Polylactic Acid

Polymilchsäure, besser bekannt unter der Abkürzung PLA (Polylactic Acid), ist ohne Zweifel das am häufigsten verwendete Filament in der FDM-3D-Druckwelt. Für viele startet man genau mit diesem Material in den 3D-Druck, und für viele bleibt es auch die erste Wahl. Aber was macht PLA so beliebt? Im Gegensatz zu klassischen Kunststoffen auf Erdölbasis (wie ABS) ist PLA ein thermoplastischer Polyester, der aus erneuerbaren, pflanzlichen Rohstoffen gewonnen wird. Dazu zählen zum Beispiel Maisstärke, Zuckerrohr oder Tapiokawurzeln. Das gibt dem Material nicht nur ein etwas grüneres Image, sondern sorgt auch für besondere Eigenschaften beim Schmelz- und Erstarrungsverhalten.

Mechanische Eigenschaften: Steif, aber spröder

Ein weit verbreiteter Irrtum ist, PLA sei "schwach", nur weil es sich leicht drucken lässt. In Wahrheit ist PLA eines der steifsten Materialien, die man drucken kann. Es hat eine sehr hohe Zugfestigkeit, das heißt, es dehnt sich unter Belastung nur wenig. Ein massiv gedruckter PLA-Block ist sehr hart.

Die Kehrseite dieser Steifigkeit ist die Sprödigkeit. PLA hat nur wenig "Bruchdehnung". Wo Materialien wie PETG oder ABS bei Überlastung eher etwas nachgeben, kann PLA plötzlich brechen oder splittern. Für Objekte, die dauerhaft unter mechanischer Belastung stehen, ist es daher weniger geeignet. Für statische Modelle ist es aber sehr gut brauchbar.

Druckbarkeit und Einstellungen

Die größte Stärke von PLA ist seine Fehlerverzeihung. Das Material hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und fließt sehr leicht. Dadurch lassen sich auch feine Details sauber umsetzen.

• Temperatur: Die Düsentemperatur liegt üblicherweise zwischen 190°C und 220°C. Ein beheiztes Druckbett ist nicht zwingend erforderlich, wird aber empfohlen (etwa 50°C bis 60°C), damit die erste Schicht schön plan bleibt.
• Kühlung: PLA mag Kühlung. Für saubere Ergebnisse, besonders bei Überhängen und Brücken, sollte der Bauteillüfter auf 100% laufen. Dadurch erstarrt das Material direkt nach dem Austritt aus der Düse.
• Schrumpfung: PLA schrumpft beim Abkühlen kaum. Deshalb gibt es selten Probleme mit Warping, selbst bei größeren Modellen, die fast das ganze Druckbett ausfüllen.

Varianten und Optik

Weil PLA so einfach zu verarbeiten ist, nutzen Hersteller es als Basis für viele dekorative und optische Mischungen (Verbundmaterialien):

• PLA+ / Tough PLA: Das sind Mischungen mit Zusätzen, die die Sprödigkeit verringern. Sie sind zäher und schlagfester als Standard-PLA und kommen damit in die Nähe von ABS-Eigenschaften.
• Silk / Seidenoptik: Durch spezielle Zusätze bekommt das Filament einen starken Glanz, der Licht reflektiert. Das verdeckt die Schichten und sorgt für eine edle Anmutung.
• Wood / Metall / Stein: PLA kann mit bis zu 40% Holzfasern, Kupferpulver oder Steinmehl gefüllt werden. Es wird wie Kunststoff gedruckt, wirkt nach dem Schleifen aber optisch und haptisch deutlich näher am jeweiligen Naturmaterial.

Die Achillesferse: Temperaturbeständigkeit

Ein Bereich, in dem PLA an seine Grenzen kommt, ist die Temperatur. PLA hat eine sogenannte "Glasübergangstemperatur" von rund 55°C bis 60°C. Oberhalb davon wird das Material weich und gummiartig. Ein PLA-Modell, das im Sommer auf dem Armaturenbrett eines Autos liegt, kann sich stark verformen. Auch Gehäuse, die warm werden, können ihre Form verlieren. Für Außenbereiche oder warme Umgebungen ist PLA daher nur eingeschränkt sinnvoll.

Nachhaltigkeit und Recycling

Auch wenn PLA oft als "biologisch abbaubar" bezeichnet wird, heißt das nicht, dass man es einfach in der Natur oder auf den Kompost im Garten werfen kann. PLA baut sich nur unter industriellen Kompostierbedingungen ab (hohe Temperatur, definierte Feuchtigkeit und bestimmte Enzyme). In der Natur kann es sehr lange dauern, bis es zerfällt. PLA-Reste sollten daher immer über den Restmüll entsorgt werden, sofern keine spezialisierte Verwertung zur Verfügung steht.