Kun je PLA smelten en het hergebruiken?

Share this post
6 rolls of PLA filament in different colors and 3D printing models

PLA-afval hoopt zich snel op tijdens intensief 3D-printen, zoals mislukte prints, ondersteuning en de uiteinden van ongebruikte filamenten. Kun je dit materiaal zomaar smelten en hergebruiken? Hoewel PLA theoretisch kan worden omgesmolten, hebben de praktische beperkingen invloed op de kwaliteit en bruikbaarheid. Deze blog legt de aard van PLA uit, manieren om het te hergebruiken, de problemen die je tegenkomt en overwegingen bij het dagelijks gebruik van je projecten.

De samenstelling van PLA: hoe de eigenschappen ervan hergebruik beïnvloeden

De inherente eigenschappen van PLA spelen een cruciale rol bij de uitdagingen die hergebruik met zich meebrengt. Laten we eens kijken naar de belangrijkste materiaaleigenschappen die het smelten en hervormen van PLA complex maken.

Wolf model printed with PLA 3D printing filament

PLA is een thermoplast

PLA is een thermoplastDit type plastic wordt zacht en vormbaar bij verhitting en hardt uit bij afkoeling – een cyclus die zich kan herhalen. Deze eigenschap is de reden waarom het recyclen van PLA haalbaar lijkt. Twee kritische temperaturen voor PLA zijn:

  • Glasovergangstemperatuur (TG ): Dit is ongeveer 60-65 °C. Bij deze temperatuur verandert PLA van hard en broos naar een zachtere, meer rubberachtige toestand. Het is nog niet gesmolten, maar wel veel flexibeler.
  • Smelttemperatuur (TM ): Dit ligt meestal tussen de 150 en 180 °C. De exacte temperatuur kan variëren afhankelijk van de specifieke PLA-formule, eventuele kleurstoffen of andere additieven die de fabrikant gebruikt, en of het eerder is verhit. Wanneer PLA deze temperatuur bereikt, wordt het een dikke vloeistof die kan worden gevormd of door een spuitmond kan worden geperst, zoals in een 3D-printer.

Een belangrijk probleem: thermische degradatie

Thermische degradatie is het grootste obstakel bij hergebruik van PLA. Elke keer dat PLA wordt gesmolten, kunnen de lange chemische ketens – de bron van de sterkte – uiteenvallen. Hitte, zuurstof en vocht versnellen dit proces. Deze afbraak heeft verschillende ongewenste effecten op het materiaal:

  • Zwakker materiaal: PLA verliest aan sterkte en wordt brozer. Gerecycled PLA breekt doorgaans gemakkelijker dan nieuw PLA.
  • Veranderde stroming: Degradatie verandert de smeltviscositeit (dikte) van PLA. Dit kan een consistente extrusie door een spuitmond belemmeren, wat van invloed kan zijn op de gelijkmatigheid van nieuw filament of de vulling van de mal.
  • Kleurveranderingen: Opnieuw verhitten van PLA, vooral als het oververhit of vervuild is, zorgt er vaak voor dat het donker of geel wordt. Helder PLA kan troebel worden en gekleurd PLA kan een doffe, troebele tint krijgen.
  • Toenemende dampen: Afgebroken PLA kan meer vluchtige organische stoffen (VOS) vrijgeven. Deze dampen kunnen onaangenaam en mogelijk irriterend zijn.

PLA absorbeert vocht: waarom dit een probleem is

PLA is hygroscopisch, wat betekent dat het gemakkelijk vocht uit de lucht absorbeert. Dit vormt een belangrijk probleem bij het smelten. Wanneer vochtig PLA wordt verhit, verandert het water in stoom. Bij smelttemperaturen kan dit water via hydrolyse met PLA reageren. Deze chemische reactie verkort de polymeerketens van PLA verder, waardoor de sterkte afneemt. Het kan ook bellen en holtes in het omgesmolten plastic veroorzaken, wat resulteert in een slechte printkwaliteit of zwakke plekken in geproduceerde producten.

Kun je PLA smelten en hergebruiken?

Technisch gezien kan het wel worden gesmolten en hergebruikt. In de praktijk stuit het recyclen van schroot tot hoogwaardige nieuwe filamenten of bruikbare producten echter op problemen die de kwaliteit en de algemene haalbaarheid van het eindproduct beïnvloeden. Er zijn verschillende methoden beschikbaar om dit te proberen, variërend van eenvoudig tot apparatuur. Elk heeft specifieke toepassingen, voordelen en aanzienlijke nadelen.

Optie 1: PLA-resten hervormen met directe hitte en eenvoudige mallen

Voor deze eenvoudige methode voor hergebruik van PLA is slechts minimale gespecialiseerde apparatuur nodig.

Proces: PLA-resten worden verwarmd met een broodrooster (niet aanbevolen voor gebruik in voedsel vanwege besmettingsrisico's), een hittepistool of een hete plaat tot ze zacht zijn. Hittebestendige handschoenen zijn essentieel. Het zachte PLA kan vervolgens met de hand worden gevormd en in eenvoudige mallen worden geperst (e.g., siliconen bakvormen), of samengeperst tot dichtere blokken.

Toepassingen: Wordt voornamelijk gebruikt voor kleine decoratieve werkstukken, eenvoudige mallen voor knutselwerkjes of het verdichten van PLA-afval.

Voordelen: Lage kosten en eenvoudige procedure.

Nadelen: Moeilijke temperatuurregeling kan gemakkelijk leiden tot oververhitting of verbranding van de PLA, wat leidt tot aanzienlijke dampen en onregelmatige resultaten. Goede ventilatie is cruciaal vanwege de dampen. Niet geschikt voor het creëren van nieuwe 3D-printfilament.

Optie 2: Nieuw filament extruderen uit gereinigde en versnipperde PLA-resten

Deze aanpak is erop gericht om PLA-afval direct om te zetten in bruikbaar 3D-printfilament.

Proces: Dit meerstappenproces omvat:

  • Grondig schoonmaken van restjes om stof en olie te verwijderen.
  • Het versnipperen of vermalen van restjes tot kleine, gelijkmatige stukjes.
  • De stukken worden grondig gedroogd (vaak urenlang in een droogtrommel of oven met klimaatregeling).
  • Het voeren van gedroogd PLA in een desktop filament extruder, waar het smelt, mengt en als nieuw filament op een spoel wordt geëxtrudeerd.

Primair doel/toepassing: Om nieuw, bruikbaar 3D-printerfilament te produceren uit PLA-resten.

Voordelen: Het aantrekkelijke is dat het om een ​​gesloten kringloopsysteem gaat, waarbij afval wordt omgezet in bruikbaar materiaal. Hierdoor kunnen de afval- en filamentkosten op termijn worden verlaagd.

Nadelen: Belangrijke uitdagingen zijn onder meer:

  • Hoge initiële kosten voor een shredder en filament-extruder.
  • Tijdrovend en arbeidsintensief proces (reinigen, versnipperen, drogen, extruderen).
  • Moeilijkheden bij het bereiken van een consistente filamentdiameter en rondheid, cruciaal voor de afdrukkwaliteit, wat vaak leidt tot printerstoringen of slechte afdrukken.
  • Onvermijdelijke thermische degradatie, wat resulteert in een zwakker filament.
  • Er is een groot risico op verontreiniging (vuil, ander plastic) en vermengde kleuren (meestal troebel bruin/grijs bij menging).

Optie 3: Kleine vaste objecten creëren via desktop PLA-spuitgieten

Verwerkt PLA kan ook gebruikt worden in kleine tafelspuitgietmachines.

Proces: Versnipperd, grondig gedroogd PLA wordt in een kleine spuitgietmachine gevoerd, die het gesmolten plastic verhit en onder druk in een mal spuit.

Toepassingen: Geschikt voor het produceren van meerdere exemplaren van kleine, vaste onderdelen (e.g., beugels, knoppen, behuizingen) waarbij maximale sterkte niet kritisch is.

Voordelen: Kan redelijk consistente onderdelen produceren met goede mallen en de juiste instellingen.

Nadelen: Desktop-spuitgietmachines zijn duur, net als het maken van kwaliteitsmatrijzen, waarvoor ook vakmanschap vereist is. De vormcomplexiteit is vaak beperkter dan bij 3D-printen.

Recycling van PLA-afval op industriële schaal

Ondanks de biobased oorsprong is grootschalige, gespecialiseerde recycling van PLA uit 3D-prints ongebruikelijk. Hoewel sommige PLA-soorten gecertificeerd zijn voor industriële compostering, vereist dit toegang tot gespecialiseerde faciliteiten, en niet alle PLA komt hiervoor in aanmerking. Standaard recyclingcentra vinden het inzamelen, sorteren en reinigen van gemengde, vaak verontreinigde, PLA 3D-prints over het algemeen te complex en te duur om rendabel te zijn.

6 rolls of PLA filament in different colors and 3D printing models

Grote uitdagingen bij hergebruik van PLA

Het smelten en hergebruiken van PLA brengt doorgaans aanzienlijke en vaak frustrerende problemen met zich mee, die vrijwel altijd de kwaliteit van het eindproduct in gevaar brengen.

1.Verminderde sterkte en verhoogde broosheid (thermische degradatie)

Zoals eerder opgemerkt, is thermische degradatie een belangrijk obstakel. Elke smeltcyclus verzwakt de interne structuur van PLA. Daardoor is hergebruikt PLA vrijwel altijd brozer en minder sterk dan nieuw materiaal, waardoor het ongeschikt is voor duurzame onderdelen, ongeacht de zorgvuldigheid die in een thuisopstelling wordt betracht.

2. Hoog risico op besmetting (vuil, kleuren, andere kunststoffen)

Gerecycled PLA is zeer gevoelig voor verschillende vormen van verontreiniging:

  • Vuil en olie: Stof, vuil en huidvetten kunnen zich vermengen met gesmolten PLA, waardoor er onvolkomenheden, verstopte spuitmondjes of zwakke plekken in het eindproduct kunnen ontstaan.
  • Gemengde kleuren: Het combineren van verschillende PLA-kleuren resulteert doorgaans in een modderige, onvoorspelbare tint (e.g., bruin, donkergrijs). Het is vrijwel onmogelijk om heldere, heldere kleuren te krijgen uit gemengde restjes.
  • Kruisbesmetting met plastic: Onbedoelde vermenging met andere kunststoffen (e.g., ABS, PETG) veroorzaakt ernstige problemen door verschillende smelttemperaturen en incompatibiliteit. De resultaten zijn onder meer klontering, slechte hechting, overmatige dampvorming en mogelijke schade aan de apparatuur.

3. Onvoorspelbare kwaliteit en prestaties van gerecycled materiaal

Materiaaldegradatie en verontreiniging zorgen samen voor zeer inconsistent gerecycled PLA.

  • Gerecycled filament gebreken: Gerecycled PLA-filament Vertoont vaak een inconsistente diameter, onrondheid, overmatige broosheid of slechte smeltvloei. Deze gebreken veroorzaken direct printproblemen zoals vastgelopen nozzles, onder- of overextrusie en slechte laaghechting.
  • Toenemende afdrukfouten: De onbetrouwbaarheid die inherent is aan gerecycled PLA leidt vaak tot een hoger percentage mislukte prints. Dit kan potentiële materiaalbesparingen tenietdoen en leiden tot meer frustratie en verspilling.

4. Verhoogde rookemissies en bijbehorende veiligheidsrisico's

Bij elke verhitting van PLA komen vluchtige organische stoffen (VOS) vrij. Het meerdere keren opnieuw verhitten van gedegradeerd of verontreinigd PLA kan de hoeveelheid en het type uitgestoten dampen verergeren.

  • Ventilatietekorten: Door onvoldoende ventilatie tijdens het smelten kunnen vluchtige organische stoffen zich concentreren, wat een potentieel gezondheidsrisico vormt bij inademing.
  • Blootstellingsgevaren: Langdurige of regelmatige blootstelling aan deze verhoogde dampniveaus kan, met name zonder geschikte ademhalingsbescherming, leiden tot irritatie of andere gezondheidsproblemen.

5. Aanzienlijke investering: tijd, moeite en financiële kosten

De tijd, moeite en financiële uitgaven die het recyclen van PLA met zich meebrengt, wegen voor de meeste hobbyisten vaak niet op tegen de voordelen.

  • Aanzienlijke tijdsinvestering: Het hele proces, dat uit meerdere stappen bestaat (schoonmaken, sorteren, versnipperen, drogen en vervolgens voorzichtig extruderen of vormen), is extreem tijdrovend.
  • Investering in apparatuur: Hoogwaardige shredders, betrouwbare filamentextruders en geschikte filamentdrogers vormen een aanzienlijke kostenpost, die vaak hoger ligt dan de kosten van vele spoelen nieuw, hoogwaardig PLA. Wanneer we rekening houden met de lagere kwaliteit en de grotere kans op mislukte prints die gepaard gaan met gerecycled PLA, zijn de daadwerkelijke kostenbesparingen vaak minimaal of onbestaand.

6. Verplicht en tijdrovend PLA-drogen

Door de hygroscopische eigenschappen van PLA absorbeert het gemakkelijk vocht, waardoor grondig en zorgvuldig drogen noodzakelijk is voordat het kan worden gesmolten. Het drogen is een extra langdurige fase in het hergebruikproces. PLA-snippers moeten doorgaans enkele uren drogen bij een gecontroleerde lage temperatuur (ongeveer 40-50 °C).Als PLA niet goed wordt gedroogd, ontstaan ​​er tijdens het smelten grote problemen, zoals luchtbellen en stoom. Ook versnelt het de materiaalafbraak, wat een grote impact heeft op de kwaliteit van het hergebruikte materiaal.

Alternatieven voor het smelten van PLA-afval

In plaats van het lastige proces van het opnieuw smelten van PLA, kunt u vaak ook praktischere en creatievere dingen doen met uw PLA-resten en mislukte prints.

Creatief upcycling:

Mislukte prints, vlotten en steunen kunnen worden gebruikt in kunstprojecten, zoals mozaïeken, of als onderdeel van sculpturen. Kleine stukjes kunnen worden gebruikt als interessante vulling in giethars of om unieke texturen te creëren in andere kunstvoorwerpen.

PLA-onderdelen verbinden:

Je kunt een 3D-printpen met PLA-filament gebruiken om PLA-onderdelen aan elkaar te "lassen", scheurtjes in prints te repareren of kleinere onderdelen te combineren tot grotere. Bepaalde lijmsoorten voor kunststof, zoals secondelijm (cyanoacrylaat) in combinatie met een kunststofprimer, of speciale kunststofepoxy's, werken ook goed om PLA-onderdelen aan elkaar te lijmen.

Gespecialiseerde recyclingdiensten (indien beschikbaar):

Dit is niet gebruikelijk, maar sommige buurtwerkplaatsen, makerspaces of gespecialiseerde bedrijven bieden mogelijk de inzameling en recycling van PLA-afval aan. Kijk wat er bij jou in de buurt beschikbaar is, maar wees niet te optimistisch.

Industriële compostering (voor gecertificeerde PLA):

Als uw PLA de speciale aanduiding heeft dat het geschikt is voor industriële compostering (het voldoet aan normen zoals EN 13432 of ASTM D6400) EN u toegang hebt tot een industriële of gemeentelijke composteerfaciliteit in uw omgeving die het accepteert, dan is dit een milieuvriendelijkere manier om ervan af te komen. De meeste PLA composteert echter niet in een gewone huishoudelijke compostbak.

Ga verstandig om met uw PLA-afval!

Hoewel het mogelijk is om PLA te smelten, zijn er in werkelijkheid grote obstakels. Materiaalverslechtering, kwaliteitsproblemen en de investering in tijd en apparatuur wegen voor de gemiddelde hobbyist vaak zwaarder dan de voordelen. In plaats van je te verdiepen in lastige recycling, kun je beter je afval verminderen door je prints te stroomlijnen, je restjes creatief te upcyclen of lokaal compost te vinden voor gecertificeerd PLA. Kies voor werkbare oplossingen in plaats van oplossingen die teleurstellende resultaten beloven.

Table of contents

FAQ's

Vind antwoorden op uw meest prangende vragen over onze 3D-printmachines en -diensten.

3D-printen is een proces waarbij driedimensionale objecten worden gecreëerd op basis van een digitaal bestand. Hierbij worden materialen, zoals plastic of metaal, in lagen aangebracht om het eindproduct te creëren. Deze innovatieve technologie maakt personalisatie en rapid prototyping mogelijk.

Wij bieden snelle en betrouwbare verzendopties voor al onze producten. Zodra uw bestelling is geplaatst, ontvangt u een trackingnummer om de voortgang te volgen. De verzendtijden kunnen variëren afhankelijk van uw locatie.

Onze 3D-printers worden geleverd met één jaar garantie op fabricagefouten. Verlengde garantie is verkrijgbaar. Raadpleeg ons garantiebeleid voor meer informatie.

Ja, we hebben een probleemloos retourbeleid. Als u niet tevreden bent met uw aankoop, kunt u deze binnen 30 dagen retourneren voor een volledige terugbetaling. Zorg ervoor dat het product in originele staat is.

Absoluut! Ons toegewijde supportteam staat klaar om je te helpen met al je vragen of problemen. Je kunt ons bereiken via e-mail of telefoon voor snelle hulp. We hebben ook een uitgebreid online informatiecentrum.

Heb je nog vragen?

Wij helpen u graag met al uw vragen.