معرفی فیلامنت

فیلامنت پلی پروپیلن و اکریلونیتریل چاپگر سه بعدی چیست؟

Rating: 5.0/5. From 1 vote.
Please wait...

۱- معرفی فیلامنت پلی پروفیلن:

پلی پروپیلن با نام تجاری Polypropylene-PP از پرکاربردترین پلاستیک های حوزه های صنعت و وسایل مصرفی در دنیا می باشد. البته پرینت سه بعدی با این متریال اصلا آسان نبوده و تا همین چند وقت پیش نیز تولید آن برای چاپگرهای FDM محال بود.

با توجه به این امر، فیلامنت pp در ایران نیز به صورت رسمی تجاری نشده و قابل خرید نیست. با این حال در کشورهای صنعتی، فیلامنت پلی پروپیلن در حال همگانی شدن می باشد.

  • چرا چاپ سه بعدی با فیلامنت pp سخت است؟

بر خلاف متریال ABS و PLA که بافتی کاملا بی شکل یا اصطلاحا amorphous  دارند، متریال  پلی پروفیلن حالت semi-crystalline (بلوری – شفافی) بوده که شرایط سختی را از نظر سرد شدن و جامدسازی (cooling-soliding) ایجاد میکند. پس استرس خطای چاپ همچون wrapping و غیره شدیدا افزایش می یابد.

filament

کسانی باید به سراغ این متریال بروند که چاپگر سه بعدی قدرتمندی داشته و تسلط کاملی به فرآیند چاپ داشته باشند.

فیلامنت

  • کاربردهای فیلامنت پلی پروفیلن:

مقاومت شیمیایی بالای متریال pp باعث شده است تا کاربردهای وسیعی برای آن محیا گردد. برای مثال در صنعت پزشکی از ظروف پلی پروپیلنی برای نگهداری مواد شیمیایی بدون خطر آلوده سازی استفاده میشود.

filament
مدلهای چاپ شده با فیلامنت Polypropylene

همچنین صنعت خودروسازی از پلی پروفیلن برای ساخت قطعاتی مثل سپر، داشبورد به جهت استقامت و ارزان بودن بهره می برد. ترکیب pp برای صنعت اسباب بازی نیز کاربردی می باشد.

  • خواص فیلامنت PP:

  1. مقاومت شیمیایی بالا به اسیدها، آلکالیس و حلالهای ارگانیک
  2. خمش پذیری بالا
  3. مقاومت بالا نسبت به دفورمه شدن
  4. سبک وزن
  5. نسبت استحکام به وزن بهتر
  6. سطح صیقلی نهایی
  7. انعطاف پذیری نسبی در عین مقاومت مکانیکی بالا
  8. شرایط سخت چاپ
  9. به علت نوظهور بودن، سازگاری کمی با چاپگرهای ارزان قیمت داشته و راهنمای چاپ کاملی ندارند.
  10. هنوز در بازار ایران مرسوم نشده اند.

فیلامنت pp

  • احتمالاتی درباره فیلامنت پلی پروفلین:

آیا متریال PP، تحول چشمگیر دیگری در دنیای چاپگرهای سه بعدی FDM‌ خواهد بود؟ در حال حاضر متریالهای دیگر مثل PLA و PETG پیشتاز هستند. در حالی که pp به جهت خواص یکتایش به تدریج جای خود را در بازار باز خواهد کرد؛ ویژگیهایی مثل خمش پذیری بالا، استحکام، مقاومت شیمیایی بالا و سطح کار صیقلی. چنین خواصی، متریال پلی پروپیلن را برای کاربران خاص و صنایع یکتا، به گزینه ای بالقوه ای تبدیل می کند.

  • چطور با فیلامنت پلی پروپیلن (PP) پرینت سه بعدی بگیریم؟

همانطور که قبلا گفتیم این فیلامنت هنوز در ایران تجاری نشده و بعید است که قادر به تهیه آن باشید. در هر حال اگر یک نمونه تهیه کرده اید، باید بدانید که چاپ با این متریال، چالشی بزرگی برایتان خواهد بود.

filament pp

در یک آزمایش که توسط پرینترهای سه بعدی Leapfrog Bolt Pro انجام شد، یک مدل سه بعدی از طرح معروف Benchy boa (که مدلی چالشی برای تست پرینتر محسوب میشود) با متریال Polypropylene شفاف و یک مدل هم با متریال PLA به رنگ آبی ساخته شد.

بیشتر بخوانید: مقایسه دو فناوری پرینتر سه بعدی: FDM درمقابل SLA

طبق گفته شرکت سازنده فیلامنت pp ، دمای ۲۲۰ درجه پیشنهاد شده بود در حالی که تجربه آزمایشی نشان داد که در ۱۷۰ درجه چاپ بهتر انجام میشود (شاید به علت محفظه بسته مدل پرینتر و بستر چاپ هوشمند، این امر ممکن شده است).

نتیجه نشان میدهد، تمام مواردی که برای فیلامنت ABS به کار می رود باید با شدت بیشتری در متریال PP اعمال گردد: مثل محفظه کاملا بسته چاپ، بستر گرم شونده هوشمند، اکسترودرهای پیشرفته با ساختار Direct Drive و …

برای اطمینان سه بار مدل فوق با متریال pp چاپ شد و بهترین نتیجه در بار سوم بدست آمد.

  • تست فیلامنت pp نسبت به خورنده های شیمیایی:

پس از چاپ مدل Benchy boat با فیلامنت پلی پروپیلن و PLA، آنها را در سینک محتوی حلال دیوکسالین (Dioxolane) قرار دادیم. حلال دیوکسین، جلادهنده foils/film و پاک کننده رنگ می باشد.

پس از دو ساعت غوطه ور کردن هر دو مدل در این محلول، اولین نشانه های تخریب روی مدل PLA  آبی رنگ ظاهر شد در حالی که قطعه ساخته شده از متریال PP بدون هیچ تغییری همچنان مقاوم باقی ماند. پس از چندین ساعت، رنگ آبی فیلامنت PLA کاملا در محلول دیوکسین قابل مشاهده بود و این مدل در آخر دفورمه شد.

۲- معرفی فیلامنت اکریلونیتریل استیرن اکریلات (ASA):

filament
فیلامنت ASA

شاید نام این فیلامنت اصلا به گوشتان نخورده باشد؛ حتی تلفظ آن هم سخت است! در بازار جهانی این فیلامنت به acrylonitrile styrene acrylate معروف است. از نظر خویشاوندی فرزند خلف فیلامنت ABS محسوب می شود!

همه با خواص فیلامنت ABS آشنایی داریم ولی عیبهای آن را نیز فراموش نمیکنیم (جداشدن لایه، ترک خوردگی، محفظه گرمایی، دما … ). بنابراین تولیدکنندگان متریالهای پلاستیک همیشه دنبال جایگزینهایی بهتر هستند: یک نمونه همین فیلامنت ASA است. ذاتا برای مقاومت در برابر شرایط مخرب آب و هوایی توسعه یافته و به همین دلیل محبوب کمپانی‌های صنعت عظیم خودروسازی است.

نکته: این نوع فیلامنت نیز در بازار ایران نادر است و هنوز تجاری نشده است.

فیلامنت «اکریلونیتریل استیرن اکریلات» پرینتر سه بعدی متریالی سخت، مقاوم و با شرایط چاپ خوب را مقدور ساخته است. همچنین این فیلامنت نسبت به محرک های شیمیایی، حرارت و تغییر حالت و رنگ مقاومت بالایی دارد (بر عکس فیلامنت ABS که تمایل به زرد شدن یا ساییدگی در محیط پیرامون دارد). پس برای هر هدفی از لانه پرنده گرفته تا مجسمه های کوچک و بزرگ، چیزی بهتر از فیلامنت ASA پیدا نمی کنید!

مزیت دیگر فیلامنت اکریلونیتریل استیرن اکریلات (ASA) نسبت به ABS میزان تاب خوردگی بسیار کمتر آن میباشد. البته همانند جد عزیزش ABS باید مراقب یک نکته باشید: دقت کنید سیستم خنک کننده فن و دمای نازل حرفه‌ای تنظیم شود؛ زیرا ASA به راحتی در صورت وزش نسیمی اضافه هنگام پرینت سه بعدی شروع به ترک برداشتن میکند! بهتر است در محفظه‌ای محصور عملیات چاپ انجام شود.