PLA ei kestä bensaa hyvin, sillä tämä 3D-tulostinmuovi on biologisesti hajoava polymeeri, joka turpoaa ja haurastuu polttoaineen vaikutuksesta. Bensa liuottaa PLA:ta osittain ja heikentää sen mekaanisia ominaisuuksia merkittävästi. Polttoainealttiisiin kohteisiin tarvitaan kemiallisesti kestävämpiä materiaaleja, kuten ABS tai PETG.
Mikä on PLA ja miten se reagoi kemikaaleihin?
PLA (polylactic acid) on biologisesti hajoava termoplastinen muovi, joka valmistetaan kasviperäisistä raaka-aineista, kuten maissitärkkelyksestä tai sokeriruo’osta. Sen kemiallinen rakenne tekee siitä ympäristöystävällisen, mutta samalla alttiin monille kemikaaleille.
PLA:n molekyylirakenne sisältää esterisidoksia, jotka ovat herkkiä hydrolyysille ja liuottimille. Tämä tarkoittaa, että materiaali reagoi helposti veden, happojen, emästen ja orgaanisten liuottimien kanssa. Polttoaineet, kuten bensa, sisältävät aromaattisia hiilivetyjä, jotka voivat tunkeutua PLA:n molekyylirakenteeseen.
Verrattuna muihin 3D-tulostinmuovi-vaihtoehtoihin PLA on erityisen herkkä kemialliselle rasitukselle. Sen biohajoavuus, joka on etu ympäristönäkökulmasta, tekee siitä samalla vähemmän kestävän aggressiivisia kemikaaleja vastaan. Materiaali alkaa pehmetä jo 60–65 celsiusasteessa, mikä tekee siitä sopimattoman kuumiin tai kemiallisesti rasittaviin ympäristöihin.
Mitä tapahtuu, kun PLA joutuu kosketuksiin bensan kanssa?
Kun PLA altistuu bensalle, tapahtuu useita haitallisia prosesseja. Materiaali turpoaa merkittävästi, haurastuu ja menettää lujuutensa muutamassa tunnissa tai päivässä altistuksen määrästä riippuen.
Bensa sisältää aromaattisia hiilivetyjä, kuten tolueenia ja ksyleeniä, jotka toimivat PLA:n osittaisina liuottimina. Nämä yhdisteet tunkeutuvat polymeeriketjujen väliin, heikentävät molekyylien välisiä sidoksia ja aiheuttavat materiaalin turpoamista. Samalla PLA:n pinta pehmenee ja muuttuu tahmeaksi.
Pitkäaikaisessa altistuksessa PLA voi jopa osittain liueta bensaan, erityisesti korkeammissa lämpötiloissa. Materiaali muuttuu hauraaksi ja halkeilee helposti mekaanisen rasituksen alaisena. Värimuutokset ovat myös tavallisia – kirkas PLA voi samentua ja värillinen materiaali haalistua tai muuttaa sävyään.
Prosessi on peruuttamaton, eikä PLA palaudu alkuperäisiin ominaisuuksiinsa bensan poistamisen jälkeen. Tämän vuoksi PLA-osia ei tulisi koskaan käyttää sovelluksissa, joissa ne voivat joutua kosketuksiin polttoaineiden kanssa.
Mitkä 3D-tulostusmateriaalit kestävät polttoaineita paremmin?
ABS (akryylinitriilibutadieenistyreeni) on merkittävästi polttoainekestävämpi vaihtoehto kuin PLA. Se kestää lyhytaikaista altistusta bensalle ilman merkittävää turpoamista tai lujuuden menetystä. PETG tarjoaa hyvän tasapainon tulostettavuuden ja kemiallisen kestävyyden välillä.
Nylon on erinomainen valinta vaativiin sovelluksiin, sillä se kestää hyvin sekä polttoaineita että mekaanista rasitusta. Polypropeeni (PP) on kemiallisesti erittäin kestävä, mutta vaikea tulostaa. ASA (akryylinitriilistyreeniakrylaatti) muistuttaa ABS:ää, mutta kestää paremmin UV-säteilyä ja säänvaihteluita.
Ammattilaistason materiaalit, kuten PEEK ja PEI (Ultem), tarjoavat poikkeuksellisen kemiallisen kestävyyden, mutta vaativat erikoistulostimet ja korkeat tulostuslämpötilat. Näiden 3D-tulostinmuovi-vaihtoehtojen hinnat ovat kuitenkin huomattavasti korkeammat kuin tavallisten materiaalien.
Valittaessa materiaalia polttoainealttiisiin kohteisiin tulee huomioida myös muut ominaisuudet, kuten lämpökestävyys, UV-kestävyys ja mekaaninen lujuus. Usein paras ratkaisu on testata valittua materiaalia todellisissa käyttöolosuhteissa ennen lopullista sovellusta.
Millaisiin sovelluksiin PLA sopii ja millaisiin ei?
PLA soveltuu erinomaisesti prototyyppeihin, sisäkäyttöön tarkoitettuihin esineisiin, leluihin, koristeisiin ja opetuskäyttöön. Se ei sovellu autoteollisuuteen, moottoripyöriin tai muihin sovelluksiin, joissa osat voivat joutua kosketuksiin polttoaineiden, öljyjen tai muiden aggressiivisten kemikaalien kanssa.
Hyviä PLA-sovelluksia ovat esimerkiksi sisustusesineet, mallit ja miniatyyrit, työkaluhyllyt, koulutusvälineet ja kotitalousesineet, jotka eivät altistu kuumuudelle tai kemikaaleille. PLA on myös erinomainen valinta aloitteleville 3D-tulostajille sen helpon tulostettavuuden vuoksi.
Vältä PLA:n käyttöä autoteollisuudessa, mukaan lukien polttoainesäiliöiden osat, kaasutinosat tai moottoritilassa sijaitsevat komponentit. Moottoripyörissä PLA ei kestä bensiinihöyryjä eikä moottoriöljyä. Myöskään ulkokäyttöön tarkoitetut osat eivät sovellu PLA:lle sen heikon UV-kestävyyden vuoksi.
Kun valitset materiaalia 3D-tulostusprojektiisi, mieti aina käyttöympäristöä ja mahdollisia kemiallisia altistuksia. Meillä on laaja valikoima erilaisia 3D-tulostinmuovi-vaihtoehtoja, ja autamme mielellämme oikean materiaalin valinnassa juuri sinun tarpeisiisi. Oikea materiaalivalinta takaa projektin onnistumisen ja lopputuotteen kestävyyden.
