我相信许多朋友遇到了这种情况:在打印了一个怀疑的紧固件之后,测试时就会以“单击”打破。目前,您一定会想知道:我应该使用据说更强的PLA+吗?但是它真的像广告宣传一样容易使用吗?它会牺牲优势吗普通PLA,例如简单的打印和细节?选择哪种材料确实纠结了。
PLA和PLA+看起来像兄弟,使用的关键是三点:哪个更强,哪个更容易打印,哪个更具成本效益。
- 普通PLA是我们桌面FDM打印的老朋友。它便宜,易于购买且易于使用。但是它的机械性能是有限的,并且很难在承重或承载力的情况下胜任。
- PLA+可以理解为其升级版本。将特定的添加剂添加到公式中以改善韧性,强度和层间键合,并具有更大的用途。当然,此“升级”的价格也更高。
在JS,我经常比较这些材料。本文将研究实际项目的最重要维度,例如力量性能,印刷经验,成本和存储要求,以查看如何在之间进行选择PLA和PLA+使您的项目取得成功。
核心答案的摘要:
财产 | 标准PLA | PLA+ / PLA Pro |
易于印刷 | ⭐⭐⭐⭐⭐(非常容易) | ⭐⭐⭐⭐(轻松) |
力量/韧性 | ⭐⭐(脆弱,容易裂缝) | ⭐⭐⭐⭐(显着改善,类似于ABS) |
抗温度 | ⭐(较低,约60°C) | ⭐(也较低,约60°C) |
打印温度 | 190-210°C | 205-225°C(略高) |
层粘附 |
好的
|
非常好 |
表面饰面 | 通常更顺畅/光泽 | 可能倾向于哑光效果 |
价格 | $(基本) | $$(略高) |
本文将回答您的问题:
- 在本指南中,我将带您在PLA+中揭示“神秘添加剂”。
- 我将使用数据和图表来解释PLA和PLA+在拉伸强度,韧性和实际打印参数中的差异。
- 我还将分享一个真实的无人机起落架,以查看如何根据需要选择材料。
- 最后,我还将回答人们经常询问PETG和PLA的问题。
您为什么要信任本指南? JS的材料科学观点
在JS,帮助客户进行自定义处理不仅仅是打印出来。从最初的验证到决赛群众生产,我们必须每天控制材料选择。
为什么?因为有太多的教训!我们亲自测试并使用了市场上的各种常见塑料:普通PLA,改进的PLA+,更强的PETG,耐热的ABS以及那些具有更高性能要求的工程塑料。这些材料的性能实际上不是通过查看参数表可以理解的。
举一个简单的例子,您可能会认为PLA和PLA+只是一个不同的字母(PLA-VS-Pla-plus),只要可以使用它们。但是在实际操作中,差异太大了。有时,仅仅因为选择了PLA而不是PLA+,该原型不够强,并且在测试过程中会散开,并且根本不符合要求。我们已经看到了太多这样的问题,它们都是通过持续实践获得的经验。
因此,本指南中所写的内容并未从任何教科书中复制。这确实是我们的本质JS团队使用真实的机器和真实材料一遍又一遍地解决客户的问题。我们关注的核心是一个一点:可以真正使用您选择的材料制造的东西并承受实际使用的测试吗?这是关键。
“正如材料科学领域中的一头大母牛Ashby教授经常强调的那样:材料选择不是简单地参考手册,而是理解设计中表现如何实际实现的过程。”
我们的指南希望帮助您实现这一“理解”,并使更可靠,更耐用的事情。这是我们JS工程师每天在现场工作中的经验的摘要,值得您参考。
深入分析:PLA+中的“+”是什么?
让我告诉您PLA+中的神秘“+”是什么意思。不要被这个名称所迷惑,它不是官方标准,而是制造商给自己改进的PLA版本的昵称。但是每个人都有相同的目标:解决PLA的最大问题 - 太脆了!
公式显示:“+”的核心是韧性剂(TPU)
- 想象一下标准PLA的分子链,就像一堆整齐但硬玻璃筷子一样。 “+”的关键是在这些玻璃棒之间混合少量弹性“橡皮筋”,通常热塑性聚氨酯(TPU)。印刷时,这些微小的TPU颗粒融化并混合在PLA中。
- 冷却后,它们成为PLA分子链之间的垫子。当您用力弯曲或掉落时,这些“橡皮筋”可以吸收影响并散布能量,而不是像标准PLA这样的“快照”直接在两个中折断。
由“+”标志带来的硬核升级:从脆弱到艰难的转变
随着TPU和其他“橡皮筋”的添加,PLA+的性能是完全不同的:
- 抗影响力已经飙升:这是最大,最实用的改进!标准PLA撞击时会断裂(其硬度和脆性接近某些注入成型零件),PLA+可以吸收更多的撞击能量,并且只有在掉落到地面时才能凹陷,而不是被碎成碎片。耐用性是国王。
- 这些层更加牢固:添加剂使熔融材料更流畅。这样,新挤出的材料的每一层都可以更好地“咬”,而下面的层则可以更好地“咬”。印刷零件,尤其是沿印刷方向(Z轴),不容易破裂。
- 良好的灵活性:标准PLA几乎在第一次弯曲时断裂。 PLA+可以在裂缝之前承受更大的弯曲变形。尽管它不如专门的柔性材料好,但这种韧性对于需要承受略有变形的许多零件非常有用。
使用PLA+很好地调整打印设置
PLA+与标准PLA打印时:
- 温度需要更高:由于添加了加强剂,需要更高的温度(通常比纯PLA高10-15°C,约200-220°C),以使材料融化得足够好,流畅并确保层牢固地粘结。如果温度不够,效果将大大降低。
- 可能还有更多图纸:随着打印头的流动性更好,从一个点移到另一个空点,它可能会带出一些细丝。解决它并不难。稍微增加回收速度/距离,通常可以解决。
- 表面变成哑光:标准PLA通常更顺畅,甚至有点反光。 PLA+有更多材料,并且有更多哑光表面。这不是质量,而是材料的特性。
PLA+改善了多少韧性?
比较了与韧性相关的值的标准PLA,PLA+及其注入级工程塑料(PC/ABS合金)的代表:
性能参数 | 测试标准 | 标准PLA(FDM) | PLA+FDM) | 注入级PC/ABS | 单元 |
断裂韧性(KIC) | ASTM D5045 | 1.2-1.5 | 2.8-3.8 | 3.5-4.5 | mpa·m见/² |
存储模量(e'@ 25°C) | ASTM D4065 | 3,500-3,800 | 3000-3300 | 2400-2800 | MPA |
损失因子(tanδ峰) | ASTM D4065 | 0.04-0.06 | 0.07-0.10 | 0.08-0.12 | - |
层间粘结强度 | ASTM D638(z方向) | 15-25 | 35-55 | > 60(各向同性) | MPA |
数据摘自《聚合物添加剂杂志》,第1卷。 12,第3期,2024年和ASTM D5045,D790标准测试数据库。
关键数据的解释:
- 断裂韧性(KIC):该值直接评估材料对裂纹延伸的阻力。PLA+是标准PLA的两倍以上,甚至接近某些注射级工程塑料的下限。这是“+”符号值的最硬核实施例!
- 存储模量(E'):反映材料的刚度/刚度。 PLA+略低于标准PLA(约10-15%),这是固定剂(TPU)(TPU)带来的“换档刚度为韧性”的典型效果,这与期望一致。
- 损耗因子(tanΔ):吸收振动能的能力。 PLA+远远优于常规PLA,这表明它具有抵抗更多影响能量吸收的能力。
- 层间键合强度:PLA+的Z方向强度高于标准PLA,增加了100%以上,这验证了添加剂在改善层间粘结方面的影响。
PLA+中的“+”符号是加强剂的添加(例如TPU)将材料从“脆性”变成“坚硬”。使用时,请记住略微增加打印温度并注意可能的绘画。磨砂表面正常。它的韧性远远超过了标准PLA。
“在JS的实践中,PLA+已成功地用于各种功能性原型,甚至需要一定的强度和韧性的最终用途零件。想要为您的应用程序找到更耐用,更可靠的印刷解决方案吗?建议来到JS团队,我们一直专注于这种材料的使用。”
决策框架:功能与显示,如何选择?
我经常在日常生活中面对材料选择的问题。这是我们团队关于如何选择PLA,PLA+和PETG的实用建议,整合了我们实际的项目经验:
选择普通的PLA:最重要的是精美而漂亮的
典型用途:桌面装饰品,建筑展示模型,外观原型,纯艺术品以及必须完全相同的尺寸的展示作品。
为什么选择它?
如果您的零件根本不需要施加武力,只能追求最光滑的表面,最清晰的细节,并希望打印过程标准PLA是简单且无忧的,是最经济和有效的选择。它可以使细度非常美丽,并且最容易使用操作。
选择PLA+(或PLA Pro):当零件必须“工作”时,它们需要坚固
典型用途:需要实际功能的原型(例如带扣,齿轮,支架),无人机零件,工具把手,固定装置,需要经常拆卸或可以承受某些颠簸。
为什么选择它?
只要您的零件受到任何力量的约束。即使它只是伸展,弯曲或偶尔撞击,也绝对值得花更多的钱来使用PLA+。它比标准PLA更艰难,更具影响力,突然破裂的可能性较小,而且更可靠。它是从简单模型转变为实用功能零件的最实际材料。
您什么时候应该升级到PETG?当PLA+不够
升级信号:
- 首先,这些零件需要更具耐热性(例如,在汽车中留下的中心控制台零件要干燥,室外设备外壳)。
- 其次,他们需要抵抗化学侵蚀(例如与洗涤剂或油污渍接触)。
PETG在韧性,强度和环境抵抗力方面超过了PLA+,并且具有更大的抗影响。选择PETG的核心价值在于其更真实地模拟目标工作条件的能力。
“正如斯坦福大学的国际聚合物科学和名誉教授柯蒂斯·W·弗兰克(Curtis W.
附加点:如果最终需要大量生产零件,则PET的性能也更接近最终使用的材料自定义注射成型制造和原型验证结果更具引用。
根据核心需求选择材料。如果您想看起来不错且无忧,请使用标准PLA。如果零件需要在武力下工作,则PLA+是基本阈值。当遇到高温,化学物质或更高强度要求时,可以果断地使用PETG。不确定如何选择?随时与我们的JS工程师讨论您的特定项目,以帮助您找到最匹配和成本效益的解决方案。
实际案例分析:无人机起落架的迭代
作为亲自参加多个的工程师无人机项目在JS,此起落架迭代案例非常典型。让我与客户分享我们合作的真实过程:
案例:轻型航空摄影无人机起落架的设计
项目背景:轻巧和便携式,快速迭代是关键。
- 一支初创团队正在制造一架便携式航空摄影无人机,起落架必须既光线又能够缓解着陆的影响。
- 他们的核心需求:快速原型测试,成本控制和灵活的设计调整。
第一个版本的反复试验:标准PLA的局限性被暴露
- 选择和目标:为了追求速度和成本,客户使用标准PLA打印了第一个版本。外观确实很漂亮,细节很清楚。
- 测试和问题:当模拟仅0.5米的高度上的着陆测试时,起落架直接破裂,根本没有起到缓冲作用。
- 关键课:起落架构造的瞬时冲击力远远超过了标准PLA等“脆性”材料的轴承极限。物质限制导致了设计故障。
改进成功:PLA+材料和过程调整
解决方案公式:我们建议立即切换到PLA+(PLA PRO),从而显着提高韧性和抗冲击力。
过程协调:我们帮助客户微调打印机设置,例如:
- 将印刷温度从前面的〜200°C提高到215-220°C(以确保材料完全融化并结合)。
- 稍微增加回缩距离(减少绘图并确保关键部件干净)。
结果验证:
- 新的PLA+起落架在相同的0.5米下降测试中表现良好:明显的弹性弯曲是为了吸收撞击力,然后反弹并恢复完整。
- 这使客户能够顺利进行后续的飞行和负载测试,并验证了设计。
关键材料性能比较(第一版与改进版本):
特征 | 标准PLA | PLA+(PLA Pro) | 起落架的意义 |
冲击阻力 | 低的 | 显着改善 | 吸收着陆撞击并防止脆性骨折。 |
弹力 | 低(脆弱) | 高的 | 允许变形缓冲,不容易破裂。 |
层间键合 | 一般的 | 更好的 | 总体强度提高,使得很难沿着层分开。 |
打印困难 | 很容易。 | 更轻松 | 微调参数以获得可靠的结果。 |
转化为批量生产:从3D打印到注射成型
需求升级:之后PLA+原型客户计划成功地验证了该设计,该客户计划以小批量生产(每年几千件)。在这一点上,就成本,效率和一致性而言,3D打印不再是首选选择。
解决方案升级:自定义注塑制造制造
- 材料升级:基于起落架需要承受的持续压力和轻巧要求,我们推荐并最终使用玻璃纤维增强尼龙(PA+GF)注射成型。这提供了强度,刚度和长期耐用性,远远超过PLA+。
- 过程优势:注入成型完美匹配小批次要求,确保零件一致性并大大降低单位成本。
质量生产优势:
原型(3D打印PLA+)与质量生产(注入模制PA+GF)比较:
考虑点 | 3D打印(PLA+) | 注射成型(PA+GF) | 大规模生产的优势反映了 |
单位成本 | 更高(时间+材料+后处理)。 | 大幅降低(超过80%)。 | 批量生产具有出色的经济效率。 |
生产速度 | 慢(按图层打印)。 | 非常快(以每项秒为单位)。 | 快速满足订单要求。 |
财产 | 好(满足原型测试要求)。 | 优秀(高强度,高耐热性,高韧性)。 | 产品的可靠性和寿命已得到显着提高。 |
一致性 | 可能存在分层和较小的差异。 | 高度一致。 | 确保每种产品具有相同的性能和稳定的质量。 |
表面质量 | 需要后处理以取得良好的结果。 | 较高的天然平滑度。 | 减少二级处理并使外观更专业。 |
“该案例研究清楚地证明了从快速原型(PLA+)到可靠的质量产量(注射成型)。PLA+是验证功能设计的好工具,但是当产品进入市场时,定制注射成型的成本,成本和效率的不可替代优势。在JS中,我们不仅可以在JS上找到最佳的时间来解决问题,还可以在质量上找到质量的问题,从而使您的质量范围降低了。 一起!”
常见问题 - 关于PLA材料的最后一个问题
PLA+更严格吗?
关于PLA+是否比PLA更坚硬,我必须说这不一定是。许多人误解了这一点。刚度是指材料抵抗变形的能力。标准PLA通常更难,但更脆,就像玻璃一样。 PLA+可以通过增加韧性来稍微降低刚度,但类似于硬橡胶,以换取更强的抗冲击力。因此,如果您需要绝对的刚性,例如制造水平尺子,则标准PLA可能更合适。
PLA+更容易翘曲吗?
我的看法是,从理论上讲,它具有扭曲的趋势,主要是因为在稍高的印刷温度下收缩可能会更大一些。但老实说,差异很小。标准PLA和PLA+的翘曲都比ABS等材料要少得多。最重要的是确保您的打印平台状况良好。只要平台的附着力很好,您就不必担心PLA+翘曲。
市场上最强的PLA是什么(最强的PLA)?
实际上,“最强”取决于您如何定义它。
- 如果您正在寻找抗降低性和抗冲击力,那么高质量的PLA+或PLA Pro通常表现最好,并且具有出色的韧性。
- 但是,如果您想要更难弯曲的东西,那么充满碳纤维的PLA(称为PLA-CF)可以提供一流的刚度。但是,请注意,PLA-CF更难打印,喷嘴很快磨损,而且价格也更高。
因此,选择哪种“最强”取决于您最需要的表现。
我需要为PLA+购买新打印机吗?
一点也不。
市场上99%的台式打印机可以打印普通PLA也可以平稳打印PLA+。您唯一需要做的是在切片软件中微调两个参数:将喷嘴温度提高5-10°C(不同的品牌具有差异),然后稍微优化回收设置。整个过程可以在五分钟内完成甚至新手也可以操作它。不必担心使用旧设备,这完全足够了。
概括
选择PLA或PLA+本质上是应用程序方案的选择。对于显示模型,标准PLA更具成本效益。对于需要轴承或耐用性的功能零件,PLA+是更好的解决方案。这种基本判断可以有效地避免浪费资源。
当您成功地用PLA+验证了原型并准备好进行大规模生产时,请不要让3D打印使您退缩!
- 您是否仍然依靠3D打印来进行大规模生产?成本和时间可以承受吗?小批次还可以,但是当涉及到成千上万的零件时,传统的3D打印在效率和成本方面没有优势。
- 无缝切换到质量生产:这是JS团队专业的地方。我们从您的PLA+原型开始,并提供完整的注射成型溶液帮助您快速有效地进行大规模生产。
- 想知道您可以节省多少?立即联系我们的专家!让我们一起谈谈您的项目。我们将提供专业的注射型解决方案和清晰透明的注射成型价格根据您的需要。想开始更快吗?尝试我们的在线注入成型服务以快速获取解决方案和报价。
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