir?
- PEEK Filament Nedir?