پرینترهای سه بعدی

فیلامنت های ABS

Acrylonitrile Butadiene Styrene یا ABS  به دسته ای از فیلامنت ها اطلاق میشود که بهترین کیفیت سطح را توام با خواص مکانیکی مطلوب برای کاربر حرفه ای فراهم میکند. این فیلامنت با دارا بودن مقاومت بالا در برابر حرارت و ضربه در مصارف صنعتی برای تولید قطعات مورد استفاده قرار میگیرد.

از جمله مزایای فیلامنت ABS میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

به عنوان یک ماده ترمو پلاستیک توانایی تحمل گرما و سرما را بدون تغییر حالت داراست

در عین ارزان بودن دارای استحکام و انعطاف خوبی نسبت به برخی از سایر فیلامنت ها است

سبک وزن بوده و به سهولت از اکسترود خارج میشود

حصول چسبندگی خوب میان لایه ها

سهولت در انجام پرداخت

موجود در رنگ های متنوع

خواص مکانیکی عالی

ظاهر خوب قطعه چاپ شده

قابلیت خوب پولیشکاری

و از معایب معایب فیلامنت ABS:

جداشدگی از صفحه چاپ

نیاز به صفحه گرم 

انتشار گاز سمی در حین ذوب

انقباض قطعه پس از پرینت

نیاز به مدیریت هوشمندانه دما 

مسئله پیچ خوردگی مانع ساخت قطعه دقیق میشود

احتمال صدمه دیدن در صورتی که طولانی مدت در مقابل نور خورشید قرار گیرد

به هیچ عنوان زیست تجدید پذیر نیست و امکان تولید با مواد بازیافتی وجود ندارد

نیاز حتمی به پیش گرمایش بستر وجود دارد

مشکل اصلی و عمده که با آن مواجه هستیم اعوجاج پیدا کردن قطعه است

مثال های کاربرد در استفاده از این فیلامنت:

1. مناسب جهت ساخت نمونه اولیه برای شبیه سازی نمونه نهایی

2.کاربرد در جهت ساخت ابزار قطعات کاربردی مانند قسمت های پلاستیکی خودرو و ساختمان

فیلامنت PLA:

PLA مخفف Poly Lactic Acid است. این فیلمانت که یک ترمو پلاستیک زیست تخریب پذیر و ارزان قیمت است و از مواد ارگانیک و تجزیه پذیری مانند نشاسته و نیشکر به دست می آید. این ماده از پر استفاده ترین بیو پلاستیک ها می باشد که علاوه بر پرینت سه بعدی در ایمپلنت های پزشکی نیز کاربرد دارد.این فیلامنت بهترین متریالی است که میتوان برای آموزش پرینت سه بعدی، با توجه به سهولت چاپ  و تولید قطعات کاربردی در طیف گسترده از آن استفاده کرد .

مزایا:

1. قیمت پایین

2.استحکام مناسب

3.دقت ابعادی بالا

4.استفاده ساده تر و سریع تر

5. کم خطر تر از لحاظ شیمیایی

6.کیفیت سطح مناسب

7. عدم ایجاد بوی نامطبوع و تولید گاز سمی

8. سرد شدن به آرامی

9. قابل تجزیه در طبیعت

10. عدم ایجاد اعوجاج

11. چسبندگی خوب به صفحه پرینت حین فرآیند

معایب:

1. مقاومت به ضربه کم

2. دوام و استحکام کمتری نسبت به فیلامنت ABS دارد.

3. پایین تر بودن دمای ذوب نسبت به ABS

4. عدم انحلال در حلال هایی نظیر استون و در نتیجه نیاز به حلال های قوی تر

5.با توجه به اینکه مواد اولیه این فیلامنت در کشور تولید نمیشوند، نسبت به فیلامنت abs گرانتر هستند.

6.برای استفاده در فضای باز مناسب نیستند.

کاربرد ها:

1. مناسب برای شبیه سازی در علم پزشکی

2.کمک به معماران در جهت عرضه مقرون به صرفه مدل های اولیه در کمترین زمان ممکن و بالاترین دقت

3. قابلیت پیاده سازی منحنی های پیچیده و اشکال هندسی و لبه های شیب دار

فیلمانت PETG

مخفف عبارت Polyethylene Terephthalate Glycol از دسته پلی استر ها و نسخه پیشرفته تر و تقویت و اصلاح شده فیلامنت 

PET است، به عبارتی این فیلامنت از گلیسیرین و ترکیبات فیلامنت PETساخته میشود. پرینت آن آسان تر، شکنندگی کمتر و در هنگام پرینت مواد نیمه شفاف، قطعاتی تمیز تر عرضه خواهد کرد .همچنین شایان ذکر است این فیلامنت ها به علت مقاومت در برابر آب و مواد شیمیایی و مقاومت در برابر ضربه و فشار مورد توجه هستند.

مزایا:

1. استحکام و دوام بالا

2. انعطاف پذیری و وزن کم

3. ضریب انقباض جزئی بعد پرینت

4. عدم نیاز به بستر گرم

5. مقاوم در برابر مواد شیمیایی

6. ضد آب

7. مقاوم در برابر ضربه و استهلاک و خستگی

8. ایمن برای مواد غذایی

9. غیر سمی

10. قابل بازیافت

11.مقاوم در برابر اشعه UV

12. مناسب برای کاربرد های مرتبط با بافت های زنده، با بدن انسان سازگار است

13 خاصیت انبساط دمایی کم

14. چسبندگی زیاد بین لایه ها

15. مناسب برای طراحی های پیچیده

معایب:

1. جذب رطوبت هوا

2. غیر زیست تخریب پذیر یغنی در محیط تجزیه نمیشود

3. نیاز به تنظیم و کنترل دقیق دما

4. ضعف در تولید ساپورت مناسب برای قطعه

5. نیاز به فن خنک کننده دارد

کاربرد ها:

1. مناسب برای وسایلی که با خوردنی ها و نوشیدنی ها در ارتباط هستند

2. ساخت بطری های آب

3. ساخت ابزاری که در معرض شوک و ضربه هستند، مانند قطعات مکانیکی

4. در بخش های مکانیک و رباتیک

5. برای مصارف صنعتی کاربرد دارد، بخصوص برای قطعاتی که در صنعت در ارتباط مستقیم با فشار و تنش های ناگهانی هستند

فیلامنت های انعطاف پذیر

فیلامنت های منعطف از TPE الاستومر های ترموپلاستیک ساخته شده اند که ترکیبی از پلاستیک سخت و لاستیک است.

TPEها دارای انواع مختلفی هستند که TPU ترموپلاستیک پلی اورتان از رایج ترین و پر مصرف ترین انواع آن میباشد.

میزان کشش در پلاستیک بستگی به نوع TPEو فرمول شیمیایی مورد استفاده سازنده دارد.

مزایا:

1.انعطاف پذیر و نرم

2. ماندگاری طولانی مدت

3. مقاومت قابل قبول در برابر ضربه

4. مقاومت مناسب در برابر لرزش های مکرر

معایب:

1. دشواری در چاپ

2. امکان ظهور حباب و رشته در لایه ها در حین چاپ

3. دارای اختلال در اکسترودرهای از نوع Bowden

4.دمای نسبتا بالای اکسترودر برای پرینت این متریال

کاربرد ها:

1. برای ساخت جلد تلفن همراه

2. روکش لاستیکی و ابزار کاهش استرس مانند اسپینر

3. ساخت اسباب بازی برای تولید ماشین های کنترلی

4.در تولید روکش ها در دنیای DIY

فیلامنت های آنتی باکتریال

فیلامنت های آنتی باکتریال با استفاده از یون های نقره، حداقل 96 درصد از رشد باکتری هارا میگیرند و خطر عفونت را تا حد زیادی کاهش میدهند. عامل ضد باکتری فیلامنت های آنتی باکتریال  هم مطابق با قوانین RoHSاست  که این نوع فیلامنت ها را برای مصارف پرینت سه بعدی مناسب میسازد.

کاربرد:

1. قابلیت استفاده در محیط مدارس 

2. مناسب برای کوزه گری

3.استفاده برای ساخت لواز آشپزخانه و خانه

فیلامنت HDPE

HDPE یا High-Density Poly Ethyleneیک پلیمر ترموپلاستیک ساخته شده از پترول میباشد. استحکام، تراکم کم و غیر سمی بودن فیلامنت HDPEرا برای طیف وسیعی از اشیا پرینت سه بعدی ایده آل میسازد.از آنجا که تراکم HDPE کم است، میتوان آن را به صورت سه بعدی در اشیایی چاپ کرد که حتی در اندازه های بزرگ نیز شناوری خود را حفط میکنند. این فیلامنت همچنان ویژگی عدم جذب آب را نیز دارد با توجه به ویژگی های ذکر شده این فیلامنت انتخاب خوبی برای ظروف پزشکی و ظروف مواد غذایی است.

مزایا:

1. سبک و انعطاف پذیر

2. قابلیت رنگ آمیزی

3.مقاوم به اکثر مواد شیمیایی

4.به راحتی 

limoneneحل میشود

معایب:

1.در صورت حرار داده شدن تا دمای بالا ، گاز های ناخوشایند تولید میکند.

2.تمایل به پیچش دارد، پس از سرد شدن، به طور کلی کمی

wrap

میشود. که منجر به پاره پاره شدن قطعه پرینتی میشود.

3. نیاز به درجه حرارت بالا برای چاپ

کاربرد:

1. ظروف پزشکی و ظروف مواد غذایی

فیلامنت های  HIPS

فیلامنت HIPSیا همان پلی استایرن با تاثیر بالا یا پلی استایرن مقاوم High Impact Polystyreneاغلب به عنوان ساپورت قابل حل در کنار متریال ABSاستفاده میشود.از نظر ابعادی پایدارتر و کمی سبک تر از ABSهستند.این فیلامنت قابلیت انحلال در مایعات هیدرو کربنی را دارد. فیلامنت HIPSباعث شده است که یکی از چالش های جدا کردن ساپورت ها از قطعه اصلی حل گردد.

مزایا:

1. مقرون به صرفه

2. مقاوم در برابر ضربه و آب

3. سبک وزن

4. قابل حل توسط  d- Limonene

و مناسب جهت ساپورت گذاری

معایب:

1. الزام به داشتن بستر گرم

2. الزام دو نازله بودن اکسترودر پرینتر

3. داشتن بخار شدید و ناسالم حین چاپ 

4. ریسک گیر کردن در اکسترودر به دلیل حساسیت بالا به ثابت بودن دمای لحظه ای

کاربردها:

به عنوان ساپورت در فیلامنت پرینت سه بعدی ABS

فیلامنت های چوبی

 Woodفیلمانت های با نام کامپوزیتی از گرده های چوب و PLAمی باشند، بنابراین بهتر است آن را 

Wood filled بنامیم. سهم پلیمر در این فیلامنت تقریبا 60 الی 70 درصد و سهم چوب بازیافت شده 30 الی 40 درصد آن را تشکیل میدهد. با توجه به اینکه میتوان در ترکیبات بخش پلیمری آن دخل و تصرف کرد، فیلامنت چوب میتواند رنگ، سختی پرینت و کیفیت متنوعی داشته باشد.

مزایا:

1. حس چوبی بودن قطعه بعد از پرینت و ظاهر جذاب

2. انتشار بوی مطبوع به هنگام چاپ به دلیل داشتن ترکیبات آروماتیک

3.عدم تاب و پیچ خوردگی در هنگام پرینت و امکان پرینت وسایل بزرگ

4. زیست تخریب پذیر و دوستدر محیط زیست

5. امکان پرداخت قطعات چاپ شده

6. به سرعت خشک میشود و شکل میگیرد

معایب:

1. سختی در پرینت برای کاربران مبتدی

2. امکان گیر کردن در نازل های کوچک در صورت کیفیت نامطلوب متریال

3. انعطاف پذیری کم

4. دوام متوسط و امکان شکستگی

5.در مقایسه با PLAماده ضعیف تر و نرم تری تولید میکند.

6. قیمت نسبتا بالایی دارد

کاربرد ها:

1. ساخت وسایل تزیینی، دکور، میز، صندلی و ساخت مجسمه 

2. استفاده از محصول در تجهیزات پزشکی، طراحی های معماری و آموزشی مورد استفاده قرار میگیرد

3. ساخت قطعات شبیه چوب

فیلامنت های PA 

PAپلی آمید که با نام نایلون شناخته میشود، یکی از مواد پرکاربرد در صنایع ساخت انواع ریسمان، لباس و مسواک و ... کاربرد دارد.گستره کاربری وسیع این ماده باعث رواج استفاده از آن در صنعت ساخت بوسیله چاپگرهای سه بعدی نیز گردید.این ترموپلاستیک به صورت پودر یا رشته های فیلامنتی برای فناوری هایی مانند SLS ، Multi Jet  یا FDM در دسترس است.

مزایا:

1. استحکام ،دوام وانعطاف پذیری بالا

2.شکنندگی کمتر

3.امکان تولید اجسام با سطح صاف در عین مستحکم بودن

4.آب رفتگی جزئی

5.رنگ پذیری پس از ساخت

6. قابل بازیافت

7. بوی نامطبوع ندارد

8.ماندگاری بسیار بالا

9.غیر محلول

10. مقاومت در برابر سایش

11. قابلیت رنگ آمیزی فیلامنت های نایلونی با استفاده از رنگهای نساجی

معایب:

1. جذب بالای رطوبت و در نتیجه نزول کیفیت محصول

2. دمای ذوب بالا

3. سرعت انقباض بالا و در نتیجه تاب برمیدارد

4. سختی آماده سازی پرینتر سه بعدی در حد متوسط

5.زمانی که حرارت داده میشود تجزیه میشود و بخارات سمی تولید میکند

کاربردها:

1.ابزار ها، اجزای مکانیکی، قطعات خودرو و قطعات ساختاری

2.ظروف

3. اسباب بازی ها

4. پزشکی

فیلامنت های PP

فیلامنت پلی پروپیلن یک متریال نیمه صلب و سبک وزن است که حالت انعطاف پذیر داشته و در پرینت انواع محفظه ها و نگهدارنده ها کاربرد دارد. ساختار نیمه کریستالی مواد باعث می شود که قطعات پرینت شده سه بعدی در هنگام خنک شدن به شدت تاب بردارد و این امر باعث چالش درپرینت سه بعدی می شود. فیلامنت پلی پروپیلن سفت و سخت است و از مقاومت خوبی در برابر فرسودگی برخوردار است . این امر را برای کاربردهای با مقاومت پایین مانند لولا ها ، تسمه ها و غیره ایده آل می کند.

مزایا:

1.فشردگی مناسب و مقاومت خوب در برابر خستگی فیزیکی

2.مقاومت حرارتی مناسب

3.سطح پایانی صاف و یک دست

4. ضد آب بودن

5. سطح صاف

6.مقاوم در برابر مواد شیمیایی

7.قوی و مقاوم در برابر ضربه

 

معایب:

1. پیچیدگی شدید در قطعه

2. استحکام پایین

3. چسبندگی به صفحه پرینت بسیار دشوار

4. گران قیمت بودن

کاربرد ها:

1. کاربرد خوب برای فضای آزاد

2. در ساخت لوله ها، تسمه ها و غیره

3. استفاده در محصولاتی که با مواد غذایی مستقیما در تماس هستند

4. ابزار های پزشکی

فیلامنت های نیمه انعطاف پذیر

فیلامنت های نیمه انعطاف پذیر مناسب پرینترهای سه بعدی که دارای اکسترودر Bowden و قطعات نیمه انعطاف پذیر است. قطعات چاپ شده با این فیلامنت ها، نتایج شبیه فیلامنت های  PLA را دارند.

فیلامنت های  STH

فیلامنت STHیک بیوپلیمر گیاهی است، که به صورت صنعتی تولید میشود. مقاومت در برابر ضربه بالاتر از ABS

و تقریبا دو برابر مقاومت در برابر حرارت PLAرا ارائه می دهد. این محصول با کیفیت سطح بی نظیر و ویژگی های چاپ آسان، پیشرفته ترین بیو پلیمر موجود برای استفاده تجاری را ممکن میسازد.فیلامنت های ABGبا مواد اولیه بکر مطابق با استاندارد های 

RoHSو با مواد افزودنی food gradeرنگ میشوند.