متریال چاپگر سه بعدی موسوم به فیلامنت چیست؟

زمان مطالعه 4 دقیقه

بازار پرینترهای سه بعدی در ایران هر روز داغتر میشود و افراد بیشتری به فکر خرید یک 3D Printer برای سرگرمی یا درآمدزایی می افتند. بنابراین دانستن مفاهیم اولیه مرتبط با این دستگاه کاربردی مفید هست. یکی از موارد مهم مرتبط با پرینت سه بعدی متریال آن میباشد. در ایران افراد ناآگاه معمولا برداشت تخیلی از متریال و پلتفرم ساخت چاپگر سه بعدی دارند که باعث انتظارات و تصورات نابجایی در اینباره میشود.

بنابراین در این مقاله ما متریال ترموپلاستیک که ماده ساخت محبوب ترین نوع پرینترهای سه بعدی در ایران موسوم به FDM 3D Printer میباشند را توضیح میدهیم.

Filament : فیلامنت چیست؟

به انواع مواد ترموپلاستیکی پرینتر سه بعدی ، فیلامنت میگویند. فیلامنت از رشته ترموپلاستیک با دو قطر تشکیل میشود:

  • رشته ترموپلاستیک قطر 1.75 میلیمتر (عمومی ترین در همه جای دنیا)
  • رشته ترموپلاستیک قطر 2.85 میلیمتر (برای برندهای خارجی خاص سازنده چاپگر سه بعدی که متریالشان هم اختصاصی است)

فیلامنت

خب، حالا تصور کنید این رشته ترموپلاستیک دور یک رول آنقدر پیچیده شود که وزن آن 1 کیلوگرم تا 5 کیلوگرم شود (با قطر 1.75 طول رشته حدود 300 متر میشود). بنابراین معیار فروش و قیمت گذاری متریال فیلامنت پرینترهای سه بعدی بر اساس وزن میباشد (عمدتا رول یک کیلویی). در بازار ایران و هر کشور دیگر هنگام خرید میتوانید رولهای یک، سه یا 5 کیلویی را سفارش دهید. علت اینکه برخی رولها 5 کیلویی هستند بخاطر ساخت قطعات سایز بزرگ هست تا پرینتر قادر باشد یکسره بدون توقف برای تعویض متریال، مدل را پرینت کند.

هر رول فیلامنت رنگ بندی مشخصی دارد مثلا: یا قرمز هست یا آبی یا سفید ….  (البته رولهای فیلامنت رنگین کمانی که طیف تمامی رنگها را در یک رول دارند هم در بازار هست).

هر رول فیلامنت میتواند از انواع پلیمرهای ترموپلاستیک باشد که خواص مکانیکی متغیری با توجه به درخواست مشتری دارند. مثلا:

  • فیلامنت PLA که مخفف ترموپلاستیک پلی لاکتیک اسید هست؛ ارزانترین، آسانترین و محبوب ترین متریال بوده و منشاء گیاهی دارد. این ماده دوام نسبی داشته و براحتی با هر پرینتری سازگار هست.
  • فیلامنت ABS مخفف ترموپلاستیک اکریلونیتریل بوتادین استیرن بوده و کاملا منشاء نفتی داشته و به همین دلیل استحکام بالاتری دارد ولی سختی چاپ آن مشکل ساز میشود چون فرضا باید دستگاه چاپگر سه بعدی شما کاملا محصور بوده و بستر ساخت از نوع گرم شونده باشد در غیر این صورت با خطای چاپ روبرو میشوید. بجهت پلاستیک بودن مطلق این متریال، گازهای حاصل از حرارت دهی در صورت تنفس مداوم باعث اسیب میگردد بنابراین در کشورهای صنعتی محبوبیت این متریال روندی کاهشی داشته ؛ آنچنان که ماده جایگزین آن موسوم به PETG خواهان بیشتری یافته است.
  • فیلامنت PETG که مخفف پلی اتیلن ترپتالات گلیکول میباشد. این ماده از انواع co-polymer بوده که دوام و آسانی نسبی چاپ خوبی دارد. گلیکول موجود در این ماده در صورتی که پرینت سه بعدی باکیفیتی داشته باشید سطح کار را صیقلی تر خواهد کرد.
  • متریالهای دیگر را فقط اسم میبریم چون طیف مواد بسیار متنوع هست و در یک مقاله نمیگنجد:

متریال فیلامنت Polypropylene – متریال فیلامنت Nylon – متریال فیلامنت Flexible یا انعطاف پذیر –   متریالهای موسوم به درخشان در تاریکی یا طرح چوب و فلز ، فیلامنت سیلیکونی …. (برای توضیحات کامل انواع ترموپلاستیکها : مقالات معرفی انواع فیلامنت بررسی شود).

بیشتر مطالعه کنید
پلیمر جدید جهت ساخت پلاستیک های قابل بازیافت در منزل

همانطور که گفتیم کلیه این متریالها منشاء ترموپلاستیکی داشته و بنابراین نباید توقع بالاتر از یک پلاستیک را از آنها داشت (حتی یک رده پایینتر از فرآیند تزریق پلاستیک هستند). وقتی با این متریال قطعه ای را با چاپگر سه بعدی میسازید نکات زیر را در نظر بگیرید:

  • قطعه ساخته شده در حالت بدون پوشش محافظ و تنظیمات معمول پرینت در مقابل حرارت، نور آفتاب و گرمای نسبی اتاق حساس است و دفورمه میشود (مخصوصا در فیلامنتهای PLA – ABS )
  • در متریالهای خاص مثل نایلون یا پلی پروپیلن و … در صورتی که تنظیمات چاپ را به درستی انجام داده باشید قطعه نهایی ضد آب یا وکیوم خواهد بود.
  • ترموپلاستیک فیلامنت در صورتی که از بسته بندی وکیوم خود خارج شود و مدت طولانی بدون استفاده باقی بماند، در اثر جذب رطوبت یا گرما خشک شده و غیرقابل استفاده خواهد شد.
  • کلیه متریالهای فیلامنت قابلیت خوب رنگ پذیری یا پولیش (سمباده کاری) را دارا هستند که باعث محبوبیت آنها بین هنرمندان و معماران شده است.
  • قطعه ای که با متریال ترموپلاستیک ساخته میشود به منظور ساخت قالب اولیه یا مدل کانسپت (مفهومی) بوده و نباید توقع استفاده مستقیم یا تولید انبوه را از آن داشته باشید (یعنی توجیه ندارد که داشبورد یا سپر ماشین خود را پرینت سه بعدی کنید و بعد با ماشینتان رانندگی نمایید! خیر این قطعه پلاستیکی چاپ شده برای قالبسازی کاربرد دارد و مفهوم و کاربرد نظری چاپگرهای سه بعدی هم نمونه سازی است و نه تولید انبوه کارخانه ای).
  • البته در شرایطی خاص میتوانید قطعه را برای مدت طولانی استفاده مستقیم کنید ؛ در صورتی که متریال مستحکم مناسب با هدفتان را استفاده کرده باشید (برای قطعات رباتیک، اسباب بازی، مجسمه … ): مثلا متریال فیلامنت منعطف برای قاب گوشی موبایل یا فیلامنت نایلون برای چرخ دنده ربات ابداعی خود …

خب اکنون بد نیست توضیحی هم درباره نحوه استفاده چاپگر سه بعدی از متریال فیلامنت بدهیم. دوباره رشته ترموپلاستیک را بخاطر بیاورید:

روش کار چاپگر سه بعدی

بسته فیلامنت را باز میکنید و سر رشته را در دست میگیرید (رول در بخش نگهدارنده چاپگر مستقر میشود). این قسمت وارد منفذ بالایی اکسترودر (نازل) پرینتر سه بعدی شده و بر اثر حرارت ذوب گشته و از سر نازل بیرون می آید و بر اساس مختصات سه بعدی کامپیوتری فایل سه بعدی، میکرون به میکرون روی هم قرار گرفته، سرد شده تا بتدریج مدل فیزیکی نهایی شکل میگیرد.

چاپگر سه بعدی

خب به پایان این مقاله رسیدیم، امیدواریم اکنون با خواندن این مطلب درک بهتری از مواد چاپ سه بعدی داشته باشید. حالا به نظرتان این حس را پیدا کرده اید که یک چاپگر سه بعدی همراه متریالش بخرید و در خانه خود را سرگرم کنید یا با آن کارآفرینی نمایید؟!

پرینترهای سه بعدی توسعه گران بعد سوم


پیشنهاد پروماگ جهت مطالعه بیشتر :

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *