فیلم پرینتر سه بعدی جهت تعریف و نمایش کاربردهای پرینتر سه بعدی و فیلامنت

متریال پرینت سه بعدی غیرمعمول

پرینت سه بعدی با مواد کلاسیک مانند: پلاستیک، فلز و سرامیک بسیار گسترس یافته است. با این حال، در این میان موادی وجود دارد که نه تنها غیر عادی هستند بلکه اجسام پرینت سه بعدی خارق العاده ای را پدید می آورند. در این مطلب ما به شما تعدادی از این مواد غیرمعمول را معرفی می کنیم. از شیشه گرفته تا نمک، کتان و خاکستر که می توان اجسام خاص و منحصربه فردی را ساخت. در برخی موارد، این مواد حتی ثابت می‌کنند که جایگزینی عالی برای پلاستیک هستند و مصرف بیش از حد و اثرات زیست ‌محیطی ناشی از آن را کاهش می‌دهند. امروز، ما نگاهی به این مواد شگفت‌انگیز برای چاپ سه‌بعدی می‌اندازیم که در نگاه اول ممکن است انتظار نداشته باشید.

پرینت متریال سه بعدی استخراج شده از دریا

فیلامنت یکی از پرمصرف ترین متریال پرینت سه بعدی است و عمدتاٌ به دلیل در دسترس بودن پرینتر س بعدی FDM است. آیا می دانید که برخی از فیلامنت ها از صدف های دریایی و سخت پوستان ساخته شده اند؟ شرکت فرانسوی Francofil فیلامنت هایی ارائه داده است که از PLA و پوست صدف، گوش ماهی و oyster ساخته شده اند. این مواد از ضایعات غذایی جمع آوری و خرد شده تا به فیلامنت تبدیل شوند. این فیلامنت در فرانسه تولید شده و می تواند مانند PLA معمولی پرینت شود.

پرینت سه بعدی نمک

Emerging Objects یک شرکت آمریکایی است که با استفاده از تکنولوژی جدید و اصلاح مواد اقدام به پدید آوردن پروژه های منحصر به فرد و تأثیر گذار می کند. یک از عالی ترین ابتکارات این کمپانی Saltygloo است. ساختاری که با پرینت سه بعدی نمک ساخته شده است و نمک مورد استفاده از منابع محلی در سنفرانسیکو جمع آوری شده است.

پرینت سه بعدی خاکستر

شرکت اسپانیایی Narbón تکنولوژی جدیدی را ارائه کرده است که می توان از پرینتر سه بعدی برای ساخت جواهرات سرامیکی منحصر به فردی از خاکستر، مو، DNA یا بقایای اسکلتی یکی از عزیزان استفاده کرد.برای انجام این کار، قبل از پرینت سه بعدی جواهرات، الگو باید پردازش شده و سپس خاکستر با پورسیلین ( porcelain ) ترکیب شود بعد از پرینت لعاب داده می شود تا قطعه ماندگار شود.

استفاده متفاوت از Linen

فیلامنت ترکیب شده با لنین یکی دیگر از جایگزین های فیلامنت های سنتی است. سازنده این فیلامنت شرکت فرانسوی  Nanovia است. این شرکت می گوید این فیلامنت نه تنها جایگزین مناسبی برای فیلامنت های سنتی است بلکه با اعمال پارامترهای پرینت مختلف می توان طیف وسیعی از سایه روشن های رنگ قهوه ای را به دست آورد ( با تغییر دمای در طول پرینت). همچنین این کمپانی پیشنهاد می دهد که قطعات پرینت شده را با نور فرابنفش آب بندی کنید تا قطعات زمان بیشتری سالم بمانند.

پرینت سه بعدی با شیشه

شیشه سال هاست که در صنایع متعددی رواج داشته و در تولید مواد افزودنی نیز استفاده می شود. چندین محقق، به عنوان مثال از MIT یا آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL)، روش های پرینت سه بعدی، برای چاپ شیشه ای ارائه کرده اند. به عنوان مثال، تیم MIT دستگاه G3DP2 را توسعه داد که می تواند 5 کیلوگرم شیشه را در ساعت پردازش کند. محققان با این دستگاه موفق به ایجاد ستون های شیشه ای به ارتفاع 3 متر  شدند. اخیرا استارتاپ گلاسومر نیز فناوری خود را برای چاپ سه بعدی شیشه ارائه کرده است. این شرکت در حال توسعه ماده ای از پودر شیشه ریز و چسب پلاستیکی است که می تواند توسط پرینترهای SLA پردازش شود.

پرینت سه بعدی عاج

در میان انبوهی از مواد مورد استفاده برای پرینت سه بعدی، مواردی وجود دارند که به طور موقت برای برآوردن نیازهای خاص و حل مشکلات قدیمی به روشی نوآورانه توسعه یافته اند. یکی از این مواد Digory است که توسط دانشگاه وین با همکاری Cubicure GmbH برای رفع نیاز به بازسازی آثار باستانی و اشیاء ساخته شده از عاج مورد استفاده قرار می گیرد. این یک رزین مصنوعی حاوی ذرات فسفات کلسیم و پودر اکسید سیلیکون است. محققان این ماده جدید را با ویژگی هایی مانند عاج برای بازیابی اشیاء با استفاده از چاپ سه بعدی یا فناوری SLA ساخته اند. شباهت بین این دو ماده قابل توجه است تقریباً هیچ تفاوتی وجود ندارند!

فیلامنت پرینتر سه بعدی          پرینتر سه بعدی

فیلامنت

مطالبی درباره پرینتر سه بعدی و عملیات های قبل و بعد از پرینت سه بعدی که می توان برای بهبود کیفیت قطعه پرینت شده انجام داد. 

مقایسه ABS ،PLA و PETG

PLA و ABS و PETG از رایج ترین فیلامنت های موجود در بازار هستند. اما در دسترس بودن آن ها دلیل بر این نمی شود که برای تمام کاربرد ها مناسب باشند.

PLA آسان ترین پرینت را دارد اما محکم ترین نیست. فیلامنت ABS زمانی استفاده می شود که دوام قطعه مهم باشد اما ممکن است بد بو باشد. PETG زمانی که به قطعات ایمن در برابر مواد غذایی نیاز داریم بهترین انتخاب است و خواص مواد بسیار خوبی دارد اگرچه پرینت آن می تواند ماجرای پیچیده ای داشته باشد.

در این مقاله، مزایا و معایب هر سه ماده را بررسی خواهیم کرد. ما همچنین مقایسه سریعی از خواص چاپی و مواد مربوطه آنها انجام خواهیم داد.

 PLA

Polylactic acid (PLA) یک ماده پلاستیکی با پایه ی گیاهی است، که معمولا نشاسته ذرت مواد اولیه آن را تشکیل می دهد. می دانیم که تمام مواد پلیمر ترموپلاستیک از مواد اولیه تجزیه نشدنی ساخته می شوند، در حالی که این ماده کاملاٌ زیست تخریب پذیر است. PLA محبوب ترین ماده بین این سه متریال پرینت سه بعدی است.

فواید

PLA به راحتی پرینت می شود. این ماده بدون هیچ گرفتگی در نازل پرینت سه بعدی شما جریان می یابد و در مقایسه با سایر فیلامنت ها PLA به دمای کمتری برای پرینت نیاز دارد، با این وجود به نظر می رسد بزرگترین مزیت PLA ارزان بودن آن است.

نقاط ضعف

فیلامنت PLA تمایل به دفرمه یا ذوب شدن در شرایطی با دمای بالا دارد و همین باعث عدم کاربرد آن در قطعاتی که نیاز به مقاومت دمایی دارند می شود که حتی این برای موقعیت های در محیطی گرم مثل داشبورد ماشین در یک روز گرم تابستانی نیز صدق می کند.

شکنندگی یکی دیگر از نقاط ضعف فیلامنت PLA است. PLA در مواجه با ضربه می شکند بنابراین استحکام آن از ABS و PETG کمتر است به همین منظور بیشتر در مواردی که زیبایی مورد توجه است استفاده می شود تا در کاربردهای مکانیکی.

ABS

Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) یک ترموپلاستیک غیر شفاف است که رایج ترین فیلامنت بعد از PLA است. علاوه بر پرینت سه بعدی ABS برای قالب گیری تزریقی و ماشین کاری بسیار مناسب است.

مزایا

ABS مستحکم، سخت و با دوام است. همچنین مقاومت بالایی در برابر ضربه و گرما دارد. ABS قبل از شکستن خم شده و تغییر شکل می دهد. این ویژگی ABS را برای ابزار و لوازمی که هر روز به طور مدام از آن ها استفاده می کنیم مناسب می کند.

و در اخر، ABS کمی هم در برابر تابش اشعه UV مقاوم است بنابراین بهترین انتخاب برای پرینت قطعاتی که درفضای باز استفاده خواهند شد در بین این سه فیلامنت، ABS است.

نقاط ضعف

ABS هنگام پرینت از خود گازهای سمی متصاعد می کند بنابراین شما به یک محفظه با سیستم فیلتر و یا اتاق جدا و مجهز به سیستم تهویه برای پرینتر سه بعدی خود نیاز دارید. همچنین داشتن یک محفظه برای جلو گیری از تاب برداشتن لایه ها و ایجاد ترک ها بر روی بدنه قطعه نیز مفید خواهد بود. یک محفظه برای رسیدن به دمای هدف در طول پرینت نیز مناسب عمل خواهد کرد.

PETG

Polyethylene terephthalate glycol (PETG) ترمو پلاستیکی است که می تواند رقیب خوبی برای اجسام کاربردی باشد. PETG معمولا در ظروف غذایی و بطری های آب به چشم می خورد.

مزایا

PETG یک فیلامنت ایمن برای مواد غذایی است. شما می توانید از آن برای ساخت اجسامی که با غذا در ارتباط هستند استفاده کنید مانند: تجهیزات آشپزخانه، ظروف کمپینگ، مخزن ها و موارد بیشتر.

قطعات ساخته شده با PETG از مقاومت دمایی خوبی برخوردارند و قابل شست و شو در ماشین ظروفی هستند. همچنین این ماده با دوام است و مقاومت در برابر ضربه بالایی دارد.

مانند PETG، ABS نیز مختصر مقاومتی در برابر اشعه UV دارد که استفاده از این ماده را برای کاربردهای فضای باز مناسب می کند.

نقاط ضعف

فیلامنت PETG ممکن است در طول پرینت تار های پلاستیکی روی قطعه به جای می گذارد. این ناشی از دمای بالای مورد نیاز برای پرینت این ماده است و همین باعث می شود فیلامنت به راحتی در طول نازل حرکت کند اما تمایل داشته باشد هنگام حرکت از نقطه ای به نقطه ای دیگر تارهایی را به جا بگذارد.

یکی دیگر از ایرادات، اگرچه کمتر است، این است که PETG مستعد خراش است. این ممکن است برای برخی از کاربران اصلا مهم نباشد، اما برای برخی دیگر حائز اهمیت باشد.

مقایسه

در این قسمت این سه ماده را در کنار هم با توجه به چاپ و خواص عمومی آن ها مقایسه خواهیم کرد.

دما

PLA: دمایی بین 175 تا 200 درجه سلسیوس و بدون نیاز به بستر گرم شونده.

ABS: دمایی بین 230 تا 250 درجه سلسیوس و دمای bed بین 90 تا 110 درجه سلسیوس.

PETG: دمایی بین 230 تا 265 درجه سلسیوس و بدون نیاز به بستر گرم شونده.

محفظه پرینتر سه بعدی

PLA: به محفظه نیاز ندارد.

ABS: به علت بخارهای سمی که متصاعد می کند و همیچنین ثبات دمایی و بالا بردن کیفیت پرینت به محفظه نیاز دارد.

PETG: به محفظه نیاز ندارد.

پرداخت

PLA: پرکردن، سنباده زدن و بتونه کاری روش های اولیه پرداخت هستند. هیچ ماده شیمایی امنی برای پرداخت قطعات PLA وجود ندارد.

ABS: ABS یکی از موادی است که تقریبا به راحتی پرداخت می شود فقط کافی است از استون استفاده کنید.

PETG: طبق گزارشات می توان از اتیل استات (ethyl acetat) برای صاف کردن و پرداخت PETG استفاده کرد. همچنین سنباده زدن و بتونه کاری روش های تست شده ای برای پرداخت قطعات PETG هستند.

استحکام و دوام

PLA با توجه به مقاومت شیمیایی و حرارتی کم، فیلامنتی با استحکام کم تا متوسط در نظر گرفته می‌شود. همچنین تمایل به شکستن در اثر ضربه دارد.

ABS با توجه به مقاومت بالای شیمایی و حرارتی فیلامنتی با استحکام بالا در نظر گرفته می شود و همچنین در مواجه با ضربه خم می شود و نمی شکند.

PETG نیز یک فیلامنت با استحکام متوسط تا بالا در نظر گرفته می شود. در بیشتر موارد، شبیه ABS است، اما از نظر استحکام برتر است، به خصوص زمانی که بارهای اعمال شده در همان جهت خطوط لایه اثر می گذارد.

میزان متصاعد کردن بخارهای سمی و بو

PLA: بخار سمی و یا بو کمی دارد.

ABS: بوی قابل توجهی و مقداری بخار های سمی دارد. بنابراین، بهتر است در مکانی با تهویه مناسب چاپ شود.

PETG: بو و بخار سمی ندارد.

میزان نمگیر بودن

هر سه فیلامنت به صورت قابل توجهی نمگیر هستند. بنابراین بهتر است آن ها را در جعبه هایی به دور از رطوبت نگهداری کنید.

بهترین موارد استفاده

PLA در کاربردهایی که نیازهای عملکردی خاصی ندارند بهترین است.

ABS اغلب در موارد استفاده می‌شود که کاربرد زیادی دارند یا صرفاً باید بادوام باشند. برای مثال، قاب یک پهپاد.

PETG گزینه خوبی برای اقلامی است که با غذا یا نوشیدنی در تماس هستند. همچنین یک رقیب عالی برای قطعات کاربردی است.

مقایسه PLA و PETG

وقتی نوبت به انتخاب متریال پرینت سه بعدی می رسد فاکتورهای زیادی وجود دارد که باید به آن ها توجه کنید. مانند قابلیت پرینت آسان و استحکام. این فاکتور ها بسته به آن چیزی که می خواهید پرینت کنید متفاوت خواهند بود. برای مثال، اگر می خواهید یک پایه برای استند لپ تاپ خود پرینت کنید البته استحکام آن برای شما مهم تر است اما برای پرینت اسباب بازی ها، شما متریالی را انتخاب می کنید که به آسانی پرینت شود.

PLA و PETG دو نوع از فیلامنت های محبوب و رایج بین علاقه مندان پرینت سه بعدی هستند که هرکدام معایب و مزایای خود را دارند. در این مقاله به شرح تفاوت های آن ها می پردازیم.

قبل از اینکه به تفاوت‌های بین PLA و PETG نگاهی بیندازیم، مهم است که هر ماده فیلامنت را به تنهایی بررسی کنیم. بنابراین ابتدا به نحوه تهیه هر ماده و همچنین مزایا و معایب اصلی هر کدام خواهیم پرداخت.

PLA

اول از همه، PLA مخفف پلی لاکتیک اسید است. PLA محبوب ترین ماده فیلامنت پرینت سه بعدی است و همچنین به دلیل خواص ایمنی مواد غذایی که دارد در صنعت بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود که بعداً در مورد آن صحبت خواهیم کرد. PLA از نشاسته محصولاتی مثل ذرت و نیشکر که با مواد شیمیایی خاصی مخلوط شده اند، تولید می شود. شکر تخمیر و همچنین تغلیظ و حتی پلیمریزه می شود تا مواد اولیه PLA به دست آید.

احتمالا بهترین جنبه PLA، پرینت آسان آن است. تمام پرینتر های FDM به خاطر دمای ذوب و دمای انتقال شیشه پایین این فیلامنت می توانند آن را پرینت کنند.

اساساً هر پرینتر سه بعدی FDM به دلیل دمای ذوب پایین و انتقال شیشه ای می تواند با PLA چاپ کند. علاوه بر این، PLA نسبت به محیط اطراف بسیار حساس نیست و با طیف وسیعی از تنظیمات اسلایسر کار می کند، بنابراین می توانید بدون کار زیاد به چاپ های مناسب برسید.

با این حال، هیچ ماده ای خوب نیست و نقطه ضعف اصلی PLA عدم استحکام آن است. قطعات چاپ شده در PLA به دلیل چسبندگی لایه به لایه پایین مدل های چاپ سه بعدی بسیار شکننده هستند. همچنین، دماهای بالا و اشعه‌های فرابنفش باعث تغییر رنگ و حتی تغییر شکل قطعات چاپ شده در PLA می‌شوند، که آن را به انتخاب مواد ضعیفی برای قطعاتی که در خارج و زیر نور خورشید قرار دارند تبدیل می‌کند.

PETG

پلی اتیلن ترفتالات گلیکول اصلاح شده (Polyethylene terephthalate glycol-modified) یا PETG یکی دیگر از مواد پرطرفدار پرینت سه بعدی است. PETG یک نسخه اصلاح شده از PET است، پلاستیکی که در تولید بطری های آب و سایر نوشیدنی ها و مواد خوراکی استفاده می شود. تفاوت اصلی بین PETG و PET در "G" نهفته است، که نشان دهنده تغییر گلیکول است که نقطه ذوب PETG را کاهش می دهد و چاپ سه بعدی را آسان می کند.

مانند دیگر متریال پرینت سه بعدی پایه ی PETG نیز از مشتقات نفت است. از آنجایی که نفت منبع سازگار با محیط زیست نیست بسیاری از مراکز بازیافت وجود دارد که PETG را بازیافت می کنند. بنابراین این ماده به محیط زیست ضرر زیادی نمی رساند.

PETG به پایداری و استحکام بالا شناخته می شود و پلاستیکی است که به دماهای بالاتر از PLA ، اشعه UV، آب و حلال های شیمایی مقاوم است. تمام این ویژگی ها PETG را تبدیل به فیلامنتی ایده آل برای پرینت سه بعدی قطعاتی که در شرایط سخت هستند و تنش زیادی را متحمل می شوند،می کند.

 فیلامنت PETG برای پرینت به دمای بالایی نیاز دارد که این اجسام قابل پرینت با این فیلامنت را محدود می کند. علاوه بر آن، مشکلات معمولی مثل عدم چسبندگی و رشته رشته شدن نیز در این فیلامنت وجود دارد که باعث می شود کار کردن با فیلامنت را سختتر کند. با این حال هنوز هم فیلامنت PETG کاربردهای زیادی دارد.

مقایسه

همان طور که اشاره کردیم، PLA برای پرینت نیاز به دمای کمتری دارد و با دمای نازل حدود 210 درجه سلسیوس و دمای بستر چاپ 60 درجه که انتخابی است و الزامی به آن نیست، قابل پرینت است. از سوی دیگر، فیلامنت PETG نیاز به دمای بالاتری بین 220 تا 260 درجه سلسیوس و دمای بستر چاپی حدود 75 درجه سلسیوس نیاز دارد. شاید تفاوت دمایی 15 درجه به نظر زیاد نباشد اما همین علت اصلی تنوع بیشتر در پرینت با فیلامنت PLA نسبت به فیلامنت PETG است. همچنین PLA کمتر نسبت به عوامل پرینت مانند، محیط پرینت و تنظیمات نادرست اسلایسر و... حساس است و شما به راحتی می توانید با تنظیمات صحیح به کیفت بالا دست یابید.

درحالی که کار با فیلامنت PETG کمی سخت است. مخصوصا اگر شما نازل خود را کالیبره نکرده باشید، میزان retraction را اصلاح نکرده باشید و همچنین با سرعت و دمای مناسب برای این فیلامنت آشنا نباشید در این صورت ممکن است با رشته رشته شدن فیلامنت بر روی قطعه مواجه شوید.

براساس خواص مکانیکی، PETG به استحکام بالا معروف است که نتیجه اسحکام بالای ماده اولیه آن است. چسبندگی لایه های در PLA کمتر است و قطعات پرینت سه بعدی با این فیلامنت شکننده تر هستند از این رو فیلامنت PLA برای پرینت قطعاتی که لازم است کشش زیادی را تحمل کنند مناسب نیست. در نتیجه، فیلامنت PETG هم از PLA محکم تر و همچنین منعطف تر است. قطعات پرینت شده با فیلامنت PETG را اگر با دست خم کنیم ممکن است شکسته نشوند (البته این بستگی به قطعه دارد).

علاوه بر استحکام، مقاومت در برابر بسیاری عوامل که ما آن را دوام می نامیم نیز در پرینت سه بعدی مهم است. اگر با فیلامنت PLA کار کرده باشید می دانید که اصلا با دوام نیست. برای مثال، اگر قطعه پرینت سه بعدی با PLA برای ساعاتی بیرون بماند دفرمه می شود. علت آن نیز مقاوم نبودن در برابر گرما و اشعه UV است.

اما فیلامنت PETG یکی از پایدار ترین مواد در دنیاست. این فیلامنت فهرست طولانی از چیزهایی که بر آن ها مقاوم است، دارد. مانند، اشعه UV، دمای بالا، آب و استون. همه این ها باعث می شوند PETG گزینه ای مناسب برای پرینت قطعاتی باشد که در فضای باز و یا شرایط سخت استفاده می شوند. هردو این فیلامنت ها برای مواد غذایی ایمن هستند.

مقایسه اکسترودر Bowden و Direct drive

در پرینتر سه بعدی FDMاز هردو اکسترودر مستقیم و بودِن ( Bowden & Direct drive ) استفاده می کند. اصول اولیه هردو یکسان است و تفاوت در محل نصب اکسترودر می باشد. در یک سیستم دایرک درایو ، اکسترودربر روی هد چاپ و در Bowden روی قاب پرینتر سه بعدی نصب می شود و فیلامنت از طریق یک لوله PTFE به هات اند می رسد. در ادامه به مقایسه این دو می پردازیم.

مزایای Direct drive

خروجی قابل اعتماد: از آنجایی که اکسترودر روی هد چاپ نصب شده است، موتور به راحتی می تواند فیلامنت را به نازل تحویل بدهد در نتیجه خروجی یکنواخت تر و قابل اعتماد تر و مشکلات کمتر در خروجی مواد از نازل داریم.

Retraction بهتر: چون که اکسترودرنزدیک به نازل است راحتتر می تواند فیلامنترا جمع کند.

موتور کم قدرت تر: به دلیل وجود فاصله ی کم بین اکسترودر و نازل، گشتاور کمتری برای هل دادن فیلامنت نیاز است.

تنوع بیشتر فیلامنت : با اکسترودر دایرکت درایو طیف وسیع تری از انواع فیلامنت را می توان پرینت کرد. مخصوصا کار با فیلامنتهای انعطاف پذیر در این اکسترودر راحت تر است.

معایب Direct drive

لرزش: با نصب اکسترودر بر روی هد چاپ وزن زیاد می شود. این اضافه وزن سرعت را محدود می کند و باعث تکان های بیشتر و کاهش دقت در حرکات محور های X و  Y می شود.

مشکل در تعمیر و نگه داری: با نصب اکسترودر روی هد چاپ ، به بعضی نقاط برای تعمیر و نگه داری، دسترسی نداریم. 

مزایای Bowden

حرکات بدون نقض: از آن جایی که اکسترودربه جای هد چاپ، روی قاب پرینتر سه بعدی نصب شده است. به همین دلیل وزن کمتری را تحمل می کند. وزن کمتر به معنای سرعت بیشتر، صدای کمتر و کیفیت بهتر است.

حجم ساخت بزرگتر: در یک سیستم Bowden می توان با نصب یک هد چاپ کوچکتر حجم ساخت بزرگتری داشته باشیم. البته این همیشه صادق نیست و به ساختمان پرینتر سه بعدی بستگی دارد.

معایب Bowden

موتور قدرتمند تر: از آنجایی که موتور، فیلامنت را در طول یک لوله بلند حرکت می دهد، اصطکاک مشخصی بین این دو به وجود می آید که به گشتاور بزرگتری برای کنترل فیلامنت نیاز دارد.

زمان پاسخ آهسته تر: وجود اصطکاک در لوله Bowden موجب تاخیر قابل توجهی بین اکسترودر و نازل می شود. بنابراین نیاز به شتاب بیشتری در خروجی و retractionدارند تا از Stringing  جلوگیری کنند و رسوب گذاری مناسبی داشته باشند.

پیچ خوردن مواد: بعضی از فیلامنت های منعطف و ساینده ممکن است در لوله Bowden پیچ بخورند یا خم شوند؛ مخصوصا در ورژن های قدمی تر پرینتر های سه بعدی.

مواد مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی

همراه با پیشرفت فناوری پرینت سه بعدی ، مواد مورد استفاده در این پرینتر ها نیز پیشرفت زیادی داشته است.

امروزه انواع مختلف مواد در شکل های گوناگون مانند پودر، فیلامنت ، گرانول، رزین و... در دسترس می باشد.

در اینجا به معرفی پرکاربردترین مواد مورد استفاده در پرینتر ها می پردازیم.

 پلاستیک ها

پلاستیک ها به دو دسته اصلی ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم می شود.

ترموپلاستیک ها

به دسته ای از پلاستیک ها گفته می شود که وقتی به آنها حرارت می دهیم در دمای مشخصی ذوب می شوند. این پلاستیک ها را می توان به دفعات زیاد ذوب نمود و جامد کرد بدون اینکه خواص آنها تغییر کند. تمامی پلاستیک های مورد استفاده در پرینترهای fdm ترموپلاستیک می باشند مانند ABS ،PLA ، Pc و....

 ترموست ها

معمولاً به صورت رزین مایع هستند که در اثر حرارت دیدن و یا وقتی در معرض اشعه ماورای بنفش قرار بگیرند و یا به آنها کاتالیزور اضافه شود بین مولکولهای آن اتصالات عرضی ایجاد شده و به صورت یک شبکه یکپارچه در می آیند. به این فرایند پخت می گویند. اگر ترموستی را که پخته شده است حرارت دهیم ذوب نمی شود بلکه تخریب می شود. پس پخت ترموست یک فرایند برگشت ناپذیر می باشد و ترموست ها بر خلاف ترموپلاستیک ها ذوب نمی شوند. رزین پلی استر، رزین وینیل استر و رزین اپوکسی نمونه هایی از ترموست ها می باشند.

 فیلامنت (رشته)

به مواد مورد استفاده در پرینترهای fdm فیلامنت گفته می شود. علت این نام گذاری این است که گرانول های مواد مصرفی با استفاده از فرایند اکستروژن به شکل رشته هایی طویل با قطر ۱.۷۵ یا ۳ میلیمتر درآورده می شوند. این رشته ها به دور قرقره هایی پیچیده شده و در وزن های مختلف به بازار عرضه می شوند.

 فلزات

فلزات و کامپوزیت های فلزی در پرینترهای سه بعدی صنعتی استفاده می شوند. دو مورد از رایج ترین آنها مشتقات آلومینیوم و کبالت می باشد.

فولاد ضد زنگ یک فلز محکم می باشد که به صورت پودر در پرینتر هایی با فرایند پخت یا ذوب مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز در حالت طبیعی به رنگ نقره ای می باشد ولی می توان با آبکاری قطعات به آنها جلوه طلا و یا برنز داد.

در سال‌های اخیر طلا و نقره در صنعت جواهرسازی به صورت پودری پردازش می‌شوند و قطعه مدنظر ساخته می شود.

تیتانیوم نیز به صورت پودری در پرینترهای با فرایند پخت یا ذوب مورد استفاده قرار می گیرد.

 سرامیک

این مواد نسبتاً جدید هستند و می توانند برای تولید نمونه اولیه یا در پرینترهای سه بعدی صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. نکته‌ای که در رابطه با این مواد حائز اهمیت است و باید بدان توجه نمود این است که قطعات چاپ شده با این مواد همانند قطعات تولید شده به روش سنتی باید مرحله پخت و لعاب را پشت سر بگذارند.

 مواد زیستی

تحقیقات گسترده ای در مورد پتانسیل چاپ مواد زیستی برای بسیاری از کاربردهای پزشکی و غیره انجام شده است.

به عنوان مثال این مواد برای چاپ اعضای بدن انسان برای پیوند و چاپ بافت های خارجی برای جایگزینی اعضای بدن مورد بررسی قرار گرفته اند.

 کاغذ

فرایند پرینت سه بعدی به وسیله کاغذ اولین دفعه توسط شرکت Mcor ارائه شد. مواد چاپ شده با استفاده از کاغذ ایمن، سازگار با محیط زیست و به راحتی قابل بازیافت می باشند.

 مواد غذایی

در سال های اخیر بررسی چاپ مواد غذایی افزایش یافته است. شکلات رایج ترین می باشد. بعضی از پرینترها با استفاده از شکر کار می کنند. در برخی دیگر آزمایشات به وسیله ماکارونی و یا گوشت انجام می شود.

هدف از تحقیقات در زمینه چاپ مواد غذایی این است که بتوان با استفاده از پرینت سه بعدی غذای کامل تولید کرد. مثلاً شرکت استراتاسیس (stratasys )  دارای مواد منحصر به فردی می باشد که می تواند در طی فرایند پرینت سه بعدی مواد را در غلظت های مختلف و مشخص ترکیب کرده و مواد جدیدی با ویژگی های مورد نیاز تولید کند. این شرکت با استفاده از مواد اولیه قادر به تولید ۱۴۰ ماده دیجیتالی مختلف می باشد .

نمونه کار پرینتر سه بعدی    ساخت قطعه صنعتی پرینتر سه بعدی    ساخت ماکت دیفرانسیل با پرینتر سه بعدی

بدنه مدار الکترونیکی

مجسمه پروفسور گنجی ( پدر جغرافیای ایران )

ویژگی های فلامینت خوب چیست ؟

1- در صورتی که تحت حرارت قرار بگیرید از خود بویی متصاعد نکند.

2- داخل رشته های آن حباب هوا وجود نداشته باشد زیرا هنگام قرارگیری لایه های خروجی روی هم از ظرافت و دقت کار نهایی می کاهد.

3- با کیفیت و دقت بسته بندی شده باشد.

4- بدون هیچگونه گرد و غباری باشد.

5- به نسبت نوع جنس و کاربرد انعطاف پذیری خوبی داشته باشد.

6- بافت رنگی فیلامنت یکدست باشد کمرنگ و پررنگ نباشد.

7- سراسر فیلامنت دارای ضخامت یکسان باشد.