Filament property

فیلامنت ها و مشخصات آنها

فیلامنت ها و مشخصات آنها (مواد اولیه مورد استفاده در تکنولوژی FDM)

مقدمه

انتخاب مواد مناسب برای ساخت یک قطعه، با گسترش سریع مواد در بازار روز به روز سختتر می­شود. مواد PLA  و ABS از ابتدا به دو پلیمر اصلی مورد استفاده در پرینت سه بعدیِ FDM تبدیل شده است. ولی دلیل اولیه سبقت گرفتن این مواد نسبت به مواد دیگر بیشتر اتفاقی بوده است. به همین دلیل باید جایی برای دیگر مواد برای ایفای نقش حیاتی در آینده FDM وجود داشته باشد.

حال ما شاهد محصولات جدیدی هستیم که استفاده از آنها متداول شده است، پلیمر­های خالص و کمپوزیت­ها. در این نوشتار ما در پلیمر­های خالصی که در بازار وجود دارند تمرکز خواهیم کرد:

PLA, ABS,PET,Nylon,TPU (flexible), PC

ما در این مطلب تفاوت‌های اساسی در مشخصات مواد را با استفاده از نمایه‌هایی خلاصه کرده‌ایم. تا مصرف کننده‌ها بتوانند به سرعت تصمیم خود را برای استفاده از بهترین پلیمر برای هدف مورد نظر خود بگیرند.

روش شناسی

معمولا مواد در سه دسته درجه بندی می­شوند: کارایی مکانیکی، کیفیت ظاهری و فرآیند ساخت. در اینجا ما برای روشن تر ساختن موضوع این دسته بندی­ها را تجزیه کرده‌ایم تا بتوانیم تصویری واضح تر از مشخصات پلیمرها ارائه دهیم. باید توجه داشت که انتخاب مواد شدیدا به مصرف کننده بستگی دارد بدین معنی که او باید مشخص کند که چه چیزی برای پرینت نیاز دارد. به همین دلیل ما شاخص‌های اساسی برای انتخاب مواد مناسب به غیر از شاخص های سرعت و قیمت را مورد بررسی قرار میدهیم.

مدل تارعنکبوتی برای نشان دادن مشخصات فیلامنت مورد مقایسه

مدل تارعنکبوتی برای نشان دادن مشخصات مواد مورد مقایسه

  • آسودگی پرینت : نشان دهنده این است که پرینت این ماده تا چه اندازه آسان است و در آن فاکتورهایی نظیر: چسب مورد استفاده در Bed، نهایت سرعت پرینت، درصد پرینت­های ناموفق، دقت جریان، راحتی در جایگذاری در پرینتر و …
  • کیفیت ظاهری : یعنی زیبایی ظاهری قطعه خروجی در چه حد است.
  • بیشترین فشار قابل تحمل : بیشترین فشار قابل تحمل در حالتی که فشار به آرامی افزایش پیدا میکند.
  • مقاومت در برابر کشیدگی : بیشترین میزان طولی که قطعه را قبل از شکسته شدن می­توان کشید؛ در حالتی که فشار به آرامی افزایش پیدا میکند.
  • مقاومت در برابر ضربات لحظه‌ای : انرژی مورد نیاز برای شکستن قطعه با ضربه‌ی لحظه‌ای.
  • چسبندگی لایه‌ها ( ایزوتراپی ) : کیفیت چسبندگی بین لایه‌های مواد. این مورد مربوط به ایزوتراپیست بدین معنا که هر قدر کیفیت چسبندگی بیشتر باشد همانقدر قطعه ایزوتراپیک تر می­شود یعنی قابلیت تحمل فشار و کشیدگی از هر جهت نزدیک به هم و یکنواخت تر می­شود.
  • مقاومت در برابر حرارت : بیشترین دمایی که قطعه پرینت شده میتواند بدون تغییر شکل و ذوب شدن، باقی بماند.

ما به دو دلیل زیراطلاعات اضافی که در تصاویر نیامده است را نیز اضافه کرده ایم:

  • این مشخصات نه خوب هستند و نه بد بلکه آنها مشخصاتیست که ممکن است برای کاری مناسب باشد و برای کار دیگری نا مناسب، برای مثال: سختی.
  • ما ارزیابی کمّیِ خوبی در این مورد نداریم ولی میدانیم که مشخصاتی مثل مقاومت در برابر رطوبت و سمّی بودن مواد مهم است.

نتایج :

هر ماده در پنج سطح از ۱ تا ۵ برای هر شاخص درجه بندی شده است. این نتایج مختص تکنولوژی FDM است و اگر از دیگر تکنولوژی‌های پرینت سه بعدی برای ساخت قطعه با این مواد استفاده شود نتایج فوق صحیح نمی­باشد.

Filament property diagram

فیلامنت پی ال ای (PLA)

PLA پلیمریست که به راحتی پرینت می­شود و کیفیت ظاهری بسیار خوبی ارائه می­دهد. بسیار سخت و محکم ولی شکننده می­باشد.

فیلامنت PLA

  • مزایا
  • منشا طبیعی، تجزیه پذیر (زیست تخریب پذیر)
  • بدون بو
  • میتوان بعد از چاپ با استفاده از سمباده پرداخت کاری کرد و یا با استفاده از آکرلیک رنگ کرد
  • مقاومت خوب در برابر فرا بنفش
  • معایب
  • مقاومت کم در برابر رطوبت
  • به راحتی نمیتوان آن را چسباند

 فیلامنت ای بی اس (ABS)

فیلامنت ABS

  • مزایا
  • امکان پرداخت کاری بعدی با بخار آستون
  • امکان پرداخت کاری با استفاده از سمباده
  • امکان استفاده از آستون به عنوان چسب
  • مقاوم در برابر سایش
  • معایب
  • حساس به ماورای بنفش
  • ایجاد بود هنگام پرینت
  • انتشار دود هنگام پرینت

فیلامنت پی ای تی (PET)

PET پلیمریست نسبتاً نرم که مشخصات جالبی دارد.

PET filament

  • مزایا
  • سلامت بهداشتی مناسب برای مواد غذایی (دارای تایید FDA)
  • مقاومت زیاد در برابر رطوبت
  • مقاومت زیاد در برابر مواد شیمیایی
  • قابل بازیافت
  • مقاومت خوب در برابر سایش
  • قابل پرداخت با سمباده و رنگکاری با آکرلیک
  • قابلیت چسباندن با چسب
  • معایب

فیلامنت نایلون (Nylon)

نایلون دارای مشخصات مکانیکی بسیار خوب است، بخصوص مقاومت آن در برابر ضربات لحظه‌ای در بین مواد غیر قابل انعطاف، بیشترین است ولی در هر صورت چسبندگی لایه‌ها ممکن است یک مشکل به حساب آید.

Nylon Filament

  • مزایا
  • مقاومت در برابر مواد شیمیایی
  • معایب
  • مقاومت کم در برابر رطوبت
  • انتشار دود هنگام پرینت

فیلامنت تی پی یو (TPU)

TPU بیشتر در مواردی مورد استفاده قرار میدهند که نیاز به نرم بودن و قابل انتعطاف بودن قطعه احساس می­شود ولی مقاومت آن در برابر ضربات لحظه­­ای باعث شده است از آن برای کاربردهای دیگر نیز استفاده کنند.

TPU property

  • مزایا
  • مقاومت خوب در برابر سایش
  • مقاومت خوب در برابر روغن و گریس
  • معایب
  • ایجاد تغییر پس از پرینت بسیار سخت
  • چسب خوری خیلی ضعیف

فیلامنت پی سی (PC)

PC قوی ترین ماده موجود برای پرینت سه بعدی FDM می­باشد و می­تواند جایگزین مناسبی برای ABS باشد، زیرا بسیاری از مشخصات آن شبیه ABS  است.

PC Filament

  • مزایا
  • قابلیت استریل شدن
  • راحتی تغییرات بعد از پرینت
  • معایب
  • حساس به ماورای بنفش

نتیجه گیری

انتخاب بهترین ماده برای ساخت یک قطعه با پرینت سه بعدی بسیار مهم و حیاتیست، مخصوصاً اگر قطعه مورد نظر برای کار بر روی چیزی تولید شده باشد نه برای مدل سازی. این نوشتار به مصرف کننده ها کمک می­کند تا بهترین ماده را نسبت به نیاز خود استفاده کنند. در هر حال ممکن است تامین کننده فیلامنت ترکیبات خاصی به مواد اضافه کند تا خصوصیات پلیمر خالص را تغییر دهد. ( برای مثال اضافه کردن فیبر کربن برای ایجاد موادی سخت تر).

** منظور از نایلون در این مقاله نایلون ۶ است نه نایلون ۱۱ و ۱۲

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

دیدگاهتان را بنویسید

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