مقایسه فیلامنت های آکریلونیتریل استایرن آکریلات،پلی اتیلن ترفتالات های تغییر یافته به کمک گلیکول و پلی کربنات ها در چاپ سه بعدی (بخش اول)
FFF و FDM از روش های بسیار رایجی می باشند که به عنوان فناوری های بسیار کاربردی در چاپ سه بعدی شناخته می شوند. در حالیکه فناوری و تکنولوژی های موجود همچنان پیشرفت می‌کنند روش FDM مصارف صنعتی بیشتری برای کف سازی خواهد داشت. توسعه مواد جدید پلیمری فاکتور اصلی برای پیشرفت و توسعه در حوزه نامبرده شده می باشد. در این مقاله به مواد ترموپلاستیک بسیار رایج می پردازیم که برای چاپ سه بعدی با استفاده از روش نام برده شده به کار برده می شوند این مواد عبارتند از: آکریلونیتریل استایرن آکریلات، پلی اتیلن ترفتالات های تغییر یافته به کمک گلیکول و پلی کربنات. در این مقاله همچنین به ویژگی های مثبت و منفی و نکاتی برای چاپ موفقیت آمیز آن ها اشاره می کنیم.
چاپ سه بعدی با بکارگیری آکریلونیتریل استایرن آکریلات
آکریلونیتریل استایرن آکریلات که با نام اختصاری ASA نیز نشان داده می شود نوعی ترموپلاستیک بسیار کاربردی در چاپ سه بعدی می باشد که از مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی و اشعه فرابنفش برخوردار می باشد. ماده نام برده شده به عنوان یکی از نسخه های پیشرفته و توسعه یافته اکریلونیتریل بوتادین استایرن در نظر گرفته می‌شود اما این ماده در مقایسه با اکریلونیتریل بوتادین استایرن تناسب بسیار بیشتری برای تولید محصولاتی دارد که خارج از خانه قرار می‌گیرند و به دلیل تابش طولانی مدت نور خورشید ممکن است آسیب ببینند. دو ماده نام برده شده از نظر ساختاری شباهت بسیار زیادی به یکدیگر دارند اما در همین حال تفاوت‌هایی نیز بین آنها وجود دارد که از آن جمله می توان به این موارد اشاره کرد: ممکن است اکریلونیتریل بوتادین استایرن با قرارگیری در معرض نور خورشید حالت شکننده پیدا کند اما ساختار ASA به گونه ای است که مقاومت بیشتری در برابر تغییرات آب و هوایی و یا تابش اشعه فرابنفش دارد. تمام ویژگی های یاد شده در آکریلونیتریل استایرن آکریلات باعث می شود تا گزینه خوبی برای تولید محصولاتی باشد که در خارج از فضای خانه قرار می گیرند.
چرا باید از فیلامنت های اکریلونیتریل استایرن اکریلات برای چاپ سه بعدی استفاده کنیم؟
- خواص مکانیکی منحصر به فرد: این فیلامنت از مقاومت بالایی در برابر ضربه و دما برخوردار می باشد و این بدین معنی است که می تواند فشار مکانیکی را برای مدت زمان طولانی نیز تحمل نماید.
- مقاومت در برابر تابش های اشعه فرابنفش: همانطور که پیش از این نیز عنوان شد این دسته از فیلامنت ها از پایداری بسیار زیادی در برابر اشعه فرابنفش برخوردارند و این بدین معناست که با قرارگیری در معرض نور خورشید همچنان ویژگی‌های خود را حفظ خواهند کرد.
- مقاومت شیمیایی بی نظیر: ASA ها می توانند انواع مختلفی از مواد شیمیایی همانند هیدروکربن های اشباع شده، روغن های نرم کننده، روغن حیوانی و گیاهی را تحمل کنند. حلال های شور آبی، اسیدهای ضعیف و مواد قلیایی و آب هم در همین دسته قرار می گیرد.
- تکمیل آسان مراحل تولید: با استفاده از روشهای مختلفی همانند سمباده کاری، نقاشی به کمک رنگ های آکریلیک، چسباندن، برش و سایر اقدامات دیگر میتوان محصولات تولید شده از ASA را به خوبی فرآوری کرد. علاوه بر آن این ماده به راحتی در آستون حل می‌شود و به همین دلیل به راحتی میتوان خطوط لایه‌ای موجود روی محصولات را از بین برد.
محدودیت های بکارگیری آکریلونیتریل استایرن اکریلات برای چاپ سه بعدی کدام است؟
- دمای روزنران باید در درجه بالایی تنظیم شود: زمانی که می خواهید از فیلامنت نام برده شده در چاپ سه بعدی استفاده کنید، دمای زمینه چاپ و روزنران دو باید بالا باشد و به همین دلیل روند تولید با ایجاد انرژی بسیار بالایی همراه است.
- دشواری در چاپ: اگر دما را به درستی تنظیم نکنید فشار داخلی در طی چاپ به وجود خواهد آمد که می‌تواند خود باعث ایجاد بخش هایی ضعیف، انحنا و یا جداسازی لایه ای شود.
- تولید دود: این دسته از فیلامنت ها با انتشار دود های بدبو و شدیدی همراه است. این انتشارات می‌توانند انواعی از حساسیت ها و سردرد ها را در انسانها به وجود بیاورند بنابراین اهمیت بسیاری دارد که مراحل چاپ سه بعدی با استفاده از ASA را در محیطی با تهویه خوب انجام دهید.
مصارف فیلامنت های آکریلونیتریل استایرن آکریلات کدامند؟
· محصولاتی برای فضای خارجی خانه: فیلامنت های نام برده شده به دلیل برخورداری از پایداری در برابر اشعه فرابنفش گزینه مناسبی برای تولید محصولات خارج از خانه می باشند . ممکن است آنها از مخزن های قطعات الکتریکی تا تجهیزات باغ و بخش های خودرو متفاوت باشند.
· خودروسازی: ASA ها خواص مکانیکی خوب و قیمت پایینی دارند و به همین دلیل گزینه بسیار مطلوبی برای تولید انواعی از نمونه های کاربردی و یا محصولات نهایی می باشند. در صنعت خودروسازی نیز میتوان آنها را به منظور تولید بخش‌های نمونه همانند پوشش آینه های کناری، نگهدارنده های داشبورد و سایر موارد استفاده کرد.
نکاتی برای چاپ سه بعدی با استفاده از فیلامنت های ASA
- فیلامنت های ASA حساسیت زیادی در برابر تغییرات دمای دارند و از آنجایی که انواعی از تولیدکننده این نوع فیلامنت ها دمای متفاوتی را برای آن در نظر گرفته اند بنابراین پیشنهاد می‌شود که به دستورات درج شده بر روی بسته بندی محصول خود حتما دقت کنید.
- به منظور پیشگیری از ایجاد انحنا و یا جدایی لایه ای می توانید ازچسبهای مطلوب همانند نوار کاپتون استفاده کنید.
- از آنجایی که تولید محصولات با به کارگیری این نوع فیلامنت ها باید در دمای بالای صورت بگیرد بنابراین این امکان وجود دارد که محصول نهایی تولیدی شما کیفیت خوبی نداشته باشد و به دلیل قرارگیری در برابر حرارت بسیار بالا ویژگی‌های خود را از دست بدهد. به منظور پیشگیری از بروز چنین حالتی بهتر است که لایه های اولیه ماده را در دمای بالاتری چاپ کنید و سپس دما را به میزان ۵ درجه برای سایر بخش‌های محصول پایین بیاورید.
- به کارگیری پنکه های خنک کننده یکی دیگر از روشهای ایده آل برای کاهش دمای محصول می باشد و بهتر است که این پنکه‌ها را در پایین ترین دمای ممکن خود یعنی ۱۰ تا ۲۵ درصد از کل توان آنها قرار دهید. این روش کمک می‌کند بدون ایجاد تغییرات ناگهانی دما و یا ایجاد ترک هایی روی محصول مورد نظر شما، این مواد خنک شوند.
پلی اتیلن ترفتالات های تغییر یافته به کمک گلیکول به چه موادی گفته می شود؟
این دسته از فیلامنت ها که از مصارف متعددی از بسته بندی مواد غذایی تا بطری‌های آب برخوردارند یکی از پلیمرهای بسیار کاربردی و رایج در دنیای امروز شناخته می شود. در واقع این ماده یکی از انواع پلی اتیلن ترفتالات ها شناخته می‌شود و نوعی فیلامنت است که در چاپ سه بعدی به کار برده می شود. اگرچه این دسته از مواد دچار تغییراتی در بخش گلیکول می‌باشند که همین موضوع باعث می‌شود تا آنها در مقایسه با پلی اتیلن ترفتالات ها موادی شفاف تر و نرم تر باشد و علاوه بر آن گزینه مناسب تری برای چاپ سه بعدی خواهند بود. این ترمو پلاستیکها ترکیبی از بهترین ویژگی ها در اکریلونیتریل بوتادین استایرن و پلی لاکتیک اسید را ارائه می دهند. استحکام آکریلونیتریل بوتادین استایرن و سادگی در کاربری پلی لاکتیک اسید باعث می‌شود تا این مواد از ویژگی‌هایی همانند دوام، مقاومت حرارتی و انعطاف پذیری نسبی برخوردار باشند و به همین دلیل میتوان آنها را به منظور ساخت نمونه های کاربردی و بخش های مکانیکی مورد استفاده قرار داد.
چرا باید از پلی اتیلن ترفتالات های تغییر یافته به کمک گلیکول در چاپ سه بعدی استفاده کنیم؟
- ویژگی های برتر در مقایسه با اکریلونیتریل بوتادین استایرن: پلی اتیلن ترفتالات های تغییر یافته به کمک گلیکولی موادی مقاوم در برابر ضربه می باشند و در مقایسه با ABS نیز دوام بیشتری دارند. همچنین چسبندگی لایه ای در این مواد باعث می شود تا بتوانند بهتر اشعه فرابنفش را تحمل کنند و نحوه چاپ آنها نیز با سادگی بیشتری همراه باشد. از طرف دیگر فیلامنت های نامبرده شده هیچگونه دودهای بدبو نیز از خود منتشر نمی‌کنند.
- بروز مشکلات کمتر حرارتی: زمانی که از پلی اتیلن های تغییر یافته به کمک گلیکول استفاده می کنید احتمال بروز انحنا و یا کاهش حجم به دلیل تغییرات دمایی بسیار پایین تر می باشد.
- ایمنی بالا برای قرارگیری در معرض مواد غذایی: به طور کلی این مواد می توانند در معرض انواع غذاها قرار بگیرند اما به منظور اطمینان بیشتر بهتر است تمامی ویژگی های درج شده بر روی بسته بندی محصول کاربردی خود را با دقت بخوانید.
محدودیت های بکارگیری فیلامنت های PETG در چاپ سه بعدی کدامند؟
- توانایی جذب رطوبت: مواد نام برده شده می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند و چنین ویژگی می تواند تاثیر بدی بر روی محصول نهایی و یا به طور کامل تخریب محصول مورد نظر شما داشته باشد. بنابر دلایل عنوان شده حتما شما باید محصول مورد نظر خود را در هوای خشک چاپ نمایید.
- ترکیب با زمینه چاپ: در مواردی این امکان وجود دارد که فیلامنت های نام برده شده به گونه ای به زمینه اصلی چاپ در مراحل تولید بچسبند که جداسازی آنها از یکدیگر با ایجاد مشکلاتی همراه باشد. به همین دلیل به شما پیشنهاد می‌کنیم که به روی سطوحی ساخته شده از شیشه و یا پلی اتر ایمید پرینت خود را انجام ندهید.
مترجم: ف. ال احمد
