Dieser Thread sollte Usern die Möglichkeit geben Erfahrungen zu teilen, die die Haltbarkeit von Teilen aus PLA Material betreffen.
Allgemein bekannt ist, dass Teile aus PLA nicht unbedingt viel Wärme vertragen. Oft reichen schon Temperaturen an die 50° um plastische Verformungen zuzulassen. Das mit der Temperatur ist eine bekannte Einschränkung. Darauf gehe ich hier nicht mehr ein.
Es sollte hier viel mehr um Einflüsse und Effekte gehen, die über längere Zeit dem Material schaden oder gar zerstören, und die nicht unbedingt allgemein bekannt sind.
Ich beginne mit meinen Erfahrungen mit Teilen die aus PLA gedruckt wurden.
Ich liste hier nur einige Teile auf, wo mir Umstände aufgefallen sind, die scheinbar einen Einfluss auf die Haltbarkeit der PLA Teile hatten.
Beispielteil 1, Milchschäumerbasis:
Eines der ersten Funktionsteile, wahrscheinlich sogar das erste, das ich druckte, stammt aus dem Jahr 2011 und ist jetzt noch praktisch wie neu. Der Drucker seinerzeit war eine Mendel-Variante. Das Material war 2.85mm PLA, transparent (ein sehr zartes Eisblau), und wurde damals mit dem Druckerbausatz mitgeliefert (noch ohne Spule!). Das gedruckte Teil ersetzte die abgebrochene Basis eines Halters für einen Milchschäumer. Der Milchschäumerhalter steht jetzt noch bei mir in der Küche.(Der eigentliche Milchschäumer gab den Geist auf, ziemlich genau zu der Zeit, als der Halter ‘repariert‘ wurde. Da kam dann einfach ein anderer Schäumer in den Halter, wofür ich allerdings noch einen Adapter konstruieren und drucken musste (den Adapter sieht man im Bild nicht).
Damit komme ich zu den Umweltbedingungen, die das gedruckte Teil in den letzten 13 Jahren aushalten musste:
Recht konstante Temperatur zwischen 18° bis 29°, meist trocken (gelegentlich bekam das Teil einen Fettspritzer ab, ebenso hin und wieder wurde es feucht abgewischt). Kaum Sonneneinstrahlung. Das Teil ist kaum belastet.
Lebensdauer (bisher): 13 Jahre. Zustand des Teils: neuwertig.
Beispielteil 2, Sonnenschirmadapter:
Eigentlich habe ich mehrere Adapter. Zwei werden für die schönen Granitschirmständer und einer für den Teak-Gartentisch benötigt. Diese wurden nicht ganz zeitgleich gedruckt (offensichtlich, da einige Teile aus silbernem Material, andere aus schwarzem Material gedruckt wurden). Jedenfalls sind die Teile aus PLA. Ob es sich um 1.75 oder 2.85 Material handelt, kann ich nicht mehr sagen. Das genaue Alter ist ebenso unbekannt. Jedenfalls sind die Teile sicher schon 8 Jahre alt oder älter (die CAD Modelle stammen aus dem Jahr 2015). Die Adapter sind noch im Einsatz oder waren es bis letztes Jahr (der Teak Tisch wurde ausgemustert – er war schon 17 Jahre alt, teilweise morsch und hatte somit ausgedient).
Schnittbild der Adapter für den Teak Tisch (oben & unten, in rosa):Hier nun die Umweltbedingungen:
Die Teile sind der Witterung ganzjährig völlig ausgesetzt: Frost, Regen, Schnee, Sonne (=UV Strahlung). Temperaturen von -10° bis ca. 40°. Einer der Teile, der untere Adapter für den Teak Tisch, war den Sommer über einer konstanten Belastung ausgesetzt (dem Gewicht des Schirms). Der obere Adapter ‘überwinterte‘ unter einer Plane und war somit in der kalten Jahreszeit vor Sonne und Regen/Schnee geschützt. Der untere Adapter bekam im Sommer mehr Schatten (da unter der Tischplatte) und wurde im Winter indirekt durch die Plane ebenfalls etwas geschützt.
Lebensdauer (bisher) 8+ Jahre. Zustand: leichter Verzug am unteren Adapter sichtbar (als Folge der langfristigen Einwirkung der Temperatur und der Gewichtslast).
Warm genug
Den Verzug sieht man im Bild nicht so schön. Hier, im Vergleich Originaldesign_zu_Gealtert, sieht man am rechten Teil den entstandenen Verzug. Das Teil gab unter der Dauerlast, samt der Wärme, langsam etwas nach (oben beim Ring im Schnittbild sichtbar).
Optisch sind die Adapter sonst gut erhalten (betrifft die Farbe und die Erscheinung der Oberflächen). Auch die Festigkeit entspricht. Noch 100% funktionsfähig aber nicht mehr maßlich exakt entsprechend.Beispielteil 3, Adapter für Bewässerungskegel:
Bin ich einmal länger verreist, sorge ich für eine ‘automatische‘ Bewässerung der zahlreichen Hauspflanzen. Eine der Methoden verwendet keramische Kegel, die mittels Adapter an Flaschen geschraubt werden können. Sind die Flaschen gefüllt, wird über den porösen Kegel langsam Wasser abgegeben. Das funktioniert recht zuverlässig, bis zu 3 Wochen lang. Ein Nachteil: der Hersteller verwendet einen Kunststoff (PP oder PE?), der der Dauerbelastung nicht standhält und irgendwann ‘platzt‘ oder ‚springt‘ und damit ist das Ganze undicht. Der keramische Kegel ist davon nicht betroffen. Im Laufe der Jahre haben sich an die drei Dutzend Kegel bei mir angesammelt, wo die defekten Kunststoffteile entfernt wurden.
Ich habe also einen Adapter konstruiert, der es erlauben würde, die Keramikkegel per Schlauchleitung zu beliefern. Damit könnte ein einziger, etwas höher gelegener Behälter (ein 25l Kanister), mehrere Kegel mit Wasser versorgen.
Das besprochene Teil ist dieser Adapter:In die kleine Bohrung kommen eine Gummidichtung (von einem Regalbodenträger) und ein T-Stück für den Schlauch. Der Keramikkegel wird in die äußere Nut geklebt. (Bei der Dichtheitsprobe hatte ich eine Ausfallsrate von über 30%.)
Ein Regalbodenträger (diente als ‘Lieferant‘ der Gummidichtung):Davon wurde nur der Gummi verwendet (ich hatte die ersten Bodenträger zufällig herumliegen, musste aber einige noch nachkaufen).
Gedruckt wurden an die 18 Stück der Adapter, mit naturfarbenem PLA. Unbekannt ist, ob es sich damals um 2.85 oder 1.75mm Material handelte. Generell sind gedruckte Teile schwer dicht zu bekommen. Letztlich waren nur 8 Stück ausreichend dicht, um verwendet zu werden (trotz Behandlung mit Aceton/ABS-Mischung).
Diese Adapter waren nur 2 Jahre im Dauer-Einsatz und die Idee musste verworfen werden. Dass die Idee letztlich funktionierte, beweist dieser Beitrag, wo ich davon schrieb, dass die Teile schon seit 9 Monaten im Einsatz wären und problemlos ihren Dienst taten.
Umweltbedingungen:
Temperatur von 22°-30°, teilweise der Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Einsatzbereich in unmittelbarer Nähe von Erde. Permanent einseitig nass und unter sehr leichtem Druck (unter 0.2 Bar).
Lebensdauer < 2 Jahre. Das Material begann zu zerbröseln und zeigte Verfallserscheinungen und wurde dadurch irreparabel undicht. Meine damalige Vermutung war: entweder das Wasser oder das Erdreich (besonders die Mikroorganismen darin, usw.) oder die Kombination der beiden Faktoren schädigen das Material.
Wurzeln
Was ist mit PETG
Beispielteil 4, Fensterbankbewässerungsanlage:Auch ein Zugeständnis an meine Abwesenheiten. Gewisse Pflanzen, die in der Küche auf der Fensterbank stehen, werden damit bewässert. Ein Kasten deckt den Wasserbehälter ab, oben auf dem Kasten stehen die Pflanzen. Die Pflanzen holen sich ihr Wasser mittels dünnen Schläuchen aus dem Behälter.Symbolisch dargestellt sind der niedrige und höchste Wasserstand im nicht dargestellten Behälter. Bei niedrigem Wasserstand beginnt der orange Knopf aufzusteigen, um anzuzeigen, dass Wasser nachgefüllt werden muss (es ist alles verkleidet, man sieht den Wasserstand im Behälter von außen nicht!). Bewerkstelligt wird das über den rosa Hebel (an dessen Ende ein Kunststoffkorken sitzt). Bis auf das untere Ende des rosa Hebels hat kein Bauteil dauernd Wasserkontakt. Aber das grüne Stück und der rosa Hebel haben doch häufig und recht lange (Tage, bzw. Wochen) Kontakt mit dem Wasser, bzw. sind darin eingetaucht. Vom Einfülltrichter (Schnittbild, dunkelblau), hat nur der unterste Teil gelegentlich für mehrere Tage (bis zu 2 Wochen am Stück, wiederkehrend) Wasserkontakt.
Gedruckt wurden die Teile ca. August, 2016, aus silbernem PLA (Filamentdurchmesser unbekannt).
Hier der Einfülltrichter, wie er am Schluss aussah: Umweltbedingungen:
Häufig bis dauernd Wasserkontakt, kein, bzw. kaum Sonneneinstrahlung. Temperatur 19°-28°.
Lebensdauer: etwas weniger als 8 Jahre. Das System fiel heuer aus. Die Demontage brachte Interessantes zutage (und gab mir die Idee für diesen Beitrag). Die Teile die länger unter Wasser waren, hatten die silberne Farbe gänzlich verloren und die Festigkeit war dahin – die Teile zerbröselten auch regelrecht (der rosa Hebel und das grüne Teil). Auch beim Einfülltrichter war das untere Viertel großteils ausgebleicht und die Festigkeit deutlich reduziert.
Meine Vermutung (basierend auf Beispielteil 3) ist, dass es das Wasser selbst nicht sein kann, da es beinahe 8 Jahre überdauerte. Vermutlich sind im Laufe der Jahre kleine Mengen an Fremdstoffe (Pflanzenteile, Hausstaub, usw.) in das Wasser gelangt (und verrottet) und haben Mikroorganismen gedeihen lassen. Diese griffen in Folge den Kunststoff an (bei der Farbe weiß ich nicht, ob sie der Grund des Ausbleichens waren oder das Wasser selbst).
Da bekannt sein sollte, dass PLA biologisch abbaubar ist, sollte es nicht überraschen, wenn Mikroorganismen das Material abbauen.
Die Ersatzteile wurden inzwischen aus PETG nachgedruckt.
Zusammenfassend lässt sich aus meiner Sicht sagen:
PLA ist recht UV-beständig, und bei Einhaltung der zulässigen Temperaturbandbreite recht langlebig. Reines Wasser stellt kaum ein Problem dar, aber Erde (mit ihren Mikroorganismen) und kontaminiertes Wasser (mit Mikroorganismen) führen zu einem langsamen Abbau bzw. zur Zerstörung des Materials.
Was haben andere User hier im Forum für Erfahrungen mit PLA gemacht?
Ähnliche Threads können gerne für ABS, PETG, TPE/TPU, ASA usw., mit Erfahrungswerten erstellt werden.
mjh11
