فیلامنت PLA

PLA یک نوع ترموپلاستیک است که از نشاسته گیاهی تخمیر شده مانند: ذرت، کاسوا، نیشکر یا تفاله چغندر قند ساخته می شود. شکر موجود در این مواد تجدید پذیر، تخمیر شده و به اسید لاکتیک و سپس به پلی لاکتیک اسید ( polylactic acid ) یا PLA تبدیل می شود.

PLA یکی از رایج ترین فیلامنت های پرینت سه بعدی است که مزایای بسیاری دارد اما باید بدانید که این ماده معایبی نیز دارد. در ادامه برخی از این معایب و مزایا را فهرست کرده ایم.

مزایا:

سهولت در پرینت: پرینت سه بعدی PLA بسیار آسان است؛ تقریبا تمام پرینتر های سه بعدی قابلیت پرینت این فیلامنت را دارند. این فیلامنت برای پرینت به بستر چاپ گرم شونده نیاز ندارد. PLA نسبتا دمای کمتری در مقایسه با سایر فیلامنت ها نیاز دارد و همچنین تا حدودی سریع پرینت می شود ( حدود 60 میلیمتر بر ثانیه ) و به محفظه نیز نیاز ندارد.

ارزان است: PLA در مقایسه با سایر فیلامنت های خاص مانند نایلون و پلی کربنات بسیار ارزان است.

تنوع گسترده : PLA انواع مختلفی دارد و در انواع رنگ ها در بازار موجود است علاوه بر این ترکیبات ویژه از فیلامنت PLA، مانند فیلامنت PLA فیبر کربنی، فیلامنت PLA براق و حتی فیلامنت معطر وجود دارد.

زیست تخریب پذیر و سازگار با محیط زیست: از آن جایی که PLA از نشاسته گیاهی تولید می شود بر خلاف سایر فیلامنت ها (مانند ABS ) که از نفت خام ساخته می شوند با محیط زیست سازگار است.

غیر سمی: PLA زمانی غیر سمی است که بتوان آن را به دور از آلودگی نگه داشت و کاربرد های آن را در صنایع غذایی و دارویی گسترش داد.

بدون دود: خروج دود هنگام ذوب شدن ترموپلاستیک ها اجتناب ناپذیر است، بخصوص از مواد سمی مانند ABS که در صورت تنفس می توانند سرطان زا باشد. در حالی که بخار برخواسته از PLA بدون بو و کم خطر است.

معایب:

شکننده و ضعیف: بارزترین نقطه ضعف PLA پایین بودن مقاومت خمشی آن است. قطعات پرینت سه بعدی  PLA بسیار ضعیف تر از قطعات تزریق پلاستیک و حتی قطعات پرینت سه بعدی سایر مواد مثل PETG و ABS هستند. قطعات PLA معمولا خم نمی شوند و بعد از اعمال نیروی کافی می شکنند و این به معنای شکنندگی این ماده است.

مقاومت گرمایی و شیمایی پایین: PLA علاوه بر این که استحکام پایینی دارد مقاومت گرمایی و دمای انتقال شیشه نیز پایین است. بنابرین قطعات PLA سریع تغییر شکل می دهند و برای استفاده در فضای باز مناسب نیستند. علاوه بر این برخی مواد شیمایی باعث آزاد شدن مواد خام PLA که اسید لاکتیک نام دارد می شود و این بسیار مضر است.

تجزیه آهسته: اگرچه PLA زیست تخریب پذیر است اما مدت زیادی طول می کشد تا تجزیه شود (همان طور که از پلاستیک انتظار می رود) در شرایط ایده آل PLA سه ماه طول می کشد تا تجزیه شود که در مقایسه با سایر مواد تجزیه پذیر زیاد است.

موارد استفاده از PLA

بسته بندی غذایی: PLA کاملا طبیعی، و از نظر تئوری ایمن برای مواد غذایی است که آن را به پلاستیکی ایده آل برای بسته بندی مواد غذایی تبدیل کرده است زیرا مواد غذایی را آلوده نمی کند.

دارو سازی: و بازهم غیر سمی بودن ترکیبات PLA، آن را تبدیل به انتخاب مفید و مناسب برای صنعت داروسازی کرده است. برای مثال اجزای PLA در دستگاه تثبیت استخوان مانند پیچ ها و صفحات به کار برده می شود.

نمونه سازی: نمونه سازی با PLA معمولا توسط پرینتر سه بعدی انجام می گیرد و این برای افراد و کسب و کار ها، روشی عالی برای ساختن ایده خود است. زیرا که بسیار ارزان و پرینت آن آسان است و می تواند با هر پرینتر سه بعدی FDM چاپ شود.

کاربرد های ساختاری: با وجود شکنندگی و دوام کم، PLA معمولا در ساختمان ها از الیاف فرش گرفته تا فوم های عایق استفاده می شود. همچنین می تواند برای ابزاری که تحت فشار فیزیکی قرار نمی گیرند استفاده شود.

پرینتر سه بعدی : پرینتر سه بعدی FDM رایج ترین راه برای تولید قطعات PLA است. این مواد به آسانی پرینت می شوند و به دمای بالایی یا اکسترودر direct drive نیاز ندارند.

قالب سازی تزریقی: قالب سازی رایج ترین روش ساخت قطعات پلاستیکی است و بیشتر قطعات پلاستیکی روزمره اینگونه ساخته می شوند. قالب سازی تزریقی معمولاً با پلاستیک ABS برای ساخت قطعاتی مانند، لگو یا قطعات داخلی خودرو (مانند داشبورد) استفاده می‌شود، این روش می‌تواند با PLA نیز کار کند. با این حال، PLA به دلیل نرخ تبلور پایین آن معمولاً برای قالب سازی تزریقی استفاده نمی شود.

خواص PLA

اگرچه تا کنون به بعضی از خواص PLA مثل شکنندگی آن اشاره کردیم اما PLA خواص با ارزش دیگری نیز دارد که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم.

استحکام: PLA پلاستیکی نیست که به استحکامش شناخته شود (که می تواند نایلون و PC )، اما استحکام قطعات PLA بیشتر به نحوه ساخت آن بستگی دارد تا خود ماده. برای مثال، استفاده از ساختار درونی (infill) با چگالی بالا و لایه های مرتفع موجب تولید قطعه پرینت سه بعدی مستحکم می شود.

انعطاف: PLA یک پلاستیک سخت است. این به معنای داشتن استحکام خمشی پایین در مقایسه با سایر پلاستیک ها، بخصوص منعطف ترین آن ها TPU است. علاوه بر این، همان طور که قبلا اشاره کردیم PLA هنگام اعمال نیرو، خم نمی شود. معمولا می شکند یا ترک می خورد.

مقاومت دمایی: PLA برای پرینت نیاز به بستر چاپ گرم شونده ندارد بنابراین می توان از آن در پرینت های ارزان قیمت استفاده کرد. این به دلیل دمای انتقال شیشه پایین PLA است. دمای پایین انتقال شیشه به معنای دفرمه شدن سریع قطعات PLA در مقابل گرما است. به همین دلیل نباید از این قطعات در فضای باز یا در تماس مستقیم نور خورشید استفاده کرد.

مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV resistance): PLA برخلاف ABS که مقاومت فوق العاده ای در برابر اشعه UV دارد، درصورت قرار گرفتن در مقابل اشعه UV دفرمه می شود.

مقاومت شیمایی: PLA در در حلال هایی مثل استون یا ایزوپروپیل الکل (isopropyl alcohol) حل نمی شود. در کل PLA مقاومت شیمایی بالایی دارد و از نظر شیمایی ماده ای پایدار است. با این حال، همچنان می‌توانید از حلال‌های قوی‌تر مانند دی کلرومتان و مخلوط‌هایی مانند XTC3D برای حل کردن یا صاف کردن لایه‌های قطعات PLA استفاده کنید.

فیلامنت PLA قابل بازیافت

فیلامنت PLA به دلیل قیمت کم و سهولت در کارکرد یکی از پرکاربرد ترین پلیمر های مورد استفاده در صنعت پرینت سه بعدی است. این ماده اگرچه از نظر فنی  تجزیه پذیر است اما برای تخریب  به دمای 60 درجه سلسیوس،رطوبت خاص و محیط غنی از میکروب نیاز دارد که این شرایط در محیط چندان رایج نیست بنابراین نیاز به استفاده از یک کارخانه کمپوست صنعتی دارد با این حال تخریب این ماده بسیار طول می کشد و بعداز تجزیه میکرو پلاستیک هایی به جا می گذارد.

شرکت NonOilen filament با مخلوط کردن  PLA و PHB موفق به ساخت فیلامنتوم شده که کاملا زیست تخریب پذیر است و می تواند چندین بار بدون از دست دادن خواص مکانیکی خود تجزیه و دوباره مورد استفاده قرار بگیرد.

بر خلاف PLA معمولی، فیلامنتوم تنها 90 روز طول می کشد تا در واحدهای تولید کمپوست تجزیه شود و علاوه بر این هیچ میکروپلاستیکی باقی نمی ماند.

این ماده  می تواند چندین بار بازیافت شود و مجددا مورد استفاده قرار گیرد و خواص خود را حفظ کند.

فیلامنتوم مقاومت، چقرمگی و سختی بالاتری دارد و دما را تا 110 درجه سلسیوس تحمل می کند و همچنین به راحتی PLA  چاپ می شود. این ماده با ظاهر ابریشمی خود، برای کاربردهای تماس با مواد غذایی ایمن است حتی می توان آن را در ماشین ظرف شویی شست.

به دلیل مقاومت این ماده در دماهای  بالا می توان از این ماده در پرینت قطعات خودرو استفاده کرد.

با جایگزینی مواد زیست تخریب پذیری مانند این محصول مزایای پرینت سه بعدی ملموس تر می شود و اهمیت آن افزایش می یابد.

فیلامنت PLA ابریشم    (Silk PLA)

فیلامنت PLA محبوب ترین فیلامنت پرینت سه بعدی است. به همین دلیل در انواع مختلف تولید می شود. در این مطلب به معرفی یکی از زیباترین فیلامنت های PLA یعنی فیلامنت ابریشم می پردازیم.

PLA ابریشم، اجسام پرینت سه بعدی بسیار زیبا و تحسین برانگیز که در ظاهر براق و نیمه شفاف به نظر می رسند تولید می کند. اجسام ساخته شده توسط فیلامنت PLA ابریشم ظاهری کاملا شبیه به ابریشم دارند و این حس را القا می کنند که جسم با ابریشم پوشانده شده است. با این فیلامنت دیگر نیازی به رنگ آمیزی قطعه نیست، زیرا که ظاهر طبیعی این فیلامنت براق و زیباست.

معمولا فیلامنت ابریشم همان فیلامنت PLA تقویت شده است که ظاهر براق آن به دلیل افزودنی های مختلف در فرمولاسیون آن است. لازم به ذکر است که فیلامنت ابریشم چون بر پایه PLA است همان معایب و مزایای PLA را دارد و اگر فیلامنت بر پایه ی مواد متفاوتی باشد طبیعتا خواص متفاوتی نیز دارد.

فیلامنت های PLA ابریشم مختلفی وجود دارد. برای تشخیص برترین آن ها ملاحظاتی وجود دارد که باید در نظر گرفت:

• محبوبیت بین کاربران، که از نظرات کاربران منعکس می شود.
• عرضه و اعتبار سازنده
• کیفیت چاپ
• ویژگی های منحصر به فرد

تمام این عوامل به این معنی است فیلامنت ها باید با کیفیت باشند و پرینت های سه بعدی زیبا تولید کنند. اما ممکن است هنگام پرینت این فیلامنت ها با مشکلی رو به رو شوید که در پرینت PLA معمولی با آن ها روبه رو نمی شوید.

به دلیل افزودنی های الاستیک به فیلامنت PLA ممکن است با مشکل نچسبیدن جسم به بستر پرینت و گرفتگی نازل رو به رو شوید. در واقع دمای بستر چاپ درست و مشخصی برای آن تعریف نشده است زیرا اکثر تولیدکنندگان بستر پرینت گرم نشده را پیشنهاد می کنند.

همچنین این نوع فیلامنت PLA می تواند مشکلاتی از قبیل اکسترود کم ماده و انقباض قطعه ( shrinkage ) داشته باشد. به نظر می رسد فیلامنت PLA ابریشم با دمای کمی بالاتر از دمای PLA معمولی بهتر کار می کند بنابراین قطعه پرینت شده با دوام تر است و شکنندگی کمتری دارد و همچنین موجب می شود الاستومر ها به درستی ذوب شده و ظاهر براق به پرینت سه بعدی بدهند. اما خوشبختانه تاب برداشتن ( Warping ) از مشکلات رایج برای فیلامنت PLA ابریشم نیست.

و در آخر در ادامه به لیستی برترین برند های فیلامنت PLA ابریشم اشاره می کنیم.

Eryone

Fibrerlogy

Hatchbox

eSun

Sunlu

MatterHachers

TT3D

Mika3D

Hello3D

CC3D

فیلامنت PLA ایمن برای مواد غذایی    Food-Safe PLA Filament

فیلامنت ایمن برای مواد غذایی ایده ای عالی برای لوازم آشپزخانه، بشقاب ها و هر وسیله ای که با مواد غذایی در ارتباط است، می باشد. در مورد مواد پرینتر سه بعدی نکاتی وجود دارد که لازم است درباره ایمنی غذا بدانید.

حتی وقتی که یک فیلامنت از مواد ایمن برای مواد غذایی تشکیل شده باشد، این ماده تنها عاملی نیست که قطعه پرینت سه بعدی را برای مواد غذایی ایمن می کند.لازم است دیگر عوامل همچون افزودنی ها و رنگدانه نیز در نظر گرفته شوند. به معنای دیگر، ماده PLA به تنهایی برای مواد غذایی ایمن است اما فیلامنت PLA  صد در صد خالص نیست و قطعا افزودنی هایی دارد.

در کل ترکیب مواد به تنهایی تعیین کننده ایمن بودن پرینت سه بعدی برای تماس با غذا نیست. سه عامل اصلی برای این موضوع وجود دارد:

پروسه پرینت سه بعدی: درجه ایمنی مواد زمانی تضمین می شود که هنوز فیلامنت بر روی قرقره است. چندین جنبه از پرینتر سه بعدی وجود دارد که باعث کاهش ایمنی قطعه نهایی در برابر مواد غذایی می شود. این ها می تواند شامل دماهای بالا باشد که بر ترکیبات شیمیایی فیلامنت تأثیر می گذارد و یا مواد سمی جا مانده در اکسترودر، هات اند یا نازل که ذوب شده و با فیلامنت ایمن در برابر مواد غذایی ترکیب می شوند و آن را نیز سمی می کنند.

مواد سازنده نازل: نازل آخرین قسمتی است که فیلامنت ذوب شده قبل از اینکه برای ساخت قطعه مورد نظر اکسترود شود با آن تماس دارد. بنابراین نیاز است که هنگام انتخاب نازل به ایمن بودن آن در برابر مواد غذایی توجه کنید. فقط برخی از نازل ها برای غذا ایمن هستند و برنج، یکی از محبوب ترین و مقرون به صرفه ترین نازل ها جز آن ها نیست. نازل استیل ضد زنگ در برابر چسبیدن مواد به سطح خود نسبتا مقاوم است و برای مواد غذایی ایمن هست.

شکاف ها: وجود درز ها و شکاف های کوچک و غیر قابل دید بر روی قطعه پرینت سه بعدی به علت لایه های خطی و دیگر تأثیرات پرینتر سه بعدی غیر معمول نیست. این درز ها محل مناسبی برای رشد باکتری ها است زیرا شستن آن ها تقریبا غیر ممکن است. در این صورت مهم نیست شما از فیلامنت ایمن برای مواد غذایی استفاده کرده باشید اگر قطعه شما درز و شکاف داشته باشد مملو از باکتری است.

دما: اگرچه احتمال کمی دارد اما غذاها و نوشیدنی های داغ تأثیرات منفی بر بعضی از مواد دارند. اگرچه این موضوع می تواند برای ایمنی مواد غذایی نگران کننده نباشد اما قطعا کیفت مواد غذایی را کاهش می دهد.

توجه داشته باشید که پردازش می‌تواند ایمنی چاپ را از نظر غذایی خنثی کند، به خصوص اگر از رنگ‌ها، حلال‌ها یا سایر مواد غیر غذایی استفاده شود. از سوی دیگر، تکنیک های مناسب پردازش، مانند آب بندی دهانه ها، می تواند برخی از عوامل فوق را جبران کند.

همان طور که دریافتید، اجسام پرینت سه بعدی ایمن برای غذا با در نظر گرفتن تمام عوامل مؤثر، می تواند چالش برانگیز باشد. روش دیگری که شما می توانید به پرینت سه بعدی ایمن برای غذا برسید استفاده از پوشش ایمن برای مواد غذایی بر روی پرینت سه بعدی کامل شده است.

به صورت ایده آل، این نوع پوشش ها هر قطعه ای را برای مواد غذایی ایمن می کنند حتی اگر از فیلامنت های سمی و غیر غذایی                ( مانند ABS ) ساخته شده باشند. همچنین این پوشش ها به شما در نحوه چاپ مانند انتخاب جنس نازل یا تنظیمات پرینت آزادی عمل بیشتری می دهند.

چند گزینه برای پوشش های ایمن برای مواد غذایی وجود دارد که معروف ترین آن ها Shellac باشد که توسط Rust-Oleum تولید کننده رنگ و پوشش، عرضه شده است. از سایر پوشش های ایمن برای مواد غذایی می توان به سیلیکون، رزین اپوسکی ( epoxy resin ) و پلی اورتان ( polyurethane ) اشاره کرد.

ما پیشنهاد می کنیم که ابتدا قطعه پرینت سه بعدی خود را با استفاده از سنباده یا حلال های ایمن برای مواد غذایی ( مانند رزین اپوسکی ) صاف کنید. سپس چند لایه از پوشش ایمن برای مواد غذایی روی قطعه ی خود  برای اطمینان از ایمن شدن قطعه ی خود برای مواد غذایی اعمال کنید. بعد از آن منتظر بمانید تا پوشش بر روی قطعه خشک شود در نهایت بعد از خشک شدن می توانید از آن استفاده کنید.  

فیلامنت PLA مرمر ( Marble PLA )

اگر علاقه مند به پرینت سه بعدی مجسمه ها و یا ماکت های ساختمانی هستید پرینت سه بعدی با فیلامنت مرمر بهترین راه برای دست یابی به ظاهری شبیه به مرمر است. فیلامنت مرمر همان فیلامنت PLA معمولی است که با پودر لطیف مرمر مخلوط شده یا در بعضی موارد به کمک رنگ های متفاوت خالدار می شود تا ظاهری شبیه به مرمر واقعی داشته باشد. فیلامنت مرمر در مقایسه با فیلامنت های استاندارد نیاز به پرداخت کمتری دارد زیرا ظاهر قطعات پرینت سه بعدی فیلامنت PLA مرمر بدون پرداخت نیز عالی به نظر می رسد.

PLA مرمر مانند PLA چوب است. هر دو مواد پلاستیکی هستند اما برای داشتن ظاهر مواد طبیعی مانند مرمر و چوب دستکاری می شوند به همین ترتیب PLA مرمر به دلیل مواد افزودنی در ترکیب فیلامنت، گاهی اوقات به عنوان فیلامنت کامپوزیت در نظر گرفته می شود.

بر خلاف اکثر فیلامنت های کامپوزیت، هنگام کار با فیلامنت PLA مرمر تعداد کمی تجربه ی خراب شدن نازل پرینتر سه بعدی خود را گزارش کرده اند اما برای اطمینان می توانید از نازل های با دوام مثل نازل از جنس فولاد سخت شده استفاده کنید.

فیلامنت PMMA

Polymethylmethacrylate ( PMMA ) ترموپلاستیکی است که به عنوان ماده اصلی ورقه های اکرلیک شناخته می شود به همین دلیل به آن فیلامنت اکرلیک نیز می گویند. فیلامنت PMMA کمتر به عنوان متریال پرینت سه بعدی شناخته می شود، سمی است و تمایل به تاب برداشتن دارد. با این حال مزایای خود را دارد. به عنوان مثال فیلامنت PMMA مستحکم، پایدار و ضد ضربه است.

فیلامنت PMMA معمولا شفاف است که موجب می شود برای پرینت قطعات نیمه شفافی که نور باید از آن ها عبور کند عالی باشد. می توانید از این فیلامنت برای پرینت قطعاتی مثل آباژورها، لیتوفان و دیگر قطعاتی که نیمه شفاف و شفاف هستند استفاده کنید.

به طور کلی، PMMA پایدار، مستحکم، ضد ضربه و ضد اشعه UV است که باعث می شود قطعات پرینت سه بعدی این فیلامنت در گذر زمان زرد نشوند. مانند ABS، خطوط لایه در قطعات پرینت سه بعدی PMMA نیز می توانند با حلالی مانند استون صاف شوند. همچنین قطعات PMMA نیز مانند ABS تمایل زیادی به تاب برداشتن دارند به همین دلیل استفاده از بستر چاپ گرم شونده و محفظه برای پرینتر هنگام کار با این فیلامنت به شدت پیشنهاد می شود.

لازم به ذکر است که این فیلامنت برای مواد غذایی ایمن نیست حتی در خالص ترین فرم خود. بنابراین از این فیلامنت هرگز برای پرینت قطعاتی که با مواد غذایی و نوشیدنی در ارتباط هستند استفاده نکنید.

این نوع از فیلامنت معمولا در رنگ های شفاف موجود می باشد زیرا که ماده اولیه آن به طور طبیعی PMMA را شفاف می کند اما ممکن است برند های مختلف در رنگ های متفاوت نیز این فیلامنت را تولید کنند.

فیلامنت PMMA برای پرینت سه بعدی معمولا به دمای نازل حدود 240 °C و دمای بد حدود 110 °C  نیاز دارد. همچنین استفاده از چسب که باعث چسبیدن قطعات روی بستر چاپ شود پیشنهاد می شود در این صورت کیفیت قطعات پرینت سه بعدی نیز افزایش می یابد. به طور خلاصه:

دمای نازل :240 °C

دمای بد چاپ :110 °C

سطح بستر چاپ : نیاز به چسب دارد

محفظه برای پرینتر : پیشنهاد می شود

فیلامنت PP

پلی پروپیلن (Polypropylene) یا به اختصار PP یک پلاستیک معمولی خانگی است که بخاطر خواص منحصر به فردش ارزشمند است. PP به صورت گسترده در دسترس، و مقرون به صرفه است. خواص این ماده آن را به ماده ای ایده آل برای محصولات مقاوم و مستحکم و کالاهای با دوام تبدیل کرده است که شامل لوازم خانگی، ظروف، لباس ورزشی، اسباب بازی ها، تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی و کاربرد های صنعتی می شود.

پلی پروپیلن دومین پلاستیک پرمصرف جهان است. این ماده یک رزین ترمو پلاستیک با ساختار نیمه کریستالی است که بخاطر دوام و ویژگی های برجسته اش در صنایع مختلف گسترش یافته است.

با توجه به امکان ذوب شدن و تبدیل شدن PP به pellet، برای تولید محصولات بسیاری قابل استفاده است همچنین این ماده قابل بازیافت و استفاده مجدد است که باعث محبوبیت دو چندان PP می شود.

مزیت های فیلامنت PP

PP به عنوان ترمو پلاستیکی همه کاره و با دوام شناخته می شود که سبک و ناصاف است. با توجه به پروسه پلیمریزاسیون برای ساخت آن،PP می تواند خواص و ساختارهای مختلفی داشته باشد. در ادامه به برخی از مزیت های آن اشاره می کنیم.

استحکام کششی: این ماده علیرغم سبک بودن تحمل بار زیادی دارد.

الاستیسیته و چقرمگی: PP به عنوان یک ماده سخت درجه بندی می شود زیرا می تواند بدون شکستن تغییر شکل دهد. همچنین بسیار انعطاف پذیر است، که قالب گیری آن را در اشکال مختلف آسان می کند.

مقاومت در برابر خستگی: این ویژگی دلیلی است که درپوش شامپو را از PP می سازند.PP ماده ای است که بعد از خم شدن و یا اعمال گشتاور پیچشی شکل خود را حفظ می کند. این ویژگی آن را ماده ای مناسب برای ساخت انواع لولا ها تبدیل می کند.

مقاومت در برابر آب: PP نشت نمی کند. این ویژگی برای تمام کاربردها در داروسازی و صنعت که با مایعات سروکار دارند بسیار مهم و حیاتی است.

قابلیت انتقال: هنگام جهت گیری دو محوره، قابلیت انتقال بالایی به دست می آید. برای زیبایی و انتقال نور به این ویژگی نیاز داریم.

ارزان: ارزان بودن PP آن را به ماده ای در دسترس تبدیل کرده است.

دمای ذوب بالا: در مقایسه با سایر پلاستیک های موجود در بازار، PP دمای ذوب بالایی دارد که این موجب شده در کاربردهای مرتبط با غذا (ظروف و وسایل آشپزخانه) که در آن دماهای بالا نیاز است و همچنین تجهیزات آزمایشگاه، گزینه ای مناسب باشد.

امکان افزودن رنگ ها: این پروسه، خواص پلاستیک را کاهش نمی دهد.

مقاومت بیولوژیکی: در اثر عوامل بیولوژیکی مثل باکتری ها و قارچ ها کپک نمی زند و از بین نمی رود.

عایق: با توجه به مقاومت بالای PP در برابر الکتریسیته، در وسایل الکتریکی بسیار کاربرد دارد.

 با این حال پرینت سه بعدی PP می تواند چالش برانگیز باشد. با تنظیم درست پرینتر سه بعدی می توانید شانس داشتن پرینت سه بعدی موفقیت آمیز خود را افزایش دهید. در ادامه به چند تنظیم اولیه پرینت اشاره می کنیم.

دمای نازل: بین 205 تا 275 درجه سلسیوس

دمای صفحه چاپ: 80 تا 100 درجه سلسیوس

سرعت فن: 50 تا 100 درصد

سرعت چاپ : 50 درصد یا کمتر (بدلیل انعطاف زیاد فیلامنت PP )

محفظه برای پرینتر سه بعدی: استفاده از محفظه هنگام پرینت فیلامنت PP پیشنهاد می شود.

مهم ترین عاملی که به شما در پرینت سه بعدی PP کمک می کند، سطح و دمای بستر چاپ است. PP به دلیل تمایل به کنده شدن از بستر چاپ پرینت چالش برانگیزی دارد بنابراین این عوامل، کلیدی برای چاپ موفق هستند.

به طور ویژه توصیه می کنیم برای ایجاد چسبندگی سطح بستر چاپ از چسب بسته بندی شفاف استفاده کنید. زیرا PP بیشتر تمایل دارد به خودش بچسبد و معمولا این چسب ها از PP ساخته می شوند.

توجه داشته باشید که تنظیمات پرینت با توجه به سازنده آن متفاوت است پیشنهاد می کنیم که راهنمای فیلامنت را قبل استفاده آن مطالعه کنید.

نگهداری PP

معمولا لازم است فیلامنت های پرینت سه بعدی در محیط خشک و بدون رطوبت نگهداری شوند اما فیلامنت PP نم گیر نیست و رطوبت را جذب نمی کند. بنابراین نیاز نیست که نگران افت کیفیت یا از بین رفتن فیلامنت PP در معرض رطوبت باشید اگرچه ممکن است افزودنی های که سازنده ها به آن اضافه می کنند تغییراتی ایجاد کند.

با این حال فیلامنت PP مستعد تخریب ناشی از نور UV است. به این ترتیب پیشنهاد می کنیم فیلامنت ها را به دور از نور خورشید نگهداری کنید.

فیلامنت PVA

Polyvinyl alcohol یا PVA یک پلیمر محلول در آب است و نباید با PVAc یا polyvinyl acetate که چسب سفید محلول در آب است اشتباه گرفته شود. PVA یک پلیمر مصنوعی بدون رنگ، بدون بو و سازگار با محیط زیست است. علاوه بر این به علت سمی نبودن این ماده، می توان برای محصولات بهداشتی مانند محلول لنزهای تماسی نیز استفاده کرد.

برای پرینتر سه بعدی، PVA بهترین ماده برای ساپورت گذاری در پرینتر های سه بعدی داری چند نازل است. به طور معمول پرینتر سه بعدی FDM ، قطعه پرینت سه بعدی و ساختار ساپورت را با فیلامنت یکسان پرینت می کند. زیرا یک اکسترودر دارد. با توجه به محل اتصال این ساپورت ها جداسازی آن ها می تواند کار مشکلی باشد. لازم به ذکر است که این ساپورت ها اثر نامطلوبی بر ظاهر قطعه پرینت سه بعدی می گذارند.

از طرفی دیگر، پرینتر های سه بعدی با اکستروژن دوگانه این امکان را فراهم می کنند تا از فیلامنت های متفاوت برای قطعه پرینت سه بعدی و ساپورت استفاده کنیم. در اینجا فیلامنت PVA مورد استفاده قرار می گیرد. بزرگترین مزیت فیلامنت PVA محلول بودن آن در آب است. بنابراین می توان با قرار دادن قطعه برای چند ساعت در آب ساختار ساپورتی که با این فیلامنت پرینت شده باشد را بدون تلاش حذف کرد.

همچنین با این روش هیچ اثری بر روی قطعه پرینت سه بعدی باقی نمی ماند و نیاز به پرداخت بعد از اتمام پرینت را نیز کاهش می دهد (مانند سنباده زدن). اگر چه به آسانی آنچه به نظر می رسد نیست؛ پرینتر سه بعدی دارای چند نازل، به کالیبراسیون بیشتری نیاز دارد تا کیفیت مناسبی مانند پرینت سه بعدی معمولی داشته باشد.

PVA به عنوان فیلامنت ساپورت گذاری، با فیلامنت PLA، به دلیل داشتن شرایط پرینت یکسان بهتر کار می کند. فیلامنت PLA یک ماده آب گریز است بنابراین رطوبت را دوست ندارد. به همین دلیل هنگامی که یک قطعه PLA با ساپورت PVA پرینت سه بعدی شود، ساپورت ها در آب حل می شوند و قطعه پرینت سه بعدی در شرایط عالی قرار می گیرد.

دمای نازل برای فیلامنت PVA بسیار متفاوت است. اما به طور کلی بین 180 تا 200 درجه سلسیوس است. همیشه برای مقادیر بهینه به تنظیمات سازنده مراجعه کنید، اما بخاطر داشته باشید که دمای بالا، به سرعت PVA را تخریب می کند و باعث گرفتگی نازل می شود.

دمای بین 45 تا 60 درجه برای ایجاد چسبندگی در صفحه چاپ برای PVA و همچنین PLA مناسب است.برای پرینت فیلامنت PVA به فن خنک کننده نیاز است. اما باید مراقب باشید که بیش از حد سرد نشود زیرا ممکن است PVA مقداری شکننده شود.

از آن جایی که این فیلامنت آب دوست است لازم است زمانی که پرینت نمی شود در محفظه ای به دور از رطوبت نگهداری شود.

فیلامنت با خواص مکانیکی تقویت شده Fluorodur ( PVDF )

فیلامنت Fluorodur ساخته شده از ماده پلی وینیلیدین فلوراید ( PVDF ) خواص مکانیکی، شیمیایی و حرارتی بالایی دارد.

فلورو پلاستیک‌هایی مانند فلورودور ( Fluorodur ) در زنجیره های پلیمری خود سختی بالایی دارند. در نتیجه ساختاری کاملا کریستالی تولید می کنند. همچنین این زنجیره ها با فاصله بین مولکولی بسیار کوچکی کنار هم جمع می شوند. این فاصله بین مولکولی کوچک، پیوند بین مولکولی را قوی تر می کند. در نتیجه فیلامنت، چقرمگی، سختی و استحکام در برابر ضربه بالایی خواهد داشت. با بررسی بعضی از خواص مکانیکی کلیدی، فیلامنتفلورودور دارای مقاومت کششی 34 مگا پاسکال، مقاومت خمشی 50 مگا پاسکال و 8 درصد ازدیاد طول در هنگام شکست است.

با توجه به پیوند هیدروژن و فلوئور این ماده مقاومت بسیار بالایی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی نیز دارد. فهرست ناقص مواد سازگار شامل: مایعات خودرو، هبدروکربن های هالوژنه، اسیدها، بازها، الکل ها و اُزن است. لازم به ذکر است که فیلامنت مقاومت شیمیایی خود را در دماهای شدیدتر ( -40 تا 110 درجه سلسیوس ) نیز حفظ می کند.

پلیمر مقاومت حرارتی قابل توجهی، تقریبا تا 150 درجه سلسیوس دارد. با توجه به این که زنجیره های پلیمری بر پایه هالوژن هستند، این ماده ضد شعله نیز است. در هنگام آتش سوزی، فیلامنت فلورودور می سوزد اما با حذف منبع آتش، سریعا خودش خاموش می شود و از انتشار شعله های باقی مانده جلوگیری می کند.

فیلامنت فلورودور همچنین دربرابر  اشعه UV مقاوم و برای استفاده طولانی مدت در فضای باز مناسب است. در حقیقت مواد به کار رفته در این فیلامنتبرای بیش از 7 سال در محیط های بدون سقف پایدار می ماند و ساختار و عملکرد خود را بدون هیچ آسیب آشکاری حفظ می کند.

فیلامنت پرینتر سه بعدی

فیلامنت پرینت سه بعدی، رشته ای ترمو پلاستیکی که مواد اولیه پرینتر سه بعدی FDM محسوب می شود که طی فرآیند پرینت سه بعدی ذوب شده و جسم مورد نظر را به صورت لایه به لایه می سازد. فیلامنت ها در انواع و رنگ های مختلف موجود می باشند که هر کدام در دمای به خصوصی ذوب می شوند و ویژگی های متفاوتی دارند. فیلامنت ها معمولا در رول های یک کیلوگرمی و در قطرهای 1.75 و 2.85 در بازار موجود می باشند.

فیلامنت پرینت سه بعدی طی یک فرآیند گرمایش، خنک کردن و اکسترود پلاستیک تولید می شود. پلاستیک ذوب شده از میان نازل بیرون کشیده می شود تا شکل گیرد اگر سرعت و نیرو بیرون کشیدن پلاستیک زیاد باشد فیلامنت با قطر 1.75 تولید می شود. و اگر سرعت و نیرو کمتر باشد قطر فیلامنت 2.85 می شود. بنابراین قطر فیلامنت پس از مرحله حرارت دهی تعیین می شود و به قطر نازل بستگی ندارد. فیلامنت معمولا سفید است اما برای رنگی کردن آن می توان از رنگدانه ها و مواد افزودنی دیگر برای افزودن خواص منحصر به فرد، قبل از فرآیند حرارت دهی استفاده کرد.

از آنجایی که ترمو پلاستیک ها رطوبت را جذب می کنند هنگام اکسترود ممکن است تغییر شکل دهند. به این دلیل پیش از اکسترود باید تا 80 درجه سلسیوس حرارت ببیند تا رطوبت آن کاملا خارج شود. در طول فرآیند اکسترود قطر فیلامنت توسط لیزر کنترل می شود تا از صحیح و ثابت بودن آن اطمینان حاصل شود.

فیلامنت ساپورت گذاری

فیلامنت پرینتر سه بعدی  filament

فیلامنت پرینت سه بعدی، رشته ای ترمو پلاستیکی که مواد اولیه پرینتر سه بعدی FDM محسوب می شود و طی فرآیند پرینت سه بعدی ذوب شده و جسم مورد نظر را به صورت لایه به لایه می سازد. فیلامنت ها در انواع و رنگ های مختلف موجود می باشند که هر کدام در دمای به خصوصی ذوب می شوند و ویژگی های متفاوتی دارند. این تنوع باعث شده است که پرینتر سه بعدی قطعات کاربردی زیادی را بتواند تولید کند. برای مثال انواع فیلامنت فلزی وجود دارد که با استفاده از آن می توان هر مدلی با هر هندسه ای را ساخت که ظاهری کاملا شبیه به فلز داشته باشد. فیلامنت های ABS و PLA پرکاربرد ترین فیلامنت ها هستند. 

فیلامنت پلی کربنات Polycarbonate ( PC )

Polycarbonate ( PC ) نوعی پلاستیک است که بخاطر استحکام، سختی و مقاومت گرمایی شناخته می شود. همچنین شفاف بودن نیز از دیگر مشخصه های این ماده است. فیلامنت پلی کربنات برای مصارف زیادی از جمله قطعات مهندسی، DVD ها و شیشه های ضد گلوله استفاده می شود. تمام این ویژگی ها باعث محبوبیت این ماده در چند سال اخیر شده است.

پلی کربنات دارای خواصی است که کار با آن را مقداری دشوار می کند. فیلامنت پلی کربنات برای اکسترود نیاز به دمای بالایی دارد و همچنین مستعد انقباض ( shrinkage ) و تاب خوردن قطعه ( warping ) است. این فیلامنت بسیار جاذب رطوبت است. برای داشتن پرینت سه بعدی موفق با فیلامنت پلی کربنات لازم است برای شرایط ذکر شده آماده باشید.

پرینت سه بعدی فیلامنت پلی کربنات با PLA و سایر فیلامنت ها از بعضی جهات متفاوت است که این هم بر ویژگی های مدل پرینت سه بعدی و هم اقداماتی که برای داشتن پرینت سه بعدی موفق لازم است انجام دهیم تأثیر می گذارد.

فیلامنت پلی کربنات از PLA انعطاف پذیر تر و با دوام تر است. سخت تر از PLA، ABS و PMMA است درحالی که از ABS سبک تر و چگال تر است. مقاومت آن در برابر تنش پیچشی بسیار بیشتر از سایر فیلامنت ها است و به قدری منعطف است که در دمای اتاق خم می شود.

 از آن جای که مصرف بالای فیلامنت پلی کربنات، موجب آلودگی محیط زیست می شود، می توان آن را بازیافت و برای تولید محصولات دیگر به کار برد. فیلامنت پلی کربنات بسیار با دوام و شفاف است از این رو حتی می توان از فیلامنت پلی کربنات بازیافت شده نیز برای ساخت نمونه های اولیه کاربردی و طراحی های زیبا استفاده کرد.

همچنین به دلیل شفافیت این ماده می توان از آن برای ساخت نمونه اولیه پنجره ها و دیگر محصولات شفاف با هزینه ای به صرفه تر از دیگر مواد استفاده کرد. علاوه بر آن به علت مقاومت گرمایی بالای فیلامنت پلی کربنات، ساخت نمونه های اولیه ای که تحت گرما و تنش زیادی هستند و حتی ABS در این شرایط تاب می خورد نیز امکان پذیر است.

ویژگی های فیلامنت پلی کربنات به طور خلاصه به شکل زیر است:

1. مقاومت دربرابر حرارت تا 135 درجه سلسیوس (برای مقایسه، PLA حدودا در دمای 60 درجه شروع به تغییر شکل می کند.)

2. دوام بالا

3. مقاومت در برابر ضربه و شکستگی

4. نسبتا انعطاف پذیر

5. نارسانای الکتریکی

فیلامنت تغییر رنگ در برابر حرارت   (Color-Changing Filament)

فیلامنت پرینت سه بعدی که در برابر حرارت تغییر رنگ می دهند از جنس فیلامنت معمولی PLA هستند که عناصر تغییر رنگ به آن افزوده شده است.

احتمالا درباره جواهراتی که بر اساس تغییر دمای بدن، تغییر رنگ می دهند تا احساسات فرد را به نمایش بگذارند، شنیده اید.

ترموکرومیسم ( Thermochromism ) یک اصل علمی است که علت تغییر رنگ در جواهراتی که در بالا به آن ها اشاره کردیم است که اکنون بر فیلامنت های پرینت سه بعدی نیز اعمال می شود. این خاصیت ماده ای است که رنگ، می تواند بر اساس دما تغییر کند.

مواد از ترموکرومیسم به دو روش استفاده می کنند، یا از طریق کریستال های مایع مانند دماسنج های نواری یا از طریق رنگ لوکو ( leuco dye ) که در موارد جدید تغییر رنگ استفاده می شود.

رنگ های لوکو مواد شیمیایی ارگانیک و ساده ای هستند که با تغییر دما، ساختار ملکولی آن ها تغییر می کند از این رو ما شاهد تغییر رنگ در این مواد هستیم. این ماده معمولا تنها بین دو رنگ می تواند تغییر کند به طوری که از آن ها مشخص کننده ی دمای خنک تر و دیگری نمایان کننده دمای گرم تر است. در پرینتر سه بعدی رنگ های لوکو با فیلامنت مخلوط می شوند تا جلوه های منحصر به فردی به پروژه ها و قطعات پرینت سه بعدی اضافه کنند.

این مواد برای لمس ایمن هستند و نتایج عالی را نیز ارائه می کنند. تولید کنندگان از این فیلامت ها برای پرینت سه بعدی های مختلف از جمله نشانگر دمایی برای لوازم الکترونیکی و اسباب بازی ها استفاده می کنند. رایج ترین مواد برای این نوع فیلامت ها PLA و ABS است اما PLA بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

بررسی ها نشان می دهند که فیلامنت های تغییر رنگ از نظر کیفیت با فیلامنت های معمولی برابر هستند و تنها مشکل رایج، گرفتگی نازل است. بنابراین بعضی از افراد پیشنهاد می کنند از نازل فولادی برای جلوگیری از این مشکل استفاده کنید، اما می توانید به سادگی دمای نازل را افزایش دهید. یک PLA معمولی به دمای نازل بین 190 تا 220 درجه سلسیوس نیاز دارد اما برای فیلامنت PLA تغییر رنگ حرارتی این دما بین 215 تا 230 برای جلوگیری از گرفتگی نازل تغییر می کند.

همچنین مشکل شکنندگی در قطعات پرینت سه بعدی فیلامنت تغییر رنگ حرارتی وجود دارد که به نظر می رسد متأثر از دمای پایین محیط باشد. این مشکل می تواند با ذخیره سازی صحیح فیلامنت ها زمانی که از آن ها استفاده نمی کنید تا حد زیادی کاهش یابد. همچنین می توانید محفظه ای را برای نگهداری فیلامنت ها به پرینتر سه بعدی خود اضافه کنید.

و در آخر برای پرینت هر نوع فیلامنتی به راهنمایی سازنده بر روی بسته آن دقت کنید.

فیلامنتچوبی

اگر به پرینت سه بعدی اجسامی که شکل و حس چوب را داشته باشد علاقه مند باشید پیشنهاد می کنیم از فیلامنت های چوبی استفاده کنید. البته که این فیلامنت ها از جنس چوب نیستند. فیلامنت پرینتر سه بعدی چوب معمولا یک PLA هستند که با فیبر چوبی مخلوط می شود.

امروز تعداد زیادی فیلامنت چوبی در دسترس است که شامل انواع استاندار و رایج آن مانند: کاج، توس، سدر، آبنوس و بید می شود. اما انواع کمتر رایج نیز مانند: بامبو، گیلاس، نارگیل، چوب پنبه و زیتون نیز می توان به کار برد.

درست مانند دیگر فیلامنت های پرینتر سه بعدی، فیلامنت چوبی نیز معایبی دارد. اجسامی که با فیلامنت چوبی پرینت می شوند ظاهر زیبا و جذاب مانند چوب دارند اما انعطاف پذیری و استحکام کمتری دارند.

در هنگام پرینت سه بعدی فیلامنت چوبی مراقب دما باشید. زیرا که دمای بسیار زیاد می تواند منجر به ظاهری سوخته یا کاراملی شده می شود. با پرداخت پرینت سه بعدی خود می توانید ظاهر بسیار بهتری به دست آورید. قبل از استفاده از این ماده توجه داشته باشید که، فیلامنت چوبی همچنین می تواند به نازل پرینتر سه بعدی شما آسیب بزند و سرعت تخریب نازل را بالا ببرد. 

می توان گفت، از فیلامنت چوبی برای اجسامی که ظاهر زیبا تر اهمیت بیشتری نسبت به استحکام و قابیلت های کاربردی دارد؛ بیشتر رایج و محبوب است. برای پرینت اجسام دکوری مثل جام ها، مجسمه ها و جوایز می توان از فیلامنت چوبی پرینت سه بعدی استفاده کرد.

یکی از کاربرد های خلاقانه چوب به عنوان فیلامنت پرینتر سه بعدی، ساخت مدل های برای مقایسه مانند، مدل هایی که در معماری استفاده می شود است.

فیلامنت ساپورت گذاری

فیلامنت مناسب ساپورت گذاری برای چاپ قطعات پیچیده بسیار مهم می باشد. عموما فیلامنت های محلول در آب برای ساپورت گذاری در پرینترهای دارای دو نازل مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر PVA که معمولا برای ساپورت گذاری قطعات ساخته شده از PLA کاربرد دارد؛ (BVOH (Butenediol Vinyl Alcohol برای ساپورت گذاری قطعات ABS و PP نیز به کار می رود.

فیلامنت فلزی

مانند فیلامنت چوبی، فیلامنت فلزی نیز ترکیب پلاستیک با پودر فلز است. فیلامنت فلزی پایه ای پلاستیکی دارد و به همان اندازه پودر فلز درون آن تزریق می شود. فیلامنت فلزی کامپوزیتی منحصر به فرد است که اگر درست استفاده شود می تواند قطعاتی مقاوم در برابر ضربه و مواد شیمایی ایجاد کند. 

اگر می خواهید قطعه پرینت سه بعدی شما ظاهری شبیه به فلز داشته باشد می توانید از فیلامنت فلزی استفاده کنید.

قطعات پرینت سه بعدی با فیلامنت فلزی معمولا پس از دو مرحله پرداخت، بیشتر پلاستیک خود را از دست می دهند. و تنها فلز باقی می ماند ( یا حداقل بیشتر چیزی که به جا مانده فلز است ). به همین دلیل لازم است فیلامنت حاوی درصد بالایی از پودر فلز ( بالای 80 درصد ) باشد.

برای پرینت سه بعدی فیلامنت فلزی نیازی به دستگاه گران قیمت نیست هر پرینتر سه بعدی FDM که دارای نازل مقاوم در برابر فرسایش باشد امکان پرینت سه بعدی این فیلامنت را دارد. همچنین فیلامنت فلزی به آرامی پرینت می شود. بسته به نوع ماشین و طرح قطعه مانند فیلامنت نایلون، شما باید با سرعت 30 یا 40 میلیمتر بر ثانیه شروع کنید.

این فیلامنت پل ها و بیرون زدگی ها را به خوبی نمی تواند پرینت کند. در کل قطعات با عرض گسترده نسبت به قطعات با ارتفاع بیشتر بهتر پرینت می شوند و این موضوع قطعات قابل پرینت را محدود می کند. 

قطعات پرینت سه بعدی به وسیله فیلامنت فلزی بعد از پرینت مستقیما قابل استفاده نیستند. محصول خروجی از پرینتر را به عنوان "قطعه خام" می شناسند که شکننده است و مشخصات کمی شبیه به فلز دارد. این قطعات نیاز به پرداخت دارند تا مستحکم و قابل استفاده شوند.

توجه داشته باشید که قطعاتی که با فیلامنت فلزی پرینت سه بعدی شده اند پس از مرحله پردازش در معرض انقباض هستند ( از 18 تا 25 درصد حجم اولیه قطعه که البته به طراحی و برند فیلامنت نیز بستگی دارد ) زیرا که پلاستیک درون آن حذف شده و فلز باقی مانده منقبض می شود. و این باعث می شود که  پرینت سه بعدی قطعاتی که دقت ابعاد در آنها حائز اهمیت است، مشکل شود. اما خوشبختانه ضریب انقباض ثابت است و می توان در هنگام طراحی قطعات لحاظ کرد.

به علت وجود پودر فلز درون فیلامنت فلزی، این فیلامنت سنگین تر از فیلامنت های پلاستکی است و ظاهری زیبا و شبیه به فلز ایجاد می کند همچنین به اکسترودر با دمای بالا نیز نیاز ندارد. از دیگر مزیت های فیلامنت فلزی می توان به آسان پرینت شدن آن نیز اشاره کرد. اما برای پرینت این فیلامنت به نازل ضد سایش (نازل فولاد سخت شده) نیاز است و علاوه بر آن به مرور زمان باعث گرفتگی نازل می شود. همچنین قطعات پرینت شده بسیار شکننده هستند. قیمت بالای فیلامنتفلزی از دیگر معایب آن است.

فیلامنت فولاد ضد زنگ و سرامیکی   stainless steel

فیلامنتفولادی ضد زنگ  Nanovia Mt Inox 316L که برای پرینتر های سه بعدی بر پایه اکستروژن طراحی شده است همچنین فیلامنت سرامیکی Nanovia Cr SiC از چندین نوع فیلامنت شرکت Nanovia هستند که در زیر به معرفی آنها می پردازیم.

این فیلامنت ها برای قطعات فلزی و سرامیکی تراکم بالا در پرینترهای سه بعدی رایج مثل FDM در نظر گرفته شده اند. و از طریق مرحله  پخت نهایی برای تراکم بیشتر قطعه، قابل پرداخت هستند. همچنین کاربران می توانند قبل از استفاده، قطعه را ماشین کاری و دقت ابعاد را تنظیم کنند و کیفیت سطح را نیز بهبود بخشند.

فولاد ضد زنگ 316L یکی از متداول ترین فولادهای ضدزنگ امروزی است . این ماده با چقرمگی عالی، مقاومت دربرابر خوردگی و حرارت توصیف می شود. این فیلامنت در ایمپلنت های پزشکی، بست ها و در بخش نفت و گاز برای قطعات در تماس با مواد شیمایی، استفاده می شود.

می توان قطعات ضد زنگ را، توسط این فیلامنت در پرینتر سه بعدی FDM در دمای  210 تا 230 درجه سانتی گراد چاپ کرد. توصیه می شود از نازل های سخت شده استفاده کرد زیرا فیلامنت ها ساینده هستند. فیلامنت Mt با گذراندن مرحله پخت در پس پردازش، اجزای فولادی ضد زنگ را بدون نیاز به هیچ گونه جدا سازی شیمایی ایجاد می کند.

از سوی دیگر، کاربید سیلیکون یک محصولی نیمه هادی و بسیار سخت است که به صورت مصنوعی تولید می شود. از وقتی که به صورت تصادفی در اواخر قرن 19 اختراع شده، این ماده در سنباده ها، چرخ های آسیاب و ابزار برش استفاده می شد. کاربردهای جدیدتر سرامیک شامل: پوشش های نسوز، عناصر گرمایشی، اجزای مقاوم در برابر سایش برای پمپ ها و موتورهای هوافضا و دیودهای ساطع کننده نور است.

فیلامنت Cr که قرار است به زودی عرضه شود خیلی سخت خواهد بود و در برابر دمای 2000 درجه سانتی گراد مقاومت می کند. فیلامنت های فلزی پرینتر سه بعدی و دیگر موادی که حاوی افزودنی های دیگر هستند نیاز به پخت دارند تا چگالی قطعه افزایش یابد که به کاربران کمک می کند تا به خواص مکانیکی با کارایی بالا دست یابند. فیلامنت های Mt و Cr نیز از این قاعده مستثنی نیستند.

محصولات این شرکت معمولا در دو مرحله باید پخت ( sintered ) شوند. جداسازی در دمای پایین تر ( برای حذف ماتریکس پلیمری ) به دنبال آن پخت ( sintering ) در دمای بالاتر ( برای محکم کردن فلز و سرامیک افزوده شده ) گرمای داده شده معمولا قطعه را منقبض می کند. اما شرکت ادعا می کند انقباض بسته به قطعه در حدود 10 تا 15 درصد محدود می شود.

فیلامنت فیبر کربن

فیلامنت Carbon Fiber از تزریق الیاف کربنی به مواد پایه ای مثل ABS، PLA، PETG ، نایلون و پلی کربنات تولید می شود تا خواص آن ها را بهبود بخشد. این الیاف کربنی باعث استحکام و سخت شدن فیلامنت می شوند. همچنین قطعات پرینت سه بعدی شده با فیلامنت فیبر کربن بسیار سبک تر و مقاوم تر هستند و ثبات ابعادی خوبی دارند. زیرا الیاف فیبر از انقباض (shrinkage) قطعه پرینت سه بعدی جلو گیری می کند.

تنظیمات پرینت، دمای پرینت، سرعت پرینت، چسبندگی بستر و نرخ اکستروژن مشابه با تنظیمات مواد پایه ای است که الیاف کربنی به آن اضافه شده است ( برای مثال تنظیمات PLA، مشابه با تنظیمات فیلامنت فیبر کربن بر پایه PLA است ). هنگام کار با فیلامنت فیبر کربن احتمال گرفتگی نازل وجود دارد. این فیلامنت ساینده است،  به همین منظور به نازل مقاوم در برابر سایش ( نازل فولادی ) نیاز دارد. همچنین برای پرینت سه بعدی موفقیت آمیز این فیلامنت دمای اکسترودر 200 تا 230 درجه سلسیوس و دمای صفحه چاپ بین 40 تا 60 درجه سلسیوس و فن خنک کننده نیاز است.

مزایای فیلامنت فیبر کربن:

1. افزایش استحکام و سختی

2. ثبات ابعادی خوب (به علت حذف shrinkage)

3. داری وزنی سبک تر نسبت به سایر فیلامنت ها

معایب فیلامنت فیبر کربن:

1. ساینده است و به نازل از جنس فولاد سخت شده نیاز دارد.

2. شکنندگی فیلامنت را افزایش می دهد.

3. بیشتر باعث گرفتگی نازل می شود.

فیلامنت نایلون PA

نایلون از محبوبت بالایی در صنعت پرینتر سه بعدی برخوردار است. نایلون هم به صورت فیلامنت و هم به صورت پودری برای انواع پرینتر سه بعدی کاربرد فراوانی دارد. امروزه فیلامنت نایلون انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربردی مفید هستند.

نایلون یک پلیمر مصنوعی بر پایه پلی آمید است. فیلامنت نایلون دارای حالت فنری ، مستحکم، با دوام و مقدار بسیار کمی انعطاف پذیر است. از دیگر ویژگی های فیلامنت نایلون که می توان به آن اشاره کرد هیدروسکوپی ( hydroscopic ) بودن است. و این یعنی جذب کننده مایعات است. این ویژگی باعث می شود که نایلون گزینه خوبی باشد، هنگامی شما می خواهید قطعه پرینت سه بعدی خود را رنگ کنید. اگرچه این ویژگی باعث می شود فیلامنت نایلون ماندگاری کمی داشته و نگهداری آن دشوار باشد. از آنجایی که نایلون نسبت، پایداری به انعطاف پذیری منحصر به فردی دارد برای کاربردهای زیادی استفاده می شود. مانند: پروتز ها، تجهیزات پزشکی، اتصالات و لولا ها و...

تعداد کمی پرینتر سه بعدی وجود دارد که بتواند نایلون را پرینت کند. زیرا که نایلون بسیار جاذب رطوبت و به دما بسیار حساس است از این رو پیشنهاد می کنیم پرینتر سه بعدی شما حتما محفظه داشته باشد که در این صورت کنترل دما آسان تر است. و همچنین از یک صفحه چاپ گرم شده برای پرینت سه بعدی فیلامنت نایلون استفاده کنید. توجه داشته باشید که استفاده از چسب ماتیکی یا اسپری مو برای جلو گیری از تاب برداشتن ( warping ) قطعه ضروری است.

مزایای فیلامنت نایلون PA

1. نایلون دارای مقاومت بالا و دوام بسیار زیادی است.

2. دارای نسبت مقاومت به انعطاف پذیری خوبی است.

3. به راحتی رنگ می شود.

معایب

1. نایلون به رطوبت بسیار حساس است.

فیلامنت های نایلونی باید به دور از رطوبت و در محفظه خشک نگه داری شوند.

ممکن است لازم باشد آن ها را قبل از چاپ در فر خشک کنید.

فیلامنت نایلونی تمایل زیادی به تاب برداشتن ( warping ) دارد.

اکثر برند های فیلامنت نایلونی تا 12 ماه ماندگار هستند.

نایلون shrinkage بالایی دارد بنابراین ممکن است دقت قطعات پرینت سه بعدی افت کند.

فیلامنت های انعطاف پذیر

وقتی صحبت از کاربردهای انعطاف پذیری و الاستیک به میان می آید، لاستیک بهترین گزینه است. اما قابلیت پرینت شدن را ندارد. پس به دنبال جایگزینی برای آن می گردیم. که در عین حال که انعطاف پذیر است قابلیت پرینت شدن را داشته باشد. الاستومر ها و پلیمرها از دسته مواد انعطاف پذیر هستند. بنابراین با ترکیب مزایای ترموپلاستیک ها و الاستومرها به دسته جدیدی از مواد قابل چاپ می رسیم که نام آن ها الاستومرهای ترموپلاستیک (PTE) است.درجه الاستیسته در این مواد به نوع PTE و ساختار شیمیایی آن ها بستگی دارد.

ویژگی های فیلامنت PTE

• نرم و منعطف هستند
•  مقاومت عالی دربرابر خستگی
• خواص الکتریکی خوب
• میرای ارتعاش عالی
• استحکام ضربه بالا
•  مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و هوازدگی
•  مقاومت خوب دربرابر پارگی و سایش
•  قابلیت بازیافت
• مقاوم در دماهای پایین و بالا
•  جذب شوک خوب

پیش نیازهای پرینت سه بعدی:

• دمای اکسترودر: 210-260 درجه سلسیوس ( متغیر )
• دمای صفحه چاپ: از دمای محیط تا 110 درجه سلسیوس
• سرعت پرینت: 5-30 mm/s ( بهتر است سرعت پایین نگه داشته شود مخصوصا در اپتدای کار )
• چسب صفحه پرینت: چسب های پرینتر، چسب های رولی یا اسپری مو پیشنهاد می شود
• سیستم اکسترودر: اکسترودر دایرک درایو ( Direct drive ) پیشنهاد می شود
• فن خنک کنند: استفاده از آن پیشنهاد می شود

چالش ها در پرینت سه بعدی فیلامنت منعطف :

• به دلیل نرم بودن TPE ها در کنترل اکسترودر ضعیف عمل می کنند.
•  PTE جاذب رطوبت است. اگر به درستی محافظت نشود، رطوبت را جذب می کند در نتیجه کیفیت جسم پرینت شده پایین می آید.
• فیلامنت PTE به حرکت های سریع حساس است و ممکن است فیلامنت هنگام فشار دادن در اکسترودرخم شود.

طبقه بندی:

فیلامنت PTE در 6 دسته بر اساس ساختار شیمیایی خود طبقه بندی می شوند. همچنین این فیلامنتها به دلیل مقادیر سختی shore نیز با یک دیگر تفاوت دارند.

• Thermoplastic polyurethane (TPU)
• Thermoplastic co-polyester (TPC)
• Thermoplastic polyamide (TPA)