Как производят PLA для 3d-принтеров. Репортаж из цеха

    Пистолетный выстрел послужил сигналом создать бизнес.

    Дабы развеять мифы о том, что катушки с пластиком для 3d-принтеров растут на деревьях можно только покупать и перепродавать, а так же о том, что достаточно купить «все-в-одном» экструдер и начать свой бизнес, я отправился на разведку к московским производителям ABS и PLA (и HIPS). Действительно, я попал в профессиональный цех с промышленным оборудованием, с измерительными и управляющими приборами высокой точности, высокими стандартами к чистоте (ибо процесс производства очень ответственный) и общительными основателями (готовыми делиться знаниями с любознательной и думающей аудиторией), у которых куча технокреативных идей и планов по захвату мира рынка. (+5 к уровню национальной гордости)

    Как рассказал мне со-основатель компании: «Сначала мы увидели распечатанный нож для фруктов, и очищенный им от кожуры апельсин, затем шоком было видео с пистолетом Коди Уилсона и понеслось...»
    В то время когда я написал на Хабре первые 2 статьи про 3d-принтеры (весна 2013), эти ребята уже начали создавать бизнес по производству пластика. Интересно, что и мне и им пришла в голову аналогичная идея, как можно дополнить поговорку, мол, человек может бесконечно смотреть на огонь, воду, как работает другой человек и на то, как печатает 3d-принтер.




    Полилакти́д (ПЛА, PLA) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник. Используется для производства изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов.

    image
    Под катом — основные этапы превращения сырья в катушки с PLA для 3d-принтеров


    Панорама цеха
    Справа налево













    Жила была кукурузка, потом ее перерабатывают в такие вот шарики и кладут в такие коробки

    Из тонны сырья получается около 900 кг пластика

    Так как это натурпродукт, он побаивается света и влаги, поэтому его оберегают вот таким мешком и куском силикагеля


    А это «пылесос», которым зачерпывают 100 кг «кукурузных шариков» и отправляют в контейнер


    Здесь сырье сушится, при этом запах стоит как в кондитерской

    Добавляем «щепотку» красителя (тоже полностью натуральный, австрийское качество)





    Здесь сырье разогревается и превращается в вязкую массу.
    Под давление вала пропускаем сквозь нагревательные элементы.

    Диаметр выходного отверстия «топки» около 3 мм, пластик приобретает нужный диаметр (1,75 мм) за счет того, что его тут же тянут, причем тяга очень точно настраивается

    Ванна для охлаждения. Для ABS и PLA разные температуры


    Диаметр остывшего пластика измеряется лазерным прибором. Установлена допустимая погрешность диаметра нити ±0,03 мм


    Дистанционный мониторинг диаметра пластика

    Cкорость протяжки нити через лазер 55 метров в минуту



    Управление тягой. Именно тяга создает нужный диаметр. При помощи этого узла можно очень точно подбирать тягу моторов и тем самым регулировать диаметр пластика.


    «Веретено» — управляет скоростью наматывания на катушку. Нет на КАТУШКУ.


    Вот это — КАТУШКА.

    Без пластика

    Важно отметить равномерность заполнения катушки

    После того как большая катушка заполнится, ее снимают и перематывают нить на маленькие (привычные для всех) катушки.
    Обычные катушки попадают в заботливые руки девушки, которая комплектует коробку

    Пакетик, защищающий от пыли, силикагель, защищающий от влаги, плотная коробка, защищающая от прямых солнечных лучей и наклейки. На наклейках указаны рекомендуемая температура плавления ( для ABS и PLA они разные), диаметр нити, вес и материал.


    Отсюда они отправятся по всей Москве и странам СНГ

    Чистота



    На что я обратил внимание — в цеху очень чисто, приняты все меры, чтобы было как можно меньше пыли: заклеены скотчем окна, часто делается уборка, используется жидкость-антистатик, особо важные места укрываются полиэтиленом.


    растворимый пластик

    высокопрочный полистирол (HIPS), который по своим характеристикам очень напоминает обычный ABS (под который Rep 2X «оптимизирован»). HIPS растворяется в лимонене, веществе на цитрусовой основе. Сложные объекты можно печатать стандартным ABS или PLA, а HIPS использовать в качестве материала для поддержек. Конечный продукт погружается в ванну с лимоненом, где HIPS растворяется за несколько часов. Кроме того, HIPS имеет близкую рабочую температуру, хорошо клеится к ABS и платформе. Расход лимонена нужен маленький, так как большая часть поддержки обычно удаляется руками. Лимоненная ванна – слегка более сложная процедура, чем если бы это была обычная вода, но у нее есть свой плюс: после купания деталь пахнет лимоном.

    image


    Пара советов как выбрать хороший пластик.
    PLA очень чувствителен к режиму хранения (в темноте, сухости и без пыли). Прутик должен быть чистый без вкраплений, ровный, без отслоений, на поверхности — лёгкий блеск.

    Наличие инородных тел проверяется в месте разрыва. Если поднатужиться и разорвать кусочек пластика (а рвется там где «тонко»), то место разрыва должно быть однородным — это признак хорошего качества.

    Долговечность/биоразалагаемость


    image
    (картинка для инвесторов-экологов)

    а вот данные похожие на правду


    примеры из PLA
    image

    image
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 27

      +2
      Что именно имеется в виду под «натуральным» красителем?
        0
        пересылаю ответ
        «Натуральный краситель, это краситель сделанный на основе PLA, и красящий пигмент тоже сделан на натуральной основе (типа перемолотых жучков и т.д.)
        Как вообще делается краситель — берется основа (PLA или ABS гранула) и супер концентрированно окрашивается. Потом одна эта гранула при экструзии в шнеке красит все вокруг. „
          +2
          «Как вообще делается краситель — берется основа (PLA или ABS гранула) и супер концентрированно окрашивается.» — феерично. Берем синьку, красим ей ткань и крашеную ткань называем красителем. Берем чернила для принтера, красим ими бумагу и покрашенный лист называем красителем. Берем пластик, красим пигментом и покрашенный пластик — снова краситель! Выглядит странно из уст тех, кто занимается химической технологией.

          «сделан на натуральной основе» — взяли природное вещество (типа нефти) и сложным синтезом получили краситель?
            0
            Ну, если потом эту ткань расплетают, для того чтобы вплести её в нить на производстве и окрасить таким образом рулон ткани — вполне логично назвать её красителем.
            +1
            Спасибо за пост, всегда было интересно взглянуть на процесс «изнутри». Подскажите, фильтрует ли производитель краситель каким то образом. Сталкивался с проблемой крупных фракций краски в готовой нити при печати. Результат — забитый экструдер и
            вот такая неприятная вещь..
              +2
              Это называется мастербантч или суперконцентрат. Основа + краситель. Основа — это связуещее, обычно тот же пластик который красят. Краситель используют обычно минеральный. Для чёрного цвета, например, сажу, для белого тальк или мел. Краситель должен держать температуру, поэтому органические красители не подойдут. Красителя в мастербантче до 90%
            –1
            Хм. то есть катушка купленная в начале года у меня ерез год превратится в мусор? :(
            Печаль.
              +1
              Изделие скорее всего тоже.
                +3
                Если в компосте храните
                  +1
                    0
                    шикарный тест-обзор!
                    Я б назвал «Слизни vs PLA»
                    image
                      0
                      А что будет если к примеру распечатать деталь обвеса авто и закрыть грунтом и покрасить?
                        0
                        Большую деталь как ни крути не напечатаете, а насчет грунта сверху, да, вполне можно использовать.
                          0
                          Большую и не нужно. Крепежные детали туманок в бампер.

                          Вроде таких
                            0
                            это и есть большая, даже очень большая.

                            Современные принтеры с трудом могут напечатать куб 10см х 10см х 10см, проблемы с деламинацией(для АБС), проблемы с размером печатной области и тд и тп.
                              0
                              Тот что едет ко мне сейчас имеет рабочую зону 20х20х20. Как распарсить эту деталюху так что-бы собрать из двух — вполне представляю. Вопрос о грунте сверху это как раз про PLA что-бы не разлагался.
                                0
                                Не самый современный принтер… Время печати 28 часов. Габаритные размеры 245х191х231 мм. Машина — Leapfrog creatr.
                                Фото напечатанного


                                  0
                                  28 часов, огогошечки, я боюсь без присмотра принтер оставить, при 28 часах это невозможно не сделать, но у меня самосбор, вероятность пожара не нулевая.

                                  Молодец однако, но при стоимости вашего принтера(я думаю около 70к руб?!) и количестве пользы от любого 3д принтера сейчас проще печатать такие вещи в сторонних сервисах.
                                    0
                                    Спасибо. Я эту «вещь» делал на заказ. (в этом случае я сторонний сервис). Принтер около 3300$ стоимость. Обычно наблюдаю печать первых несколько слоев, чтоб без малейших неточностей все проходило. Далее можно идти домой (принтер в офисе) и наблюдать процесс удаленно с управлением через интернет. Так же есть система разграничивающая доступ к принтеру, позволяющая отправить фал на печать, не имея stl, т.е. реализована защита авторских прав. Исполнитель сможет распечатать только 1 экземпляр. Так же эта же система решает вопрос обязательного подключения принтера к компьютеру :)
                        0
                        Есть и минусы, конечно. Распечатывал крепление на велосипед, оно летом в жару мягким стало, согнулось.
                          0
                          Я это минус как плюс использую: были две детали с пазами, и после деформации пластика при печати и застывании пазы не сошлись. Помог обычный бытовой фен — после разогрева все срослось как и было задумано.
                            0
                            Печатайте АБСом
                              0
                              абс-ом, да, только ничего большого и толстостенного, толстозаполненного не напечатать — деламинация и все тут.
                          0
                          Сегодня печатал вашим PLA, который вы прислали для тестов. В условиях сквозняка и нестабильной температуры очень неплох.
                            0
                            При утилизации чистый полилактид разлагается в промышленном компосте за один месяц...

                            Можно использовать как материал поддержки. Напечатал, засунул в компост, через месяц достал и вуаля! А если серьезно, то он разлагается в растворе обычной каустической соды.
                              +3
                              >высокими стандартами к чистоте
                              и первые же фотки — внимание на пол! Это обычная бетонная стяжка, мало того, она неровная, мало того необработанная…

                              > Добавляем «щепотку» красителя (тоже полностью натуральный, австрийское качество)
                              простите, а это какое-то особенное качество? Ну у меня есть качество — занудство. Можно оно будет моим — ЁжЫнским качеством? :)

                              > На что я обратил внимание — в цеху очень чисто
                              И на фото — щели в палец и «окислившаяся» оцинковка.

                              Внешняя (кажущаяся) чистота =/= чистота. Для понимания советую подмести бетонный пол :D
                                +1
                                Да прочитав про чистоту, подумал о помещении хотя бы класса ИСО 8. Открыл фотки, прифигел, закрыл. Извиняюсь просто по работе имею дело с чистыми помещениями класса уровня ИСО 8, вот где чистые цеха… )) А это так просто убранный.

                              Only users with full accounts can post comments. Log in, please.