PLA i visoke temperature ne idu zajedno. Materijal počinje da omekšava već na 60 do 65°C, a tabla automobila na direktnom letnjem suncu pređe tu granicu za manje od sat vremena. Zato se PLA držač telefona, ukras na tabli ili bilo koji deo ostavljen u vozilu leti savija, gubi oblik ili se trajno deformiše. Ispod pišemo tačno na kojoj temperaturi PLA popušta, koliko se auto zaista zagreje na suncu, i koji materijal birati kad deo mora da izdrži vrućinu.
Na kojoj temperaturi PLA počinje da omekšava?
Svaki termoplastični materijal ima takozvanu temperaturu staklastog prelaza (Tg), tačku na kojoj prelazi iz krutog u mek, gumast oblik. Za PLA, ta granica je 60 do 65°C (Wevolver). To je znatno niže od tačke topljenja (PLA se topi tek oko 180°C), i tu je najčešća zabuna: deo ne mora da se otopi da bi propao, dovoljno je da pređe temperaturu staklastog prelaza pod sopstvenom težinom ili malim opterećenjem, i trajno se savije.
Omekšavanje i topljenje nisu isto. PLA omekšava na 60-65°C, ali se topi tek oko 180°C. Deo se deformiše mnogo pre nego što bi se ikada rastopio.
Koliko se zapravo zagreje unutrašnjost automobila leti?
Brzo i mnogo iznad granice na kojoj PLA popušta. Na spoljnoj temperaturi od 27°C, unutrašnjost automobila na suncu pređe 40°C za 20 minuta, i skoro 48°C za 40 minuta. Na 32°C spolja, posle pola sata unutra je preko 49°C. Tabla automobila, direktno izložena suncu, ide i dalje: na vrelom letnjem danu tabla dostigne oko 70°C za sat vremena, a tamnija tabla ili sedišta i 80 do 90°C i više.
| Spoljna temperatura | Vreme na suncu | Temperatura unutra |
|---|---|---|
| 27°C | 20 min | ~43°C |
| 27°C | 40 min | ~48°C |
| 32°C | 30 min | ~49°C |
| Vreo letnji dan | ~60 min | Tabla ~70°C, tamna tabla/sedišta 80-90°C+ |
Ove brojke znače da bilo koji deo od PLA koji stoji na tabli, konzoli ili blizu vetrobranskog stakla pređe temperaturu omekšavanja mnogo pre nego što vozilo provede ceo dan na suncu.
Šta se dešava sa PLA delom kad pređe tu granicu?
Deo gubi krutost i savija se pod sopstvenom težinom ili pod pritiskom, na primer težinom telefona u držaču. Ako se ohladi u tom savijenom položaju, ostaje tako trajno, čak i kad se auto ohladi. Ovo nije kvar koji se popravi. Oblik je promenjen na molekularnom nivou i deo se ne vraća u prvobitni oblik hlađenjem.
Deformisan držač telefona ili nosač kamere gubi tačnu geometriju koja ga drži pričvršćenim, pa deo prestaje pouzdano da drži ono za šta je napravljen.
Šta koristiti umesto PLA za delove u automobilu?
Za bilo šta što stoji u vozilu na suncu ili blizu izvora toplote, biramo PETG ili ASA umesto PLA.
- PETG ima temperaturu staklastog prelaza oko 80°C i realno izdržava kontinualno do oko 60°C, uz kratkotrajno izlaganje i višim temperaturama. Dovoljno je za većinu delova u kabini koji nisu direktno na tabli po celo popodne.
- ASA izdržava do oko 100°C i, za razliku od PETG, ima i najbolju UV otpornost od filamenata koje koristimo. Za deo koji stoji direktno na tabli, na vetrobranskom staklu ili spolja na vozilu, ASA je sigurniji izbor.
Za širi pregled svih filamenata koje koristimo, opisali smo ih u vodiču Šta je filament za 3D štampanje.
Iz našeg iskustva, za bilo koji deo koji stoji u kabini na suncu ili se montira spolja na vozilo, prvo pitanje koje postavljamo klijentu je gde tačno deo stoji i koliko dugo je izložen suncu. Ako je u pitanju tabla ili spoljni deo vozila, predlažemo ASA. Za delove u senci unutar kabine, PETG je dovoljan i jeftiniji izbor.
| Materijal | Temperatura omekšavanja | Podnosi u vozilu | UV otpornost |
|---|---|---|---|
| PLA | 60-65°C | Ne, deformiše se brzo na suncu | Slaba |
| PETG | ~80°C (do ~60°C kontinualno) | Da, van direktnog sunca | Umerena |
| ASA | ~100°C | Da, uključujući direktno sunce | Odlična |
Koji delovi u autu su najčešće izloženi riziku?
- Držači telefona i nosači tableta montirani na tablu ili vetrobransko staklo
- Ukrasni ili funkcionalni delovi na konzoli i tabli
- Poklopci ventilacionih otvora i nosači senzora
- Bilo koji deo lepljen ili montiran na površinu koja je direktno na suncu
Svi ovi primeri imaju istu logiku: što je deo bliži staklu i direktnom suncu, brže dostiže temperaturu na kojoj PLA popušta.
Česta pitanja
Da li PLA uopšte može da se koristi u automobilu?
Može, ali samo za delove koji ne stoje na direktnom suncu i ne trpe toplotu, na primer sitni ukrasi u pretincu ili delovi koje često menjate. Za sve što stoji na tabli, blizu stakla ili spolja na vozilu, PETG ili ASA su sigurniji izbor.
Koja je razlika između omekšavanja i topljenja PLA?
Omekšavanje, odnosno temperatura staklastog prelaza, dešava se na 60-65°C i deo gubi krutost i savija se pod opterećenjem. Topljenje je potpuno drugačija pojava i dešava se tek oko 180°C. Deo se deformiše mnogo pre nego što bi ikada došlo do topljenja.
Da li boja filamenta utiče na to koliko brzo se deo zagreje?
Da. Tamnije boje, naročito crna, upijaju više sunčeve toplote i zagrevaju se brže i jače od svetlijih boja na istoj poziciji u vozilu. Tamni PLA deo na tabli će omekšati pre nego identičan deo u svetlijoj boji.
Da li 3Dimenzije može da odštampa isti deo u PETG ili ASA umesto PLA?
Da, to je najčešći razlog za promenu materijala kad klijent ima gotov 3D model. Pošaljite nam projekat i informaciju gde deo stoji, mi predlažemo materijal koji odgovara toj primeni.
Zaključak
Za delove koji stoje u automobilu leti, izbor materijala nije stvar ukusa, već fizike: PLA omekšava na 60-65°C, a tabla vozila tu granicu pređe za manje od sat vremena na suncu. PETG ili ASA rade posao koji PLA ne može da izdrži. Ako imate model koji je trenutno u PLA a stoji u vozilu, pošaljite nam ga i predložićemo pravi materijal pre nego što ga odštampate. Temperatura nije jedina granica o kojoj marketing ćuti kad je PLA u pitanju – pisali smo i o tome da li je PLA zaista biorazgradiv. Pogledajte i stranicu za FDM štampanje ili kontaktirajte nas direktno.