پرینت سه بعدی دشوار است و انتخاب رشته مناسب از این هم بیشتر است. آسوده باش، ما شما را تحت پوشش قرار داده ایم.
چاپگرهای سه بعدی مصرفی دیگر محدود به رشته های ABS و PLA نیستند. محبوبیت فناوری ساخت افزودنی منجر به هجوم بسیاری از پلاستیک های مهندسی شده است. اگرچه ABS و PLA همچنان محبوب هستند، بسیاری از علاقه مندان به چاپ سه بعدی به مواد جدیدتر روی آورده اند.
بنابراین، در اینجا همه چیزهایی است که باید در مورد رشته های مختلف پرینت سه بعدی و نحوه انتخاب یکی برای نیازهای خاص خود بدانید.
نحوه انتخاب رشته پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی بر خلاف بسیاری از سرگرمی های رایج است. این شامل ربات‌های پیچیده است که با استفاده از مواد عجیب و غریب، اشیاء پیچیده ایجاد می‌کنند. مانند تمام تلاش‌های مهندسی پیشرفته، پرینت سه بعدی به توانایی کاربران در خواندن و دنبال کردن برگه‌های داده فنی متکی است. دانستن اینکه چگونه این اسناد را درک کنید، برای دانستن اینکه از کدام رشته پرینت سه بعدی برای کاربردهای خاص استفاده کنید، کلیدی است.
اگر نیازهای پرینت سه بعدی شما به چاپ های آرایشی محدود می شود، نیازی به زحمت نیست زیرا PLA تمام چیزی است که همیشه به آن نیاز خواهید داشت. با این حال، چاپ قطعات کاربردی نیاز به درک پارامترهای مختلف رشته مانند استحکام کششی، چقرمگی/انعطاف پذیری، مقاومت در برابر حرارت، دوام، خزش و تاب برداشتن دارد.
بنابراین، بهترین رشته های پرینت سه بعدی کدامند، و چه زمانی باید از یکی بر روی دیگری استفاده کرد؟
1. PLA (پلی لاکتیک اسید)
پلی لاکتیک اسید برای چاپ سه بعدی همان چیزی است که چرخ های آموزشی برای دوچرخه ها هستند. حتی بر روی ارزان ترین چاپگرهای سه بعدی چاپ فوق العاده آسان است. با شروع دمای چاپ از 180 درجه سانتیگراد، برای چاپ ایمن این فیلامنت نیازی به یک انتهای داغ تمام فلزی ندارید. تا زمانی که دمای محیط بالای 20 درجه سانتیگراد حفظ شود، PLA حتی نیازی به تخت گرمایش ندارد.
این ماده عملاً تاب نمی‌خورد و می‌تواند به‌خوبی پل بزند اگر بخش کافی را خنک کنید. مطمئن نیستید همه این اصطلاحات به چه معنا هستند؟ راهنمای ارتقاء Ender-3 ما را بررسی کنید تا در مورد قسمت های داغ تمام فلزی و ایمنی چاپگر سه بعدی بیشتر بدانید.
نتیجه نهایی: خراب کردن چاپ PLA بسیار دشوار است. این به مبتدیان اجازه می دهد تا به تدریج بسیاری از جنبه های پیچیده پرینت سه بعدی را بدون ضربه زدن به دیوار آجری شکست های مکرر چاپ بیاموزند. به عنوان یک مبتدی، پایبندی به PLA درک اصول چسبندگی بستر، کالیبراسیون لایه اول، برآمدگی ها و پل زدن را آسان می کند. PLA بهترین راه برای آزمایش محدودیت های چاپ سه بعدی بدون نیاز به حدس زدن مجدد تنظیمات کالیبراسیون چاپگر و برش است.
ویژگی های رشته PLA
- قابلیت چاپ: عالی
- انتخاب رنگ: عالی
- مقاومت در برابر حرارت: ضعیف
- مقاومت کششی: عالی
- سختی: ضعیف
- مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: عالی
- مقاومت در برابر رطوبت: عالی
- مقاومت در برابر خزش: ضعیف
چه زمانی باید از فیلامنت چاپ سه بعدی PLA استفاده کرد؟
PLA برای پرینت های سه بعدی آرایشی عالی است، اما برای هر چیز دیگر چندان عالی نیست. علیرغم استحکام کششی بالا، فاقد چقرمگی است، زیرا مواد برای خم شدن خیلی سخت هستند. این باعث می شود که در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه و خم شدن دارند، آن را شکننده و مستعد ترک خوردن کند. قابلیت چاپ در دمای پایین نیز به مقاومت ضعیف در برابر حرارت تبدیل می شود. PLA وقتی در معرض نور مستقیم خورشید یا شرایط داخل خودرو قرار می‌گیرد، به دلیل دمای انتقال شیشه‌ای پایین 57 درجه سانتیگراد، تاب چاپ می‌کند.
تمایل PLA به خزش یا تغییر شکل دائمی تحت بار در دمای اتاق، آن را برای هر چاپ کاربردی که یا از اتصال دهنده استفاده می کند یا برای هر هدف باربری استفاده می کند، غیر قابل دوام می کند. در نتیجه، بیشتر علاقه مندان به پرینت سه بعدی پس از تسلط بر تنظیمات برش دهنده و تنظیم چاپگر سه بعدی با PLA به سراغ مواد دیگر می روند.
2. PETG (پلی اتیلن ترفتالات گلیکول)
پس از تسلط بر PLA، PETG باید دومین چالش رشته شما باشد. این کاملا شبیه پلاستیک موجود در بطری های آب و ظروف غذا است، به جز اضافه کردن گلیکول برای بهبود قابلیت چاپ. PETG در اکثر پارامترهای مهم بهتر از PLA است. کمی سخت‌تر است، به طور قابل توجهی مقاوم‌تر در برابر حرارت است، مقاومت بسیار خوبی در برابر خزش از خود نشان می‌دهد و بنابراین برای چاپ سه بعدی کاربردی مناسب است.
با این حال، چاپ آن نیز کمی دشوارتر است. این کاملاً چیز بدی نیست. در حالی که عملاً غیرممکن است که چاپگرهایی که به خوبی تنظیم شده باشند، چاپ های PLA را به هم بزنند، درست کردن PETG به درک بهتر نرم افزار برش و کالیبراسیون لایه اول نیاز دارد. این باعث می‌شود که فیلامنت راهی مطمئن برای یادگیری این مفاهیم باشد، که برای تسلط بر سایر رشته‌های پرینت سه بعدی چالش‌برانگیز بسیار مهم هستند.
PETG همچنین کاملاً رطوبت سنجی است، بنابراین اگر در یک منطقه مرطوب زندگی می کنید، خشک کردن آن قبل از چاپ ضروری است. خود چاپ ها مستعد جذب رطوبت نیستند، اما فیلامنت مرطوب باعث اکستروژن و کیفیت چاپ می شود. اگر لایه اول خیلی نزدیک به سطح ساختمان چاپ شود، این ماده می تواند به طور دائم به اکثر سطوح چاپ سه بعدی بچسبد.
ماهیت چسبناک و چسبناک رشته مذاب همچنین آن را برای پل زدن و برآمدگی های شیب دار انتخاب نامناسبی می کند. با این حال، با وجود دمای پایین چاپ، بهترین چسبندگی لایه را نیز به همراه دارد.
ویژگی های رشته PETG
- قابلیت چاپ: خوب
- انتخاب رنگ: خوب
- مقاومت حرارتی: متوسط
- مقاومت کششی: خوب
- سختی: خوب
- مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: عالی
- مقاومت در برابر رطوبت: ضعیف
- مقاومت در برابر خزش: خوب است
چه زمانی باید از رشته پرینت سه بعدی PETG استفاده کرد؟
PETG سازش کامل بین PLA و رشته های بسیار برتر ABS است. در حالی که فاقد مقاومت دمای بالاتر ABS است، اما همچنان برای چاپ در فضای باز یا داخل خودرو به اندازه کافی خوب است. همچنین به طور قابل توجهی سخت تر از PLA است و برای کاربردهایی که مقاومت در برابر ضربه مورد نظر است ایده آل است. مقاومت PETG در برابر خزش همچنین آن را برای چاپ های کاربردی و اجزای چاپگر سه بعدی ایده آل می کند.
3. TPE/TPU/TPC (الاستومر ترموپلاستیک/پلی اورتان/کوپلی استر)
TPE شامل تعدادی پلاستیک با خواص لاستیک مانند است. چنین رشته هایی در کاربردهایی که انعطاف پذیری مورد نظر است استفاده می شود. رشته های انعطاف پذیر معمولی که به عنوان TPE به بازار عرضه می شوند در سختی های مختلف ساحلی موجود هستند که معیاری برای انعطاف پذیری است. در واقع، TPE دسته وسیعی از رشته‌ها را شامل می‌شود، از جمله TPU مبتنی بر یورتان، که برای بهبود قابلیت چاپ کمی سفت‌تر است. TPC یک نوع مبتنی بر کوپلی استر با مقاومت بهبود یافته در برابر گرما، UV و عوامل شیمیایی است.
چاپ با TPE و انواع آن به دلیل انعطاف پذیری ذاتی فیلامنت چالش برانگیز است. چاپ این رشته ها با اکسترودرهای Bowden بسیار دشوار است، زیرا عدم استحکام، فشار دادن رشته را از طریق نازل دشوار می کند. بنابراین، اکسترودرهای درایو مستقیم، با یک مسیر رشته کوتاه بین چرخ دنده های اکسترودر و نازل، برای چاپ مطمئن توصیه می شوند.
تمایل فیلامنت به فشرده شدن و کشیده شدن نیز باعث می شود که انقباضات غیر قابل اطمینان باشند. این منجر به رشته های بیش از حد در چاپ می شود که برای کاهش آن نیاز به تخصص دارد. همچنین توصیه می‌شود که این رشته‌های انعطاف‌پذیر را روی یک بستر گرم نشده، ترجیحاً با یک ماده رهاکننده، مانند چسب یا اسپری مو، چاپ کنید. عدم انجام این کار اغلب منجر به چسباندن دائمی چاپ ها به سطح ساخت می شود.
ویژگی های رشته TPE
- قابلیت چاپ: متوسط
- انتخاب رنگ: متوسط
- مقاومت حرارتی: متوسط
- مقاومت کششی: متوسط
- چقرمگی: عالی
- مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: خوب
- مقاومت در برابر رطوبت: ضعیف
- مقاومت در برابر خزش: خوب است
چه زمانی باید از رشته پرینت سه بعدی TPE/TPU/TPC استفاده کرد؟
این رشته های انعطاف پذیر در کاربردهایی که مقاومت در برابر ضربه، خم شدن، سایش و چسبندگی مطلوب تر از استحکام هستند، عالی هستند. TPE و TPU به طور منظم برای چاپ سه بعدی واشر، پوشش تلفن و مچ بند دستگاه های پوشیدنی استفاده می شوند. TPC جایگزین گران‌تری است که مقاومت بیشتری در برابر دما و مواد شیمیایی مناسب برای محیط‌های سخت ارائه می‌دهد.
4. ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن)
ABS، در آواتار قالب‌گیری تزریقی خود، در اکثر محصولات مصرفی به شکل داشبورد خودرو و تابلو برق، اسباب‌بازی، اتصالات لوله و به عنوان شاسی اکثر کالاهای بادوام مصرف‌کننده یافت می‌شود. جای تعجب نیست که آشنایی، قیمت و در دسترس بودن آن، آن را به ماده انتخابی برای صنعت چاپ سه بعدی تجاری تبدیل کرده است. این یک ماده فوق العاده با نسبت قیمت به عملکرد بی نظیر و مقاومت حرارتی خوب است.
مقاومت حرارتی آن باعث می شود که با انتهای داغ ارزان قیمت با روکش PTFE ناسازگار باشد. اکثر رشته های ABS به دمای نازل حدود 250 درجه سانتیگراد نیاز دارند. این امر باعث می‌شود که انتهای داغ تمام فلزی برای چاپ ایمن الزامی شود. این رشته همچنین VOC های مضر (ترکیبات آلی فرار) مانند استایرن را که تأثیر منفی بر سلامتی دارد، خارج می کند. در مقایسه ABS در مقابل PLA با نحوه مقایسه ABS با PLA آشنا شوید.
تمایل فیلامنت ABS به تاب برداشتن را دشوار می کند مگر اینکه چاپگری با محفظه گرم شده داشته باشید، مانند پرینترهای سه بعدی سری Voron. لایه لایه شدن، چسبندگی بستر، و تاب برداشتن از مسائل دائمی در چاپ های بزرگ ABS در چاپگرهای بدون محفظه هستند. با این اوصاف، اکثر ترکیب‌های فیلامنت ABS مدرن به خوبی چاپ می‌شوند، البته تا زمانی که حجم ساخت را محصور نگه دارید و از بستر گرم شده به عنوان منبع حرارت غیرفعال استفاده کنید. فیبر کربن و رشته های کامپوزیت ABS تقویت شده با الیاف شیشه این مشکلات را تا حد زیادی کاهش می دهند.
خواص فیلامنت ABS
- قابلیت چاپ: متوسط
- انتخاب رنگ: متوسط
- مقاومت در برابر حرارت: خوب
- مقاومت کششی: خوب
- سختی: خوب
- مقاومت UV: متوسط
- مقاومت در برابر رطوبت: خوب
- مقاومت در برابر خزش: عالی
چه زمانی باید از فیلامنت پرینت سه بعدی ABS استفاده کرد؟
ABS استحکام کششی و چقرمگی خوبی را نشان می دهد که آن را برای چاپ های کاربردی و حتی برخی از کاربردهای مهندسی ایده آل می کند. این ماده را می توان در کاربردهای با دمای بالا مانند اجزای داغ پرینتر سه بعدی و چاپ های کاربردی برای فضای داخلی خودرو استفاده کرد. هر سناریوی مهندسی که مستلزم مقاومت در برابر گرما، ضربه و سایش باشد را می توان با ABS ارزان قیمت برآورد.
5. ASA (اکریلونیتریل استایرن آکریلات)
ASA شکل اصلاح شده ای از ABS است که چاپ آن آسان تر است و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش بهبود یافته را نشان می دهد. چاپ های بزرگ ASA به دلیل تمایل به تاب برداشتن کمتر از ABS آسان تر هستند. بیشتر رشته‌های ASA در حین چاپ تمایل به خروج گاز کمتری از VOC دارند.
و همه اینها با حفظ استحکام، چقرمگی و مقاومت دمایی قابل مقایسه با ABS به دست می آیند. ما دلیلی برای انتخاب ABS نمی بینیم اگر بتوانید هزینه کمی را که توسط فیلامنت های ASA سفارش می شود، بپردازید.
ویژگی های رشته ASA
- قابلیت چاپ: خوب
- انتخاب رنگ: متوسط
- مقاومت در برابر حرارت: خوب
- مقاومت کششی: خوب
- سختی: خوب
- مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: عالی
- مقاومت در برابر رطوبت: خوب
- مقاومت در برابر خزش: عالی
چه زمانی باید از فیلامنت پرینت سه بعدی ASA استفاده کرد؟
ASA را می توان برای همان کاربردهای ABS، با تطبیق پذیری بیشتر در حفظ دوام و یکپارچگی رنگ علیرغم قرار گرفتن در معرض شدید نور خورشید استفاده کرد.
6. PA (پلی آمید یا نایلون)
پلی آمید که بیشتر با نام تجاری آن نایلون شناخته می شود، در محصولات بادوام مصرفی به شکل چرخ دنده ها، لولاها و اجزای کشویی یافت می شود – اساساً در هر برنامه ای که به مقاومت در برابر سایش شدید، اصطکاک کم، چقرمگی عالی و درجه ای از تحمل دما نیاز دارد. . PA در فرآیندهای پرینت سه بعدی زینتر شده با پودر که در چاپگرهای سه بعدی SLS تجاری استفاده می شود، ضروری است.
نایلون همچنین در فضای چاپ سه بعدی FDM در ترکیبات مختلف وجود دارد که مصالحه های مختلفی را بین مقاومت در برابر حرارت، چقرمگی، دوام و مقاومت در برابر خزش ارائه می دهد. مورد دوم مهم است زیرا ماده در حالت طبیعی خود تمایل به خزش گرما را نشان می دهد. بنابراین، بیشتر کاربردهای مهندسی نیاز به PA مخلوط شده با کربن یا فیبر شیشه ای برای بهبود استحکام کششی، مقاومت در برابر خزش و تحمل دما دارند.
دمای بالای انتقال شیشه ای مواد و تمایل ذاتی به تاب برداشتن، چاپ بر روی چاپگرهای ارزان و بدون محفظه را دشوار می کند. علاوه بر این، تمایل مزمن PA به جذب رطوبت نیاز به خشک کن های رشته ای دارد که می توانند به طور قابل اعتماد دمای محفظه 80 درجه سانتیگراد را حفظ کنند. در واقع، چاپ موفق همچنین مستلزم عبور فیلامنت از جعبه خشک در حین چاپ است. این یک رشته مهندسی عالی است که به یک چاپگر توانا و یک اپراتور با تجربه نیاز دارد.
ویژگی های رشته PA
- قابلیت چاپ: ضعیف
- انتخاب رنگ: ضعیف
- مقاومت در برابر حرارت: خوب
- مقاومت کششی: خوب
- چقرمگی: عالی
- مقاومت UV: متوسط
- مقاومت در برابر رطوبت: ضعیف
- مقاومت در برابر خزش: متوسط
چه زمانی باید از فیلامنت پرینت سه بعدی PA استفاده کرد؟
پرینت‌های PA عملکردی مانند قطعات مکانیکی مانند چرخ دنده‌ها، لولاها و اهرم‌ها به خوبی کار می‌کنند. این ماده همچنین به اندازه کافی سخت است که برای ساخت ابزارهای سفارشی و نمونه های اولیه که به قطعات مشبک قوی در معرض اصطکاک و ضربه نیاز دارند، استفاده شود. از ترکیبات مختلف فیبر شیشه و فیبر کربن نیز می توان برای اصلاح استحکام و انعطاف پذیری مواد برای مطابقت با نیازهای مهندسی مختلف استفاده کرد.
6. PC (پلی کربنات)
PC یکی از قوی ترین رشته های چاپ سه بعدی است که در دسترس پرینترهای سه بعدی مصرف کننده است. می پرسی چقدر قوی؟ خوب، این ماده برای تولید همه چیز از شیشه ضد گلوله گرفته تا سایبان جت های جنگنده استفاده می شود. رایانه شخصی می تواند دمای 110 درجه سانتیگراد را تحمل کند و برخی از ترکیبات حتی از این رقم قابل توجه بهتر عمل می کنند.
PC دارای وجه تمایز منحصربه‌فردی است که مقاومت کششی بالایی از خود نشان می‌دهد و در عین حال در برابر ضربه نیز بسیار مقاوم است. این به آن تمایز برتری در برنامه‌هایی را می‌دهد که حتی نایلون نیز کوتاهی می‌کند. با این حال، این ویژگی‌های فیزیکی، چاپ را با مشکل مواجه می‌کند. غیر معمول نیست که برخی از ترکیبات رایانه شخصی به دمای نازل 300 درجه سانتیگراد نیاز داشته باشند، در حالی که بستر گرم شده بیش از 100 درجه سانتیگراد حفظ می شود.
این ماده همچنین مستعد تاب خوردن بیش از حد است و فقط به سطوح ساخت پلی کربنات یا نوار پلی آمید به خوبی می چسبد. با این حال، مانند نایلون، رایانه شخصی در ترکیبات مختلف موجود است که باعث می شود چاپ آن بیشتر شود.
ویژگی های فیلامنت کامپیوتر
- قابلیت چاپ: ضعیف
- انتخاب رنگ: ضعیف
- مقاومت در برابر حرارت: عالی
- مقاومت کششی: عالی
- چقرمگی: عالی
- مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: عالی
- مقاومت در برابر رطوبت: ضعیف
- مقاومت در برابر خزش: عالی
چه زمانی باید از فیلامنت پرینت سه بعدی کامپیوتر استفاده کرد؟
PC در کاربردهای مختلف صنعتی، خودرویی و الکتریکی استفاده می‌شود، به‌ویژه آن‌هایی که به مقاومت و مقاومت در برابر حرارت بالا نیاز دارند. شفافیت نوری ذاتی مواد همچنین آن را برای چاپ های شفاف ایده آل می کند، تا زمانی که ضخامت دیوار حداقل نگه داشته شود.
رشته پرینت سه بعدی خود را هوشمندانه انتخاب کنید
اکنون که ابزار مفیدی برای مقایسه ویژگی‌های فیزیکی مختلف و پارامترهای عملکرد رشته‌های درجه مصرف‌کننده دارید، انتخاب درست یکی از مهم‌ترین پارامترها برای ارزیابی این است که کدام پارامتر برای کاربردهای خاص شما مناسب‌تر است.
اگر در زمینه چاپ سه بعدی تازه کار هستید، توصیه می کنیم قبل از استفاده از مواد چالش برانگیزتر مانند ABS و نایلون، با PLA شروع کنید و در PETG فارغ التحصیل شوید.