انواع رشته های مقاوم در برابر گرما در چاپ سه بعدی کدامند؟
یکی از دلایلی که از چاپ سه بعدی به همراه روش مدلسازی بازنشانی ذوبی استفاده می شود و به سرعت توانسته است محبوبیت بسیار زیادی پیدا کند در این مورد خلاصه می‌شود که چاپ به همراه رشته های موجود کاری بسیار ساده است و علاوه بر آن دسترسی به آنها ساده بوده و می‌توان از آنها به راحتی استفاده کرد. علاوه بر آن به طور کلی فرآیند چاپ سه بعدی نیز با سهولت بسیار زیادی انجام می گیرد حتی برای تازه کاران. اگرچه به کارگیری تمامی رشته های مورد استفاده در چاپ سه بعدی چندان آسان نمی باشد و انواعی از رشته‌ها که در دماهای بسیار بالا نیز قابلیت چاپ را دارند کمی پیچیده تر بوده و معمولا برای پروژه‌هایی ذخیره می‌شوند که به ویژگی‌های کارکردی بسیار بالایی نیاز دارند. در این مقاله ما مثال هایی از انواع رشته های مقاوم برابر حرارت را ارائه می‌کنیم.
رشته های مقاوم در برابر گرما به چه موادی گفته می شود؟
اگر بخواهیم پاسخ به این سوال را به صورت خلاصه بدهیم رشته های مقاوم در برابر گرما که به عنوان رشته‌های پرینت سه بعدی نیز مورد استفاده قرار می گیرند باید در معرض دمای بسیار زیادی در طی فرآیند قرار بگیرند. اگرچه از نظر جهانی یک سطح مشخص برای دمای چاپ این مواد در نظر گرفته نشده است اما شما می توانید تمامی رشته هایی را که در این قسمت به آنها می‌پردازیم تا دمای ۲۲۰ درجه سانتیگراد در معرض حرارت قرار دهید. این دسته از رشته ها از اهمیت و ارزش بسیار بالایی برخوردارند زیرا در نهایت باعث می‌شوند تا انواعی از محصولات با خواص شیمیایی و مکانیکی بهتری تولید شوند و در واقع این محصولات قوی تر بوده، از مقاومت بالاتری در برابر ضربه برخوردار می باشند و در تماس با مواد شیمیایی نیز حالت پایدار تر دارند. علاوه بر آن، زمانی که حرارت بسیار زیادی به آنها اعمال شود به سادگی تغییر شکل نخواهند داد که این خود یکی از مزیت های طبیعی استفاده از رشته های مقاوم در برابر گرما در طی چاپ می باشد. اگرچه به کارگیری این دسته از رشته ها در طی چاپ سه بعدی روند چندان ساده ای نیست و به عنوان مثال تعدادی از چاپگرهای رومیزی سه بعدی نمی‌توانند دمای مورد نظر را برای چاپ این دسته از رشته ها فراهم کنند. علاوه بر آن ایجاد یک زمینه گرم نیز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و باید آنها را در محیط بسته قرار داد. چسبندگی به این دسته از زمینه‌ها در رشته های مقاوم در برابر گرما بسیار دشوار صورت می‌گیرد. اگر به تمامی این موارد توجه کنید شما باید تجربه بسیار بالایی داشته باشید تا بتوانید در چاپ سه بعدی با این دسته از رشته ها به نتایج مطلوب دست پیدا کنید.
مثالی از انواع رشته های مقاوم در برابر گرما در چاپ سه بعدی
- اکریلونیتریل بوتادین استایرن: اکریلونیتریل بوتادین استایرن یکی از رایج ترین مثال هایی از رشته های مقاوم در برابر گرما می باشد و البته می‌توان عنوان کرد شهرت چندان خوبی هم ندارد. دمای چاپ این دسته از رشته ها در حوزه ۲۱۰ تا ۲۴۰ درجه سانتیگراد قرار می گیرد و دمای بهینه برای محصول شما با توجه به برند انتخابی شما متفاوت خواهد بود. رشته های نامبرده شده به همراه پلی لاکتیک اسید یکی از رایج ترین و معروف ترین رشته هایی می باشند که در چاپ سه بعدی به کار برده می شوند و موادی ارزان بوده و امکان دسترسی به آنها در تمامی نقاط فراهم می باشد. انواعی از محصولاتی که با استفاده از رشته‌های اکریلونیتریل بوتادین استایرن تولید می شوند، بسیار قوی بوده و از پایداری شیمیایی خوبی برخوردارند و علاوه بر آن در برابر گرما نیز پایداری مطلوبی دارند. یکی از بزرگترین مزیت های این نوع رشته ها امکان فرآوری مجدد آنهاست که به دلیل خاصیت انحلال پذیری آنها با ماده‌ای به نام آستون می باشد. تکنیک حمام بخار آستون یکی از متد های بسیار رایج به منظور بهبود و یکپارچه سازی محصولات چاپ شده به کمک اکریلونیتریل بوتادین استایرن است. از طرف دیگر می‌توان عنوان کرد که این دسته از رشته ها به میزان زیادی در معرض ایجاد انحنا می باشند و چسبندگی آنها به زمینه اصلی چاپ نیز به صورت بسیار ضعیفی صورت می گیرد. همچنین انواع بخارهای سمی را به هنگام قرارگیری در معرض حرارت از خود منتشر می‌کنند و به همین دلیل چاپ با استفاده از این دسته از رشته ها خطرناک بوده و باید حتماً در محیط هایی با تهویه مطلوب صورت گیرد.
- نایلون: به عنوان یکی از پلیمرهای ترکیبی در نظر گرفته می شود که دارای بیشترین ارزش تجاری است زیرا دارای ترکیب منحصر به فردی از استحکام و سبکی می باشد.علاوه بر آن می توان آن را به شکل های متفاوتی نیز تبدیل کرد زیرا دارای خواص ترموپلاستیک محور بوده و امکان سفارشی سازی آن با استفاده از اضافه سازی هم بسپارها نیز وجود خواهد داشت. نایلون ها تا اندازه ای محکم می باشند که در ساخت چتر نجات و انواعی از تجهیزات ارتشی نیز به کار برده شده اند اما می توان آن را در انواع لباس ها نیز یافت. چاپ نایلون ها در دمای بسیار بالایی صورت می گیرد که به طور کلی در حوزه ۲۶۰ تا ۲۸۰ درجه سانتیگراد است و بدین صورت تمامی چاپگرهای سه‌بعدی رومیزی را می توان به منظور چاپ با نایلون ها به کار برد. نایلون ها نیز همانند سایر رشته‌های مقاوم در برابر گرما و کاربردی در چاپ سه بعدی به احتمال زیادی خمیده خواهد شد. حتی در مقایسه با سایر رشته های موجود به میزان بیشتری می توانند رطوبت را از محیط خود جذب کنند. انها می تواند در طی فرایند چاپ مشکلات بسیاری را به وجود بیاورند و در صورتی که شما تصمیم دارید تا از نایلون ها به منظور تولید محصول مورد نظر خود استفاده کنید بهتر است که از یک خشک کننده رشته نیز بهره ببرید. احتمال ایجاد انحنا و خمیدگی در نایلون ها بدین معنی است که دقت ابعادی آنها نیز پایین میباشد و به راحتی نمی‌توان طراحی های ویژه با جزئیات بسیار ظریفی رابروی آنها پیاده کرد. اگرچه آنها مشکلات متفاوتی نیز دارند اما همچنان به عنوان یکی از رشته های بسیار محبوب در چاپ سه بعدی به کار برده می شوند زیرا از سختی بسیار خوبی برخوردارند.
- آمفورا: این رشته تنها پلیمر سفارشی میباشد که توانسته است کاربردهای بسیار زیادی در بازار چاپ سه بعدی ساده داشته باشد. ماده نام برده شده در سال ۲۰۱۳ توسط شرکت شیمیایی Eastman تولید شده است و هدف از تولید این ماده نیز ایجاد نوعی رشته مناسب چاپ سه بعدی است که ترکیبی از خواصی مانند انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه و پایداری گرمایی را دارد. تولید کنندگان این ماده ادعا می کنند که رشته نام برده شده دارای انعطاف پذیری پلی اورتان های ترموپلاستیک و علاوه بر آن پایداری گرمایی و مقاومت در برابر ضربه اکریلونیتریل بوتادین استایرن می باشد اگرچه این ماده مشکلاتی همانند تولید دود و یا خمیدگی در طی روند چاپ را ندارد. این بدین معناست که آمفورا دارای پایداری ابعادی خوبی بوده و برای تماس با مواد غذایی نیز به عنوان ماده ایمنی در نظر گرفته می شود. حوزه دمایی مناسب برای چاپ این دسته از رشته ها بین ۲۴۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد می باشد و این مقدار کمی بالاتر از حوزه دمای در نظر گرفته شده برای اکریلونیتریل بوتادین استایرن بوده و برای بسیاری از چاپگرهای سه‌بعدی نیز مناسب نبوده و باید حتماً نوعی به روزرسانی در قطعات آنها صورت گیرد. مطابق مواد دیگر به یک زمینه ی شیشه ای حرارت دیده نیز نیاز است. از مزیت های این ماده می توان به این نکته اشاره کرد که مقاومت بسیار زیادی در برابر انحنا و خمیدگی دارد و این در حالی است که بخواهیم آنها را با سایر رشته‌های مقاوم در برابر حرارت مقایسه کنیم. بنا بر تجارب تعدادی از افراد حرفه‌ای در حوزه چاپ سه بعدی می توان از این ماده حتی بدون محصور سازی زمینه چاپ و کاهش کم اندازه ی حرارت استفاده کرد. اما چنین موردی برای اکریلونیتریل بوتادین استایرن و یا نایلون ممکن نخواهد بود.
- پلی استایرن های مقاوم در برابر ضربه: پلی استایرن های مقاوم در برابر ضربه به صورت رایجی برای تولید محصولاتی با استفاده از روش چاپ سه بعدی استفاده نمی شوند بلکه بیشتر نقش مواد پشتیبانی کننده را دارند به خصوص برای رشته‌هایی مانند اکریلونیتریل بوتادین استایرن. در صورتی که دمای چاپگر را بین ۲۳۰ تا ۲۴۰ درجه سانتیگراد قرار دهیم می‌توان رشته‌های اکریلونیتریل بوتادین استایرن را با این ماده و بدون ایجاد تغییراتی در دما در طی فرایند حرارت دهی به کار برد. یکی از مواردی که رشته های پلی استایرن مقاوم در برابر ضربه را به عنوان نوعی مواد پشتیبانی کننده مطلوب تبدیل کرده است در این مورد خلاصه می شود که این مواد امکان انحلال در لیمونن را دارند که در واقع یکی از انواع حلالهای موجود است. زمانی که می‌خواهید ساختارهای پشتیبانی کننده به وجود آمده از پلی استایرن های مقاوم در برابر ضربه را رفع کنید فقط نیاز است تا این مواد را به مدت ۲۴ ساعت در محلول لیمونن قرار دهید. از آنجا که این رشته در دمای بالا چاپ می‌شود برابر این امکان دارد تا دچار خمیدگی شوند و این بدین معناست که همچنان باید از زمینه‌های حرارت دیده و چسبندگی مناسب استفاده کرد و مراحل چاپ بدون کاهش دما باید صورت بگیرد. این رشته ها با قرارگیری در معرض حرارت ،گازهای استایرن را از خود آزاد می‌کنند و بهتر است که به هنگام کار با این مواد از یک اتاق دارای تهویه استفاده کنید. در صورتیکه این دسته از رشته ها را به عنوان ماده پشتیبانی کننده برای اکریلونیتریل بوتادین استایرن به کار می‌برید حتماً باید از تهویه استفاده کنید و این مورد ضروری است. به طور کلی این نوع رشته قوی و انعطاف پذیر بوده و مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد.
مترجم: ف.آل احمد
