Il protagonista indiscusso di molte stampe 3d è senza dubbio il pla materiale, prodotto innovativo nato da una ricerca sempre in evoluzione. Andiamo a scoprire segreti e tecniche legati al materiale più usato da milioni di makers in tutto il mondo.
Indice
PLA materiale: cosa è l’acido polilattico
PLA sta per PolyLactic Acid, acido polilattico in italiano. Si tratta di un poliestere termoplastico derivato dalla trasformazione degli zuccheri che naturalmente si trovano nel mais, barbabietola e canna da zucchero. E’ quindi un materiale naturale, rinnovabile e non derivato dal petrolio, a differenza della tradizionale plastica.
Il pla è una bioplastica con proprietà notevoli soprattutto per via del fatto che risulta essere biodegradabile e compostabile. Questo significa che una volta a contatto col terreno comincerà a degradarsi fino a scomparire del tutto, anche se nella pratica questo processo richiede determinate condizioni di temperatura e umidità.
PLA materiale: caratteristiche chimiche e fisiche
Il motivo per cui il pla materiale viene impiegato nella stampa 3d è dovuto soprattutto alle sue caratteristiche meccaniche. La sua struttura chimico-fisica lo pone a metà tra il PET e il poliestere. Il pla infatti è trasparente, lucido e presenta un’ottima resistenza.
In genere il pla materiale ha una temperatura di fusione di 180°C, più bassa dunque di quella dell’ABS che si aggira tra i 200°C ed i 260°C. Un punto a suo sfavore è però rappresentato dall’alta viscosità che potrebbe portare i macchinari a incepparsi. Presenta una bassa resistenza al calore e in genere non richiede trattamenti particolari prima del suo utilizzo finale.
Impieghi nella stampa 3D del pla materiale
L’utilizzo del pla in stampa 3d è massiccio. Proprio per via della sua buona resistenza, bassa temperatura di fusione e basso impatto ambientale, il pla materiale si pone come una scelta sicura per tutti i principali lavori di stampa 3d.
Un fattore molto importante da tenere in considerazione quando si stampa 3d con pla materiale è quello delle emissioni. Nonostante il piacevole profumo che si libera durante la stampa, studi scientifici hanno provato che il pla emette una significativa quantità di nanoparticelle che, una volta messe in circolo dal sangue, possono compromettere l’essere umano. Questo avviene perché di solito la realizzazione dei filamenti venduti come pla in realtà contengono anche percentuali di additivi. E’ quindi molto importante prendere le dovute precauzioni, lavorando in ambienti ben areati, con mascherine opportune e aspiratori posizionati sopra il piano di lavoro.
Per la stampa 3d il pla si trova sotto forma di filamento avvolto su una bobina. Il filamento viene poi estruso dall’ugello che fondendolo ne permette il deposito su un piatto di stampa. Ma come viene realizzata una bobina di filamento?
Prima di diventare filamento, il materiale di partenza (quindi il pla) si presenta sotto forma di granuli. Questi vengono caricati in un essicatore che tiene sotto controllo l’umidità. Successivamente il materiale viene spinto all’interno di un cilindro a temperatura controllata (255°C circa) tramite un siluro a forma di vite. Questo serve per aumentare la pressione durante la fusione.
Il materiale così fuso esce sotto forma di filamento al diametro di 2.5mm e viene poi tuffato in un bagno di acqua per stabilizzarne il diametro. Da qui il filamento verrà raffreddato e asciugato con aria essiccata. Infine tramite un macchinario che si chiama “traino” il filamento viene passato attraverso dei rulli che viaggiano a velocità costante controllata per dare al filamento il suo diametro finale.
A questo punto il filamento viene avvolto sulla bobina ed è pronto per l’uso.
PLA materiale: impieghi in altri settori
Il pla materiale trova impiego anche in molti altri settori, non legati al mondo della stampa 3d. Le sue caratteristiche infatti lo rendono perfetto per sostituire la plastica in molti ambiti. Troviamo il pla nei tessili, negli oggetti monouso ma anche in quelli durevoli.
La gran parte del pla materiale viene invece impiegata per gli imballaggi di pane, latte, succhi di frutti, acqua, profumi, oli e detergenti. Viene inoltre largamente utilizzato nel settore automobilistico per i rivestimenti interni, soprattuto mischiato a particolari fibre.
Lo si trova inoltre nelle guarnizioni delle auto ma non si è ancora trovata una soluzione per l’utilizzo nelle parti esterne delle auto.
L’informatica trae molto giovamento dal pla in quanto ditte quali Fujitsu fanno largo uso del pla per la realizzazione di tastiere e case di PC.
Smaltimento e biodegradabilità
Il pla materiale si presenta come una plastica ecologica, ossia un materiale simil plastico capace di biodegradarsi facilmente ed essere compostabile. In realtà bisogna prestare molta attenzione ai requisiti affinché tutto questo possa accadere.
Innanzitutto diciamo che la biodegradabilità del pla viene meno nel momento in cui questo viene riciclato insieme alla plastica tradizionale. In condizioni non ottimali infatti il pla può richiedere fino ad 80 anni per decomporsi del tutto. Le condizioni richieste per la biodegradabilità sono temperatura tra 55-70°C, umidità controllata e la presenza di particolari microrganismi. Insomma, la biodegradabilità del pla è più un fattore che si ottiene sotto determinate condizioni industriali che comunemente in natura.
C’è inoltre da tenere in considerazione che pur essendo un materiale composto da sorgenti rinnovabili, la realizzazione di 1kg di PLA richiede 2.65Kg di mais. Questo significa che se da un lato non vengono sprecate le finite risorse naturali d’altra parte la produzione di pla rimuove una gran quantità di cibo destinato all’alimentazione umana. C’è poi da aggiungere che non esiste una vera e propria rete di raccolta e smaltimento del PLA, anzi questo viene spesso gettato via insieme alle plastiche comuni PET.
Tutto ciò impedisce di realizzare un opportuno riciclo del PLA, sebbene il materiale in sé sia interamente riciclabile.
Riepilogo
Il pla materiale è uno dei più diffusi materiali sia in campo stampa 3d che altrove. La sua somiglianza in aspetto e proprietà con la plastica lo pone come il candidato ideale per molte soluzioni.
Presenta anche caratteristiche di biodegradabilità molto interessanti che però richiedono particolari condizioni da tenere sotto controllo, cosa che solitamente avviene in ambito industriale.
Conclusione
La ricerca di nuovi materiali ha portato alla luce soluzioni quali il pla ma non dimentichiamo anche i vari filamenti quali metalli, legno, e altre tecnologie. Questa continua ricerca tecnologica è il centro, il volano di tutto il settore.
Prepariamoci a un futuro di materiali sempre più Green e con proprietà straordinarie.
