انواع مواد مصرفی پرینترهای سه بعدی

 Polylactic Acid

pla قابل ارتجاع یا نرمش پذیر بر اثر حرارت است و تخریب کمی برای محیط زیست دارد چون از منابع تجدیدپذیر مانند آرد ذرت، نیشکر، ریشه نشاسته مانیوک و یا حتی نشاسته سیب زمینی به دست می آید، این باعث می شود که  Pla فیلامنتی  سازگار با محیط زیست در مقایسه با سایر پلاستیک های پتروشیمی مانند abs یا pva باشد. بعنوان مثال در بخیه پزشکی و همچنین ایمپلنت جراحی استفاده می شود و دارای توانایی کاهش اسید لاکتیک بی آزار بدن است. Pla همچنین در بسته بندی مواد غذایی، کیف، کارد و چنگال یکبار مصرف، اثاثیه یا لوازم داخلی، پوشاک یکبار مصرف، محصولات بهداشتی و حتی پوشاک استفاده می شود. بنابراین pla را می توان یک پلاستیک امن در نظر گرفت. کسانی که مایل به چاپ فنجان آشامیدنی و یا هر مقصدی برای غذا و نوشیدن با pla هستند باید مواظب رنگ رنگدانه های فیلامنت باشند چون ممکن است از مواد شیمیایی مضر استفاده شده باشد.

Pla سخت اما شکننده است. آستانه دمای آن پایین تر از abs است. به طور معمول pla در حدود دمای 160 تا 220 درجه سانتی گراد اکسترود می شود و printbed گرم اجباری نیست اما ممکن است (در درجه حرارت حدود 50-60 درجه سانتی گراد) به کیفیت چاپ کمک کند. Pla به آهستگی سرد می شود به همین دلیل کارشناسان توصیه می کنند یک فن به منظور سرعت بخشیدن به روند خنک شدن نصب شود. شاید بهترین توصیف برای بوی خفیفی ه هنگام پرینت pla منتشر می شود بوی ملایم ذرت شیرین، پنکیک یا شربت افرا باشد. Pla مانند abs هنگام پرینت دود ایجاد نمی کند و شما می توانید با خیال راحت در خانه تان از فیلامنت pla برای چاپ استفاده کنید.

Pla قابلیت سمباده خوردن دارد و با رنگ آکریلیک نقاشی می شود اما برخی از افراد توصیه می کنند از پرایمر استفاده شود. استفاده از چسب pla به آسانی استفاده از چسب abs نیست. به نظر می رسد برخی از افراد بر گرفته از نتایجی که به دست آوردند از سیانو اکریلات (چسب فوق العاده) استفاده می کنند اما این روش معایب خود مانند استفاده از عینک ایمنی و دستکش، چسبندگی شدید به انگشتان و سایر اعضای بدن، سخت شدن بسیار سریع و … را دارد.

با توجه به سمیت پایین و دوستی زیست محیطی بهتر در مقایسه با تمام پلاستیک های مبتنی بر نفت، pla به یک انتخاب بسیار محبوب در جامعه چاپ 3D تبدیل شده است. یکی از اشکالات اصلی PLA تحمل کم دما می باشد. به عنوان مثال PLA استاندارد در دمای حدود 50 درجه سانتی گراد نرم می شود (می توان قطعه چاپ شده را با تفنگ هوای داغ دوباره گرم کرد). از سوی دیگر این خاصیت PLA ممکن است به یک مزیت به منظور راحتی تعمیر، خم کردن یا جوش قطعات چاپ شده تبدیل شود.

زمانی که شما برای اولین بار شروع به چاپ می خواهید بکنید، PLA یکی از ساده ترین مواد مورد نظر است. PLA در اغلب رنگ ها موجود است. قابل توجه ترین رنگ های PLA، رنگ شفاف و درخشان در تاریکی (glow in the dark) است.

Pla هم مانند abs از هوا رطوبت جذب می کند. Pla بیشتر از abs در جایی که آب است در معرض رطوبت قرار می گیرد و آن را شکننده می کند و گاهی اوقات مشکل در چاپ ایجاد می کند.

 Acrylonitrile Butadiene Styrene

ABS  در انواع بسیاری از برنامه های صنعتی امروزه استفاده می شود.  مثال ها عبارتند از: تولید لوله ها، قطعات خودرو، مجامع الکترونیکی، پوشش سر محافظ، لوازم آشپزخانه، ابزار موسیقی، اسباب بازی ها.

ABS به طور کلی بسیار با دوام و قوی، کمی انعطاف پذیر و در برابر گرما بسیار مقاوم است. پرینتر قادر به پردازش پلاستیک ABS به طور معمول در دمای حدود 210 تا 250 درجه سانتی گراد است. بنابراین یک پرینتر D3 قادر به پردازش ABS لزوما با PRINTBED گرم است تا از تاب برداشتن و یا ترک خوردگی ABS جلوکیری کند.

از لحاظ هزینه، abs ارزان ترین فیلامنت در بین فیلامنت های مورد علاقه در جوامع پرینتر سه بعدی است.

Abs برای بسیاری از اهداف گزینه مناسبی می باشد به دلیل این که به راحتی سمباده کشیده می شود (برای هموار کردن و صاف کردن لبه های نا هموار و گوشه های اضافی) و رنگ پذیری بالایی دارد.

در صورت شکسته شدن قطعات چاپ شده با ABS، می توان آن ها را با چسب ABS به راحتی به هم چسباند. حلال ABS، استون است. ABS  در رنگ بندی های مختلف موجود است.

اما ABS دارای برخی از معایب نیز است. اول از همه اینکه، پلاستیکی غیرقابل تجزیه مبتنی بر نفت است ولی خوشبختانه می توان آن را بازیافت کرد. مشکل دیگری که ABS ایجاد می کند، دود خفیفی است که شاید باعث تحریک افراد حساس تر شود که با تهویه مناسب و یا تعبیه هود این مشکل قابل حل است. ABS  در صورت قرار گرفتن طولانی در معرض نور خورشید فاسد می شود.

 اگر از ABS برای مدت طولانی نمی خواهید استفاده کنید باید آن را در ظروف محفوظ از هوا نگهداری کنید تا فاسد نشود. ABS از هوای محیط رطوبت جذب می کند و ممکن است در کیفیت چاپ تاثیر بگذارد.

LAYWOOD

LAYWOOD رشته چاپگر 3D است که مخلوطی از 40 درصد چوب با چسب پلیمر است. این مواد را می توان در بیشتر پرینتر های سه بعدی که ABS  و PLA را چاپ می کنند استفاده کرد. نوع چاپ آن شبیه PLA بوده و می توان در دمای 175 تا 250 درجه سانتی گراد چاپ شود. LAYWOOD در طول چاپ بوی چوب می دهد و قطعات چاپ شده را در پایان می توان برش و سمباده و رنگ کرد.

HIPS

همه نوع چاپ را با HIPS می توان انجام داد. اقتصادی و مقاوم در تاثیر مواد پلاستیکی است و آسان به حرارت و ساخت است. HIPS در لیموناد قابل حل است. می تواند چاپ مستقل یا ساپورت برای ABS استفاده کرد. HIPS رنگ های متفاوتی دارد. دمای اکستروژن بین 210 الی 230 درجه سانتی گراد است.

Polyvinyl Alcohol

PVA پلاستیکی خاص است که قابلیت حل شدن در آب را دارد. از PVA برای چسب کاغذ به عنوان حجم دهنده در قالب و یا خمیر بازی کودکان و یا در چسب بسته بندی استفاده می شود. دیگر استفاده گسترده PVA در ماهیگیری ورزشی است  به این صورت که طعمه ها را در کیسه های PVA بسته بندی کرده و در آب می اندازند، سپس کیسه به سرعت در آب حل شده و طعمه ها را آزاد می کند که این کار باعث جذب ماهی ها می شود.

در چاپ PVA، گاهی اوقات از پرینتر های دو یا چند نازل استفاده می شود به منظور ساپورت گذاشتن برای قطعاتی که برآمدگی های غیر متصل به کف دارند و یا در قطعات پیچیده برآمدگی هایی وجود دارد که هیچ پشتیبانی از لایه های زیرین ندارند. در این موارد می توان از PVA به عنوان لایه پشتیبان استفاده کرد. در غیر این صورت امکان پیچیدن یا ترک خوردن کار وجود دارد. محصول نهایی را می توان داخل آب قرار داده و تا حل شدن کامل لایه های PVA  منتظر ماند. پس از حل شدن لایه های PVA قطعه کاملا از لایه های پشتیبان آزاد شده و قابل بهره برداری می باشد. این کار بسیار ساده بوده و نیاز به هیچ گونه آموزش ندارد.

PVA به طور معمول در دمای 190 درجه سانتی گراد اکسترود می شود، اما کار با آن آسان نیست چون حساسیت بالایی به آب دارد. رطوبت هوا می تواند به فیلامنت PVA صدمه بزند. PVA باید در جعبه های در بسته به همراه رطوبت گیر نگهداری شود، و یا حتی در برخی موارد قبل از استفاده خشک شود. یکی از معایب PVA قیمت بالا و کمیاب بودن آن در بازار است.

PETG

فیلامنت PETG سختی و مقاومت فوق العاده ای دارد. قطعات چاپ شده با این رشته مقاومت بسیار بالا دارد. این رشته برای قطعات با سطوح بزرگتر مناسب تر است. فیلامنت PETG در دمای 88 درجه سانتی گراد شیشه ای می شود.

فیلامنت PETG یک جایگزین مناسب برای ABS و PLA است که موجب می شود که در پایان قطعات استحکام بیشتر، انقباض کمتر و کف صافی داشته باشند. دمای ذوب PETG بین 230 الی 260 درجه است.

POM

فیلامنت POM نام مستعار پلی اکسی متیلن یک نوع رشته قوی با خواص پیوند شگفت انگیز است که باعث می شود چاپ اشیا واقعا محکم و قوی باشد و چسبندگی بالایی دارد. POM مثل PLA و نایلون احتیاجی به سینی داغ ندارد، خیلی کم تاب بر می دارد و احتیاجی به فن خنک کننده ندارد.

POM خیلی شبیه به نایلون است و قابلیت های نایلون را دارد اما با ساختار و استخوان بندی ضعیف تر. فیلامنت POM به طور معمول برای چاپ قطعات دقیق که نیاز به سختی بالا، اصطکاک کم و ثبات ابعادی بسیار عالی استفاده می شود.

POM برای قطعاتی که احتیاج به پرینتر های دقیق با پایه های نازک و دقیق دارد بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

در دنیای پرینترهای سه بعدی، مواد اولیه به صورت روزانه جدید شده و مواد جدیدی به بازار می آیند که هرکدام مصرف و کاربردی خاص دارند.در این لیست تنها پرکاربردترین و شناخته ترین فیلامنت ها معرفی شدند و میتوان گفت بقیه فیلامنت ها بر پایه همین فیلامنت ها و بخصوص ABS و PLA ساخته میشوند.

در زیر به تعدادی از مواد اولیه دیگر اشاره می شود که مصارف خاصی را برای خود ایجاد کرده اند:

هر فیلامنت دمای خاصی برای ذوب شدن دارد که این دما باید در تمام قسمتهای فیلامنت به یک اندازه باشد و تغییر نکند اگر در قسمتی دما تغییر کند باعث گیر کردن فیلامنت در نازل می شود.

فیلامنت ها در دو قطر 1.75 و 3 میلیمتر موجود هستند که این قطر باید در تمام قسمتها یکی باشد در غیر از این باعث گیر کردن فیلامنت در نازل می شود.

فیلامنت ها معمولا از یک پلیمر خاص با درصدی پلی آمید تشکیل میشود که این مواد تشکیل دهنده هم باید مرغوب باشند و هم باید با درصد درستی با یکدیگر ترکیب شوند

هنگامی که یک فیلامنت قرقره می شود باید دقت شود که در فرآیند قرقره شدن گره وجود نداشته باشد و به همین دلیل قرقره شدن غیر صحیح باعث خرابی کار میشود.

جنس قرقره باید باید دارای استحکام باشد که در حین پرینت نشکند و یا خراب نشود زیرا اگر فیلامنت از قرقره خارج شود، قرقره کردن مجدد آن تقریبا غیر ممکن است.

فیلامنت ها بسته به نوع آنها تاریخ مصرف خاصی دارند که معمولا از 6 ماه تا یک سال فاسد شده و کیفیت مطلوب را به شما نمی دهند.

رزین استاندارد

رزینی با قابلیت پرینت جزئیات در حد متوسط و با استحکام متوسط که برای پرینت نمونه های اولیه و تست ابعادی و کارائی قطعات پرینت شده استفاده می شود. قیمت مناسب و سرعت خشک شدن بالای لا یه ها از خصوصیات مثبت این رزین به شمار میرود.

رزین صنعتی

این رزین دارای سختی بسیار بالا و استحکام فوق العاده می باشد که در کنار قابلیت تحمل حرارت بالای 230 درجه سانتی گراد و قابلیت چاپ جزئیات بالا، این مدل رزین را بسیار خاص می کند.

رزین صنعتی مناسب ساخت قطعات نمونه اصلی و کاربردی، قالب هایی که نیاز به تحمل حرارت دارند، قطعات مکانیکی و بسیاری از کاربرد های دیگر است.

رزین ریخته گری

این رزین سختی بالایی دارد و قابلیت چاپ ظریف ترین قطعات را داراست، اما خاصیت اصلی این رزین قابلیت سوختن و بخار شدن در دمای بالای 200 درجا سانتی گراد است که این رزین را مناسب ریخته گری های ظریف مانند طلا سازی و یا ایمپلنت های دندان سازی و غیره می نماید.

رزین ABS (سفید برفی)

این رزین دارای رنگ سفید می باشد و سختی بسیار بالا و همچنین قابلیت پرینت جزئیات در حد رزین صنعتی را دارا می باشد.

قابلیت اصلی این رزین تغییر رنگ است به این شکل است که شما میتوانید با اضافه کردن قطره ای از پیگمنت مخصوص به این رزین و یا مخلوط کردن پیگمنت با هم هر نوع رنگی که دلخواه شماست را ایجاد میکند.

رزین DEEP BLACK

این رزین از نظر مشخصات بسیار شبیه رزین صنعتی می باشد با این تفاوت که این رزین قابلیت چاپ بالاتری در جزئیات دارد و می توان گفت این نوع رزین مخصوص چاپ قطعات سخت با جزئیات بسیار بالا است.

یک رزین خوب باید دارای رنگ یکدست باشد و فرقی نمی کند که دارای پایه چه رنگی باشد رنگ باید در تمامی قسمت های رزین یک دست باشد.

غلظت یک رزین با کیفیت باید مانند روغن زیتون باشد که این غلظت میتواند کیفیت چاپ را تا حد زیادی بالا ببرد.

می توان گفت هر رزین زمان خشک شدن مخصوص به خود را دارد که این زمان در یک رزین با کیفیت بین 4 تا 6 ثانیه میباشد.

قطعات رزینی بعد از پرینت باید دارای استحکام مطلوب باشند و شکنندگی نداشته باشند.