اختصاصی مرکز ساخت و خدمات پرینت سه بعدی اینوفب : فیلامنت یکی از متداول‌ترین گزینه‌هایی است که شما در فرآیند پرینت سه بعدی محصول خود با آن مواجه می‌شوید. هر کدام از انواع فیلامنت پرینت سه بعدی، مزایا و معایب خاصی دارند و شما بر اساس ویژگی‌های محصول مورد نظر خود می‌توانید مناسب‌ترین فیلامنت را به عنوان متریال پرینت خود انتخاب کنید. ما در این مقاله، 10 مورد از پرکاربردترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی را بررسی می‌کنیم و به معرفی خواص مکانیکی، ویژگی‌های فیزیکی و سایر مزایا و معایب هر نوع می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

انواع فیلامنت پرینت سه بعدی (Fused Deposition Modeling)

پرینت سه بعدی فیلامنت توسط رشته‌های اِف‌دی‌اِم و بر روی یک قرقره چاپگر سه بعدی عرضه می‌شوند. این رشته‌ها از طریق یک نازل گرم شده توسط یک اکسترودر هدایت می‌شوند. سپس از پلاستیک اکسترود شده برای ساخت یک قطعه پرینت سه بعدی، به صورت لایه‌ای استفاده می‌شود. امروزه گزینه‌های متفاوتی از انواع فیلامنت پرینت سه بعدی در دسترس است. ما در ادامه این مقاله به بررسی 10 نوع محبوب و متداول می‌پردازیم.

1- فیلامنت پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA)

پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) یک مونومر ترموپلاستیک و یکی از پرکاربردترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی است. برخلاف دیگر انواع فیلامنت پرینت سه بعدی، این متریال از منابع آلی و فرآورده‌های نفتی ساخته می‌شوند. چاپ پلی‌لاکتیک‌اسید آسان است و سازگار با محیط زیست است. با این حال، این متریال پرینت سه بعدی، شکننده است و مقاومت کمی در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد. ویژگی‌های کلیدی پلی‌لاکتیک‌اسید عبارتند از:

تاب برداشتن: در حین چاپ به راحتی تاب نمی‌خورد.

حلالیت: در آب محلول نیست. اما می‌توان آن را در استون، متیل اتیل کتون یا سود سوزآور حل کرد.

ایمنی غذا: ایمن مواد غذایی است.

2- فیلامنت اِی‌بی‌اِس (ABS)

اکریلونیتریل‌بوتادین‌استایرن (ABS) یک نوع رشته پلاستیکی مهندسی و یکی دیگر از پرکاربردترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی است. این متریال، چقرمگی بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد و می‌تواند دماهای نسبتاً بالا را تحمل کند. فرآیند چاپ با اِی‌بی‌اِس هم برای قسمت داغ و هم برای بستر چاپگر، به دماهای بالا نیاز دارد. حجم‌های ساخت گرم نیز برای نتایج خوب مورد نیاز است. علاوه بر این، همه انواع اِی‌بی‌اِس در طول چاپ تمایل به تاب برداشتن دارند که منجر به دقت ابعادی ضعیف می‌شود. سایر ویژگی‌های کلیدی اِی‌بی‌اِس عبارتند از:

دوام: مقاومت عالی در برابر سایش و پارگی کلی دارد. هم سخت است و هم در برابر ضربه از مقاومت خوبی برخوردار است.

حلالیت: در آب محلول نیست. با این وجود، حلال‌های آلی مانند استون، متیل اتیل کتون و استرها، این متریال را حل می‌کنند.

ایمنی مواد غذایی: اِی‌بی‌اِس، یک پلاستیک برای مواد غذایی است.

3- فیلامنت فیبر کربن

انواع فیلامنت پرینت سه بعدی و رشته‌ها را می‌توان با افزودنی‌های خاصی ساخت تا خواص مکانیکی یا ویژگی‌های ظاهری را بهبود بخشند. انواع رشته‌های فیلامنتی معمولی شامل پی‌اِل‌اِی، پی‌ای‌تی‌جی یا اِی‌بی‌اِس می‌شوند. برای مقایسه، از متریال پلاستیک پر شده با اِی‌بی‌اِس استفاده خواهد شد. انواع فیلامنت پرینت سه بعدی پر شده با فیبر کربن در مقایسه با ترموپلاستیک‌های پر نشده، خواص مکانیکی بهتری دارند. آن‌ها همچنین دارای ثبات ابعادی خوبی هستند. انواع فیلامنت پرینت سه بعدی به جنس فیبر کربن، شکننده هستند. در لیست زیر به برخی از ویژگی‌های مهم این متریال اشاره می‌شود.

دوام: افزودن فیبر کربن، دوام اِی‌بی‌اِس را بهبود می‌بخشد.

تاب برداشتن: افزودن فیبر کربن، میزان تاب‌خوردگی معمول در اِی‌بی‌اِس پر نشده را کاهش می‌دهد.

حلالیت: رشته‌های فیبر کربن در حلال‌های آلی مانند استون، متیل‌اتیل‌کتون و استرها، محلول است.

4- فیلامنت نایلون

نایلون یا پلی‌آمید به دلیل مقاومت در برابر سایش و دوام عالی، یک ترموپلاستیک مهندسی پرکاربرد است. رایج‌ترین گرید نایلون مورد استفاده برای انواع فیلامنت پرینت سه بعدی، PA 6 است. نایلون هم در برابر ضربه و هم سایش، مقاوم است. با این حال، نایلون تمایل دارد به راحتی رطوبت را جذب کند. همچنین به دمای چاپ نسبتاً بالایی تا 265 درجه سانتیگراد نیاز دارد. در لیست زیر، سایر خصوصیات کلیدی نایلون ذکر شده است.

تاب‌خوردگی: به دلیل دمای بالا، نایلون در حین چاپ تمایل به تاب برداشتن دارد. به این ترتیب، یک محفظه گرم برای عملکرد بهتر، توصیه می‌شود.

انحلال‌پذیری: نایلون به دلیل ماهیت رطوبت‌سنجی، در معرض آب منبسط می‌شود. اسید‌استیک و اسید‌فرمیک، نایلون را حل می‌کنند.

ایمنی مواد غذایی: درجاتی از نایلون وجود دارد که برای مواد غذایی ایمن هستند.

5- فیلامنت فلِکس (FLEX)

فیلامنت فلکس، ترکیبی اختصاصی از پلیمرها است که انواع فیلامنت پرینت سه بعدی کوپلیمری انعطاف‌پذیر را ایجاد می‌کند. فلِکس، بخشی از خانواده مواد تی‌پی‌یو (پلی‌اورتان‌گرمانرم) است. قطعات چاپ شده با این ماده می‌توانند به درجه سختی A shore 93 A دست یابند. این مواد انعطاف‌پذیر و همچنین مقاوم در برابر ضربه هستند. قطعاتی که با استفاده از فلکس چاپ می‌شوند، حساس به رطوبت‌سنجی هستند. این بدان معنی است که قبل از استفاده و در طول فرآیندهای طولانی پرینت باید خشک نگه داشته شود. سایر خصوصیات کلیدی این نوع فیلامنت در لیست زیر مشاهده می‌شود.

دوام: مواد منعطف طبیعتاً بادوام هستند. این قضیه در مورد انواع فیلامنت پرینت سه بعدی فلکس هم صدق می‌کند.

تاب برداشتن: بدون تاب.

6- فیلامنت پلی‌استایرن (HIPS)

پلی‌استایرن با ضربه بالا (HIPS) یک ترموپلاستیک است که اغلب برای نمونه‌های اولیه ماشین‌کاری قبل از تولید استفاده می‌شود. با این حال، همچنین یکی از دو نوع فیلامنت پرینت سه بعدی است که به عنوان یک ماده پشتیبانی محلول در کنار اِی‌بی‌اِس استفاده می‌شود و دارای خواص مشابهی با آن است. این ویژگی‌ها پلی‌استایرن را به یک ماده اکسترودر ایده‌آل تبدیل می‌کند. این متریال علیرغم محلول بودن، بخارهای مضری در حین چاپ تولید می‌کند. به این ترتیب، توصیه می‌شود که عملیات پرینت در یک منطقه با تهویه مناسب انجام شود یا دود حاصل از فرآیند پرینت توسط یک داکت به بیرون هدایت شود. در لیست زیر به سایر خصوصیات کلیدی پلی‌استایرن پرداخته می‌شود.

دوام: به دلیل ترکیب شیمیایی منحصر‌به‌فرد، انعطاف‌پذیری و استحکام دوام عالی دارد.

تاب برداشتن: اگر دما به دقت کنترل نشود، این متریال ممکن است دچار تاب‌خوردگی بیش از حد شود. برای جلوگیری از این فرآیند، کاربرد محفظه‌های گرم توصیه می‌شود.

حلالیت: این متریال در D-limonene محلول است.

ایمنی غذا: پلی‌استایرن یک ماده ایمن برای مواد غذایی است.

7- فیلامنت پی‌وی‌اِی (PVA)

پلی‌وینیل‌الکل یکی از انواع فیلامنت پرینت سه بعدی و پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر است که به راحتی در آب حل می‌شود. همچنین این ماده، دارای خواص چاپی نزدیک به پی‌اِل‌اِی است. این ویژگی باعث می‌شود پلی‌وینیل‌الکل یکی از ایده‌آل‌ترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی به عنوان مواد پشتیبانی پی‌اِل‌اِی باشد. اگرچه استفاده از پی‌وی‌اِی آسان است، اما استفاده از آن به عنوان یک ماده پشتیبانی می‌تواند گران باشد. برخی از ویژگی‌های کلیدی پی‌وی‌اِی در لیست مقابل ذکر شده است.

دوام: به دلیل حلالیت در آب، پی‌وی‌اِی در اکثر کاربردها مفید نیست. زیرا رطوبت باعث تخریب پلاستیک می‌شود.

تاب برداشتن: پی‌وی‌اِی، می‌تواند تا حدی تاب بخورد.

ایمنی مواد غذایی: پی‌وی‌اِی، در حضور آب حل می‌شود. به همین دلیل استفاده از آن در محصولات مرتبط با غذا توصیه نمی‌شود.

8- فیلامنت پی‌ای‌تی‌جی (PETG)

پلی‌اتیلن‌ترفتالات‌گلیکول اصلاح شده (PETG) یک نوع اصلاح شده از پی‌ای‌تی است. افزودن گلیکول دمای ذوب را به اندازه کافی کاهش می‌دهد تا پی‌ای‌تی‌جی یکی از انواع فیلامنت پرینت سه بعدی کاربرپسندتر باشد. علاوه بر آسان بودن فرآیند پرینت، پی‌ای‌تی‌جی در برابر اشعه ماوراء بنفش نیز مقاوم است. معایب کلیدی آن چسبندگی ضعیف و تمایل آن به ایجاد رشته در هنگام عبور هد چاپ از فضای خالی است. لیست زیر، شامل سایر ویژگی‌های کلیدی پی‌ای‌تی‌جی است.

دوام: پی‌ای‌تی‌جی، دارای خواص مکانیکی عالی است، در حالی که در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی و دماهای بالا نیز مقاوم است.

تاب برداشتن: پی‌ای‌تی‌جی، مستعد تاب برداشتن نیست.

حلالیت: پی‌ای‌تی‌جی، در تولوئن و متیل‌اتیل‌کتون (MEK) محلول است.

ایمنی مواد غذایی: پی‌ای‌تی‌، متریالی بدون خطر برای مواد غذایی است و در نتیجه پی‌ای‌تی‌جی نیز بی‌خطر است.

9- فیلامنت تی‌پی‌ای (TPE)

الاستومرهای ترموپلاستیک مواد انعطاف‌پذیری هستند که می‌توانند در اکثر انواع پرینتر سه بعدی به صورت ذوبی پردازش شوند. بسیاری از انواع فیلامنت پرینت سه بعدی تی‌پی‌ای وجود دارد. در نظر داشته باشید که به راحتی می‌توان تی‌پی‌ای را با تی‌پی‌‌یو اشتباه گرفت. تی‌پی‌‌یو معمولاً در محدوده A سخت‌تر است در حالی که تی‌پی‌ای، نرم‌تر است. خواص و ویژگی‌های شرح داده شده در این بخش بر اساس نوعی از تی‌پی‌ای به نام فیلامنت FilaFlex است. فیلا‌فلِکس، دارای خاصیت ارتجاعی بالا و چسبندگی خوب است. البته انواع فیلامنت پرینت سه بعدی فیلا‌فلِکس، متریال نسبتاً گرانی محسوب می‌شود. در لیست زیر به برخی از ویژگی‌های کلیدی تی‌پی‌ای اشاره می‌شود.

دوام: تی‌پی‌ای، دارای مقاومت سایشی خوب و انعطاف‌پذیری عالی است.

تاب برداشتن: تی‌پی‌ایی، تاب نمی‌خورد.

ایمنی غذا: تی‌پی‌ای، ایمن مواد غذایی نیست.

10- فیلامنت پلی‌کربنات (PC)

پلی‌کربنات (PC) یک ترموپلاستیک مهندسی پیشرفته و یکی از انواع فیلامنت پرینت سه بعدی با خواص مکانیکی و قدرتی عالی است. این متریال، دارای استحکام بالا و دمای انتقال شیشه‌ای 150 درجه سانتیگراد است که آن را برای کاربردهای با دمای بالا ایده‌آل می‌کند. با این حال، فیلامنت پی‌سی باید در دمای بسیار بالا تا 310 درجه سانتیگراد چاپ شود. این متریال بسیار مرطوب است و به راحتی رطوبت را جذب می‌کند. این رطوبت می‌تواند باعث نقص در قسمت چاپ‎شده شود. سایر مشخصات کلیدی این نوع فیلامنت عبارتند از:

دوام: پی‌سی، یکی از بادوام‌ترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی است.

تاب برداشتن: فیلامنت پی‌سی بسیار مستعد تاب خوردن است.

حلالیت: پی‌سی را می‌توان در تتراکلرومتان، پیریدین و کلروفرم حل کرد.

ایمنی غذا: فیلامنت پی‌سی را می‌توان برای ظروف غذا استفاده کرد.

سفارش پرینت سه بعدی با متریال فیلامنت

در این مقاله، 10 مورد از رایج‌ترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی بررسی شده و به خواص مکانیکی، ویژگی‌ها، مزایا و معایب هر نوع اشاره شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کاربردهای انواع فیلامنت پرینت سه بعدی و سفارش محصول خود، می‌توانید با تیم اینوفب در تماس باشید.

استودیو پرینت سه بعدی اینوفب، طیف کاملی از خدمات پرینت سه بعدی را برای نیازهای شما ارائه می‌دهد. شما می‌توانید با تکیه بر تجربه این تیم خلاق و پیشرو از جدیدترین متریال‌ها و ابزارهای تکنولوژی بهره‌مند شوید. ‌