مروری بر فیلامنت های پرینت سه بعدی

امروزه تعداد و تنوع مواد پرینت سه بعدی بسیار زیاد است و محققان دائماً مواد جدیدی با قابلیت چاپ سه بعدی ارائه می دهند. شناخت مواد پرینت سه بعدی موجود و قابلیت های آن ها به منظور انتخاب مناسب ترین گزینه پیش از شروع عملیات پرینت سه بعدی ضروری است. در این مقاله به بررسی انواع مواد پرینت سه بعدی و ویژگی های آن ها می پردازیم.مواد پرینت سه بعدی به چند دسته اصلی تقسیم می شوند. پلاستیک ها و رزین  ها متداول ترین مواد پرینت سه بعدی می باشند. این مقاله تنها بر فیلامنت های پرینت سه بعدی رومیزی متمرکز است. بنابراین برای راهنمایی کامل در مورد مواد مختلف، کاربردها، خصوصیات و فناوری هایی که می توانید با چاپگر سه بعدی رومیزی استفاده کنید این مقاله را مطالعه کنید.

فیلامنت پرینت سه بعدی

در دسترس ترین روش برای پرینت سه بعدی در خانه استفاده از فناوری پرینت سه بعدی FDM است. این روش ساده ترین و ارزان ترین تکنیک پرینت سه بعدی می باشد. پرینتر های سه بعدی FDM از روش ذوب و تزریق لایه به لایه مواد پرینت سه بعدی تحت عنوان فیلامنت استفاده می کنند. رایج ترین فیلامنت ها از ترموپلاستیک هایی مانندPLA ، ABS  و PETG ساخته شده اند. اگرچه موارد بسیار دیگری نیز وجود دارد که آنچه را که می توانید با چاپگر سه بعدی FDM خود توسعه دهید گسترش می دهد. برای همه کاربرد ها از ابزارها و پروتزها گرفته تا بازی ها و مجسمه ها فیلامنت های مناسبی یافت می شود.

فیلامنت پرینت سه بعدی
فیلامنت پرینت سه بعدی

فیلامنت پرینت سه بعدی  ABS

اگر کیفیت آجرهای لگو را به خاطر آورید می توانید دریابید که چرا پلاستیک ABS یکی از محبوب ترین مواد پرینت سه بعدی برای پرینت سه بعدی رومیزی است.

فیلامنت پرینت سه بعدی ABS مقرون به صرفه، مستحکم و سبک است که در طیف گسترده ای از رنگ ها ارائه می گردد. این ماده می تواند برای تولید مدل های معماری و مفهومی تا پروژه ها DIY و ساخت مورد استفاده قرار گیرد.

اگر نگران سمیت دود فیلامنت های ABS هستید گزینه های دیگری مانند فیلامنت های PLA  وجود دارد. از آنجا که دمای پرینت سه بعدی فیلامنت های ABS بین ۲۲۰ درجه سانتیگراد تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد می باشد، توصیه می شود برای جلوگیری از تاب برداشتن از یک صفحه پرینت گرم و یک محفظه بسته برای کنترل خنک سازی این ماده استفاده کنید.

فیلامنت پرینت سه بعدی ABS
فیلامنت پرینت سه بعدی ABS

فیلامنت پرینت سه بعدی PLA

این ماده یکی از محبوبترین مواد پرینت سه بعدی می باشد که از مشتقات نشاسته ذرت بوده و در نتیجه زیست تخریب پذیر می باشد. پرینت سه بعدی فیلامنت های PLA آسان است و با گرم شدن رایحه ای شیرین و دلپذیر از آن ساطع می شود. به همین دلیل بسیاری از افراد فیلامنت های پرینت سه بعدی PLA را به ABS ترجیح می دهند. همچنین این ماده برای تماس به صورت یکبار مصرف با مواد غذایی مناسب است و هنگام خنک شدن کمتر از ABS منقبض می شود. با این وجود ماندگاری PLA نسبت به ABS کمتر است و نسبت به افزایش دما حساس می باشد. بنابراین برای ساخت قطعات مهندسی فیلامنت پرینت سه بعدی ABS گزینه مناسبتری خواهد بود.

فیلامنت پرینت سه بعدیPLA  در طیف گسترده ای از رنگ ها و انواع مختلفی از کامپوزیت ها موجود است که می تواند ظاهری چوبی یا فلزی به قطعه ببخشد. فیلامنت های ABS وPLA  باید در کیسه های خلأ یا محفظه نگهداری شوند زیرا رطوبت موجود در هوای محیط آن ها را تخریب می کند.

فیلامنت پرینت سه بعدی PLA
فیلامنت پرینت سه بعدی PLA

فیلامنت پرینت سه بعدی PET

بطری های آب از ماده پرینت سه بعدی PET ساخته شده اند. این ماده دومین جایگزین برای فیلامنت های ABS است. PET برخلافABS در هنگام ذوب شدن گاز های بودار تولید نمی کند و به همان اندازه محکم و انعطاف پذیر است. از همه مهمتر، PET به صفحه پرینت گرم نیاز ندارد. کیفیت قطعه نهایی تولید شده با این ماده براق، انعطاف پذیر و برای استفاده با مواد غذایی ایمن است که همین امر آن را به گزینه ای مناسب برای تولید بسیاری از محصولات مصرفی تبدیل می کند.

این ماده پرینت سه بعدی برای چاپ هر قطعه ای از پروژه های DIY گرفته تا مدل های کاربردی عالی است. فیلامنت های پرینت سه بعدی PET را به منظور محافظت در برابر رطوبت در کیسه های خلأ یا ظروف نگهداری کنید.

فیلامنت پرینت سه بعدی PET
فیلامنت پرینت سه بعدی PET

فیلامنت پرینت سه بعدی  PETG

ماده پرینت سه بعدی  PETGیکی از انواع PET است که با هدف بهبود برخی ویژگی ها مانند شفافیت بالا، با گلیکول ترکیب شده است. علاوه بر این، ماده پرینت سه بعدی PETG را می توان در دماهای پایینتری چاپ کرد که سرعت عملیات پرینت سه بعدی را تا ۱۰۰ میلی متر در ثانیه افزایش می دهد.

PETG در برابر تغییرات آب و هوایی مقاوم است و بنابراین برای تولید وسایل باغبانی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی دیگر از نقاط قوت این ماده، ایمنی برای پرینت سه بعدی لوازم در تماس با مواد غذایی است. هنگام استفاده از این ماده برای پرینت سه بعدی خانگی، آن را در کیسه های خلأ یا ظروف نگهداری کنید تا از رطوبت محافظت شوند.

فیلامنت پرینت سه بعدی PETG
فیلامنت پرینت سه بعدی PETG

فیلامنت پرینت سه بعدی  PVA

فیلامنت پرینت سه بعدی PVA برای ایجاد ساختار های پشتیبانی قابل حل مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که سایر مواد پشتیبانی برای حل شدن به مواد شیمیایی خاصی احتیاج دارند، PVA در آب لوله قابل حل است. این ماده نیز مانند سایر فیلامنت ها باید در ظروف یا کیسه های ضد هوا نگهداری شود.

فیلامنت پرینت سه بعدی PVA
فیلامنت پرینت سه بعدی PVA

فیلامنت پرینت سه بعدی نایلون

انعطاف پذیری و و استحکام بالا نایلون را به بهترین گزینه برای طیف وسیعی از کاربردها از مهندسی تا هنر تبدیل کرده است. اغلب از این ماده تحت عنوان “پلاستیک سفید” یاد می شود.

در میان فیلامنت های پرینت سه بعدی FDM، پیوند لایه ای نایلون از سایر موارد قوی تر است که آن را به ماده ای ایده آل برای تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت کششی و مکانیکی خوبی دارند تبدیل کرده است.

قطعات پرینت سه بعدی شده نایلونی تا حدی انعطاف پذیر، مقاوم در برابر مواد شیمیایی و مهمتر از همه محکم هستند.

نایلون نیز مانند سایر ترموپلاستیک ها در مجاورت رطوبت موجود در هوای محیط تخریب می شود و بهتر است در ظروف یا کیسه های ضد هوا نگهداری گردد.

فیلامنت پرینت سه بعدی نایلون
فیلامنت پرینت سه بعدی نایلون

فیلامنت های پرینت سه بعدی رسانا

فیلامنت پرینت سه بعدی رسانا یک کامپوزیت است، به این معنی که از بیش از یک ماده تشکیل شده است تا بهترین ویژگی ها را ارائه دهد. به عنوان مثال PLA انواع کامپوزیت ها از چوب تا فلز را ارائه می دهد. فیلامنت های پرینت سه بعدی رسانا معمولاً با پلاستیک PLA یا ABS ساخته می شوند که هر یک مزایا و معایب ماده اصلی را نیز به همراه دارد. فیلامنت رسانا ABS در مقایسه با نوع PLA استحکام بیشتری دارد و در برابر حرارت مقاوم است اما مشکلات سمی بودن بخار ABS را دارا می باشد.

از این ماده مفید می توان برای پرینت سه بعدی سنسور های لمسی برای کاربرد هایی که به دستگاه های رابط انسانی نیاز دارند استفاده کرد. از دیگر موارد مصرفی این مواد رسانا  می توان به دستگاه های الکترونیکی پوشیدنی و ایجاد رابط بین رایانه ها، بردهای آردوینو و سایر اجزای سازنده برای پروژه های DIY اشاره کرد.

فیلامنت های پرینت سه بعدی رسانا
فیلامنت های پرینت سه بعدی رسانا

فیلامنت پرینت سه بعدی چوب

فیلامنت پرینت سه بعدی چوب کامپوزیت دیگری است که عمدتاَ با PLA ساخته می شود. قطعه پرینت سه بعدی شده با استفاده از این ماده قابل سنباده زنی و رنگ کردن است. اگرچه این ماده پرینت سه بعدی عجیب و غریب از نظر زیبایی شناسی جذاب است اما ویژگی های عملکردی مشابه ماده اصلی را ندارد. به عنوان مثال نباید یک صندلی را با استفاده از فیلامنت پرینت سه بعدی چوب بسازید.

نکته جالب این است که با تنظیم دمای تزریق فیلامنت می توانید تیرگی و روشنی رنگ قهوه ای فیلامنت چوب را کنترل کنید. به این معنی که پرینت سه بعدی در دماهای پایین رنگ بسیار روشن و پرینت سه بعدی در دمای بالا قطعه ای به رنگ قهوه تیره ایجاد می کند. بنابراین برای ایجاد رنگ های مختلف دمای پرینتر سه بعدی را تغییر دهید.

فیلامنت پرینت سه بعدی چوب
فیلامنت پرینت سه بعدی چوب

فیلامنت پرینت سه بعدی HIPS

فیلامنت پرینت سه بعدی HIPS (پلی استایرن مقاوم) دو کاربرد دارد: اغلب به عنوان ماده پشتیبانی در پرینت سه بعدی FDM و پرینت سه بعدی SLA مورد استفاده قرار می گیرد زیرا در لیمونن قابل حل می باشد. HIPS در هنگام استفاده با ماده پرینت سه بعدی ABS بهترین عملکرد را دارد زیرا خواص مشابهی را به اشتراک می گذارند. همانطور که از نام این ماده پیداست، HIPS ماده ای بسیار بادوام است که برای استفاده در صنایع بسته بندی یا سایر کاربردهایی که به مقاومت بالا در برابر ضربه نیاز دارند مناسب است.

توجه داشته باشید که HIPS در هنگام پرینت بخار منتشر می کند. این ماده نیز مانند دیگر مواد پرینت سه بعدی در معرض تأثیرات محیطی است و باید را در ظروف یا کیسه های ضد هوا نگهداری شود.

فیلامنت پرینت سه بعدی HIPS
فیلامنت پرینت سه بعدی HIPS

پرینت سه بعدی کامپوزیت فلز

فیلامنت فلزی قابل استفاده در خانه در واقع یک ترموپلاستیک است که با مقادیر کم فلز مخلوط شده است تا به مدل پرینت سه بعدی شده شما ظاهری فلزی ببخشد، اما این ماده عملکردی مشابه فلز ندارد.

البته این به این معنی نیست که هیچ فیلامنت فلزی وجود ندارد که شما بتوانید در خانه پرینت کنید. تعداد کمی فیلامنت فلزی وجود دارد که عمدتاَ از فلز ساخته شده اند و پلاستیک بسیار کمی دارند. این فیلامنت ها قطعات کاملا فلزی را به شما ارائه می دهند. با این حال برای پرینت سه بعدی با این موارد به دستگاه سینترینگ و یک دستگاه چاپگر سه بعدی نیاز دارید که بتواند ویژگی های فیلامنت فلزی را کنترل کند.

پرینت سه بعدی کامپوزیت فلز
پرینت سه بعدی کامپوزیت فلز

فیلامنت های کامپوزیت فلزی جلوه ای فلزی به قطعه پرینت سه بعدی شده شما می دهد که برای کاربردهایی مانند هنرهای تجسمی مناسب است. فیلامنت های کامپوزیت فلزی محبوب شامل برنز، مس، فولاد و آهن می باشند که از همه ترموپلاستیک های دیگر سنگین هستند.

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.

مروری بر فیلامنت های پرینت سه بعدی

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *