پلی اکسی متیلین (استال)و پرینت سه بعدی
پلی اکسی متیلین که با نام استال نیز شناخته می‌شود و در حالت اختصاری نیز با علامت POM نشان داده می‌شود نوعی ترموپلاستیک است که به خانواده پلی استال ها تعلق دارد و در سال ۱۹۲۰ کشف شده است. ماده یاد شده امروزه یکی از پرمصرف ترین پلیمرهای موجود برای قالب گیری تزریقی است که پس از پلی پروپیلن و پلی آمید قرار می گیرد اما میزان محبوبیت آن برای پرینت سه بعدی همچنان در حال افزایش است. این نوع ترمو پلاستیک حالتی نیمه بلورین داشته و شامل بخش های بلورین و بدون شکل می‌شود و علاوه بر آن رنگ سفیدی دارد. استال دو فرم متفاوت دارد که فرم اول آن جور بسپارهای استال بوده که توسط کمپانی دوپونت در دهه ۵۰ به صورت تجاری معرفی شدند و فرم دوم آنها نیز هم بسپارهای استال نام دارند که توسط کمپانی Celanese در دهه ۶۰ وارد بازار شدند. تفاوت بسیار شاخص بین دو مورد یاد شده در این موضوع خلاصه می‌شود که اگرچه جوربسپار های استال از خواص مکانیکی بهتری برخوردارند اما مقاومت آنها در برابر تابش اشعه فرابنفش پایین تر می باشد و این در حالی است که هم بسپارهای استال از مقاومت و خواص شیمیایی و گرمایی بهتری برخوردارند و در نتیجه در برابر تغییرات و نوسانات دمایی و یا تاثیرات شیمیایی واکنش بسیار بهتری خواهند داشت. در حوزه چاپ سه بعدی نیز هم بسپارهای استال مصارف بسیار گسترده‌ای دارند زیرا روزن رانی آنها ساده‌تر بوده و از خواص شیمیایی یکسان نیز برخوردارند و این درحالی است که استال به عنوان رشته های اولیه در چاپ سه بعدی به کار برده می شوند و به همین دلیل در این قسمت به آنها اشاره می‌کنیم.
پلی اکسی متیلین(استال)از چه خواصی برخوردار است و چه فرصت هایی را به وجود می آورد؟
یکی از متخصصین ماده استال عنوان می‌کند که این ماده برای وی همانند یک چاقوی ارتشی سوئیسی در بین پلیمرهای ترموپلاستیک است و از آنجایی که خواص بسیار متنوع و منحصر به فردی دارد به عنوان نوعی ماده مناسب برای تولید انواع محصولات در حوزه خودروسازی، پزشکی، تولید بسته بندی و انواع از فناوری‌های مهندسی با دقت بسیار بالا به کار برده می شود. اما این خواص منحصر به فرد و ویژه کدامند؟ استال دارای خواص شیمیایی بسیار ویژه ای می‌باشد که باعث می‌شود تا مقاومت بالایی در برابر حرارت داشته باشد و علاوه بر آن حساسیت زیادی در برابر دما نخواهد داشت بنابراین تمامی محصولاتی که با استفاده از این روش چاپ می شوند با قرارگیری در معرض دمای بین منفی ۴۰ تا ۱۴۰ درجه سلسیوس نیز حالت پایدار خود را حفظ می‌کنند و تغییر شکل نخواهد داشت. جذب رطوبت نیز در این مواد بسیار پایین می باشد و عایق های الکتریکی خوبی هستند و علاوه بر آن می‌توان عنوان کرد که مقاومت آنها در برابر ضربه و سایش بالا بوده و از خواص لغزشی مطلوبی برخوردارند. مقاومت در برابر ضربه در محصولات تولید شده با استفاده از این ترموپلاستیک ناشی از چسبندگی بسیار بالای آن ها می باشد که در واقع چسبندگی بین تک تک لایه ها است که در طی ایجاد پوشش به وجود خواهد آمد. متخصص نام برده شده عنوان می‌کند که حرکت مولکولی در این مواد باعث افزایش دمای ذوب تک تک قطعات تولید شده خواهد شد و این مقدار را ذخیره می‌کنند بنابراین قطعاتی که از قبل به روی یکدیگر انباشته شده اند دمای کافی را در خود حفظ می کنند تا امکان ذوب بین لایه‌ای به صورت بهتری فراهم شود. در واقع تمامی محصولاتی که از روش چاپ سه بعدی و با استفاده از استال ساخته می شوند ممکن است محصولاتی باشند که با استفاده از روش قالب گیری تزریقی به صورت غیر قابل تمایز تولید شده‌اند. یکی دیگر از خواص بسیار منحصر به فرد استال ها عدم حساسیت آنها در برابر مواد شیمیایی است که به همین دلیل می‌توان آنها را ضدعفونی کرد بدون آنکه محصولات یادشده آسیبی ببینند و در نهایت فرصت‌های بسیاری برای تولید انواع محصولات را به وجود خواهد آورد. حوزه ی گسترده ی محصولات تولیدی بوسیله ی این ترموپلاستیک باعث می شود تا رنگ محصول نیز تحت تأثیر قرار بگیرد زیرا این ماده در رنگ سفید روشن در دسترس می باشد و به همین دلیل می‌توان آن را رنگ کرد و یا برای تولید انواعی از بخش‌های قابل مشاهده به کار برد.
مصارف پلی اکسی متیلین(استال)کدامند؟
مطابق با آنچه که پیش از این نیز عنوان شد امکان به کار گیری این دسته از پلیمرها به منظور تولید انواعی از محصولات وجود دارد. از آنجایی که استال مقاومت بسیار زیادی در برابر ضربه و سایش پایین و علاوه بر آن خواص لغزشی متناسبی دارد، می‌توان از آن با هدف تولید چرخ های دنده و یا المان هایی همانند سگک کوله پشتی استفاده کرد. همچنین امکان بهره برداری از ترمو پلاستیک های یاد شده برای تولید محصولاتی همانند اجاق گاز نیز موجود می‌باشد که در معرض حرارت قرار می گیرند و رنگ سفید این مواد نیز باعث می‌شود تا آنها گزینه مطلوبی برای تولید محصولات زیبایی باشد مانند انواع تزئینات داخلی خودرو و یا حتی ایمپلنت ها. کاربردهای بسیار متنوع آنها در حوزه پزشکی نیز تنها به خاطر خواص مکانیکی و یا شیمیایی، دوام و مقاومت آنها در برابر مواد ضدعفونی کننده نیست بلکه حتی رنگ آنها در این مورد موثر می باشد.
بکارگیری پلی اکسی متیلین (استال)برای پرینت سه بعدی چه مزایایی دارد؟
این ماده تناسب بسیار زیادی برای تولید محصولات پیچیده‌ای دارد که از طرف دیگر فقط با استفاده از فناوری قالبگیری تزریقی می‌توان آنها را تولید کرد . علاوه بر آن این مواد خواص خوب شیمیایی، مقاومت در برابر گرما و پایداری ابعادی زیادی دارند و در همان حال مقاوم در برابر سایش بوده و ضریب اصطکاک آنها نیز پایین می باشد. مطابق با آنچه که پیش از این نیز عنوان شد این مواد از ویژگی های لغزشی و الکتریکی خوبی برخوردارند و می‌توانند سختی خود را حتی در دمای منفی ۴۰ درجه سلسیوس حفظ کنند و این بدین معناست که محصولات تولید شده با روش چاپ سه بعدی که از این مواد ساخته می‌شوند را می‌توان در محیط های خارج از خانه نیز به کار برد. فرآوری رشته های یاد شده در دمای بالای ۲۲۰ درجه صورت خواهد گرفت و یا حتی ممکن است بسوزد و از لحاظ گرمایی تجزیه شود. در چنین صورتی فرمالدهید تولید می‌شود که بوی بسیار نامطلوبی را ایجاد می‌کند و همین موضوع به خوبی نشان می دهد که نحوه فرآوری ماده کاملا غلط بوده است. این مورد می‌تواند به عنوان یک وضعیت عنوان شود و در صورت بروز چنین حالتی شما قادر خواهید بود تا بلافاصله واکنش نشان دهید.
بکارگیری استال برای پرینت سه بعدی چه معایبی دارد؟
پرینت سه بعدی با استفاده از رشته های یاد شده کمی دشوار صورت می گیرد زیرا این مواد چسبندگی خوبی به زمینه اصلی و یا صفحه ی پرینت ندارند و بنابراین شما باید از صفحات پرینت استفاده کنید (در صورت دسترسی) یا به جای آنها می توانید با استفاده از یک سمباده سطح این صفحات را خشن کنید و آن را با استفاده از یک الکل تمیز کنید تا مطمئن شوید که آنها بهتر می توانند محصول مورد نظر را در طی پرینت در یک مکان ثابت حفظ کنند. امکان به کارگیری نوار چسب برای این صفحات نیز وجود دارد که پس از آن می توانید آنها را با یک اسپری مو اسپری کنید و همین کار باعث می‌شود تا چسبندگی خوبی به وجود آید و علاوه بر آن شرایط بهتری را برای پرینت لایه‌های اول با سرعت کمتر به وجود خواهد آورد. به عنوان مثال سرعتی برابر با ۱۵ تا ۲۰ میلی متر بر ثانیه به جای ۳۰ میلی‌متر برثانیه. اگر شما با استفاده از رشته‌های استال عملیات چاپ سه بعدی را انجام می دهید امکان بروز انحنا و خمیدگی بسیار بالا خواهد بود و در همین حال شما باید در طی چاپ سه بعدی و پس از آن هوای اتاق را به خوبی تهویه کنید.
تنظیمات لازم برای چاپ سه بعدی رشته های استال
مقادیری که در این قسمت به آنها اشاره می‌کنیم در واقع مقادیر تقریبی هستند که از منابع بسیار معتبر برگرفته شده اند. مقادیر دقیق و مناسب پروژه شما با توجه به ترکیبات دقیق مواد به کار برده شده انتخاب می‌شوند که می‌تواند بر اساس تولید کننده و یا حتی دستگاه چاپ سه بعدی شما متفاوت باشند. در صورتی که شما با استفاده از مقادیر داده شده نتوانستید به نتایج بهینه ای در چاپ سه بعدی دست پیدا کنید و یا حتی از قبل اطلاعاتی درخصوص معایب دستگاه چاپ سه بعدی خود می دانید در این صورت بهتر است که کمی تنظیمات آن را تغییر دهید. تنظیمات کلی پیشنهادی برای رشته های استال عبارتند از:
· دمای چاپ برابر با ۱۹۰ تا ۲۰۵ درجه سلسیوس.
· دمای بستر حرارت دهی برابر با ۱۲۰ درجه سلسیوس
· سرعت چاپ برابر با ۳۰ میلی متر بر ثانیه
آیا امکان اتصال رشته‌های های استال وجود دارد و در این صورت کدام یک از این چسب ها به این منظور مورد استفاده قرار می گیرند؟
اتصال قطعاتی که با استفاده از رشته‌های استال ساخته می‌شوند به انجام مراحل اولیه نیازمند است زیرا این دسته از ترموپلاستیک ها از انرژی سطحی پایین برخوردارند بنابراین باید از پیش آنها را آماده سازی کرد که این روش می‌تواند با استفاده از اکسایش و یا سایر موارد صورت گیرد.
مترجم: ف.آل احمد
