فیلامنت ABS و PLA پرینتر سه بعدی چیست؟

آشنایی با ویژگی‌ها و کاربردهای فیلامنت‌های ABS و PLA پرینت سه بعدی

فیلامنت نوع ABS: نام کامل این نوع فیلامنت پرینتر سه بعدی، Acrylonitrile Butadiene Styrene است. بنابراین از سه ترکیب «اکریلونیتریل» که پلیمری مصنوعی (از اکریلیک‌های معروف) با فرمول CH₂CHCN، «بوتادی‌ان» که ترکیبی آلی با فرمول C₄H₆، «استایرن (پلی استایرن)» آروماتیکی مایع و بی‌رنگ و بو با فرمول C₆H₅CH=CH₂می‌باشد. فیلامنت ABS یکی از مرسوم‌ترین انواع فیلامنت برای پرینترهای سه بعدی محسوب می‌شود؛ این ترموپلاستیک ارزان، بادوام، کمی قابل انعطاف، سبک‌وزن بوده و به راحتی از اکسترودر خارج‌ می‌گردد، به همین خاطر برای استفاده در پرینتر سه بعدی بسیار محبوب است. فیلامنت ABS همان پلاستیکی است که در بلوک‌های اسباب‌بازی لوگو و کلاه دوچرخه‌سواران نیز استفاده می‌شود! با این حال این فیلامنت چندین عیب نیز دارد که باعث شده از رقیبش PLA عقبتر باشد:

• به دمای بالایی برای رسیدن به نقطه ذوب نیازمند است: میانگین ۲۱۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد.
• نیازی حتمی به بستر گرم شونده ساخت دارد تا از خنک‌شدن سریع لایه اول پرینت که منجر به پیچ‌خوردگی و فشردگی غیرمعمول می‌گردد، جلوگیری شود.
• سومین عیب فیلامنت ABS در بخار شدیدی است که حین ذوب شدن منتشر می‌کند. گازی سمی که خطرات بسیاری برای افراد و حیوانات پیرامون محیط دارد و واقعا نفس کشیدن را سخت می‌کند. بنابراین به یک تهویه بسیار مناسب هنگام پرینت سه بعدی با فیلامنت ABS احتیاج مبرمی دارید. از نفس کشیدن در نزدیکی فیلامنت ABS در حال ذوب جدا خودداری کنید.

ویژ‌گیهای عمومی فیلامنت ABS پرینتر سه بعدی:

• مزیت اصلی در دوام، مقاومت و استحکام طولانی است.
• مناسب برای قطعات تحت فشار و حرکت، پوشش قطعات الکترونیک و ساخت اسباب‌بازی
• دوام طولانی مدت
• محلول در استون
• برای لوازم صنایع غذایی مناسب نیست.
• پیچ‌خوردگی، تاب برداشتن و ترک با فیلامنت ABS عادی است که گاهی واقعا روی اعصابتان  می‌رود!
• شرایط پس از پرینت آسان است.
• میانگین دمایی ۲۱۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد است.
• انقباض (Shrinkage) بالا حین پرینت که توصیه می‌شود از محفظه ایزوله برای کنترل دمای خنک‌شدن استفاده شود.
• دمای بستر ساخت بین ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد پیشنهاد می‌شود.
• پرینتر سه بعدی مورد استفاده باید تجهیزات متوسط به بالایی مثل بستر گرم‌کننده مناسب و نازل دقیق بهره‌مند باشد.

فیلامنت نوع PLA: 

ترکیب پلی لاکتیک اسیدی و یک بیوپلیمر (مثل ذرت یا نیشکر) است و جایگزین بسیار مناسبABS  می‌باشد. فیلامنت PLA محبوبیت فراوانی بین عشاق پرینتر سه بعدی دارد! این فیلامنت یک ترموپلاستیک تجزیه‌پذیر است؛ چون از ترکیبات تجدیدشونده‌ای مثل نشاسته ذرت یا نیشکر مشتق می‌شود. بنابراین فیلامنت PLA پرینت سه بعدی در مقایسه با سایر متریال‌های پلاستیکی، کاملا با محیط زیست سازگار هستند. مزیت مهم فیلامنت PLA در عدم انتشار آن گازهای شیطانی حین پرینت است، پس امکان چاپ در خانه، کلاس آموزشی و کارخانه‌ها بدون تهویه خاصی وجود دارد. مزیت فیلامنت PLA به همین مورد ختم نمی‌شود، این فیلامنت قناعت‌پذیر به بستر گرم‌شونده هم احتیاجی ندارد پس مشکلاتی مثل تاب خوردگی، ترک و فشردگی حین سرد شدن را نخواهید داشت که واقعا کمک‌کننده است.

ساختار فیلامنت PLA نسبت به ABS سختی بیشتری دارد بدین معنی که اشیای چاپ شده شکنندگی بیشتری خواهند داشت. دمای ذوب متریال PLA بین ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد است. اگر به دنبال چیزی مستحکمتر از PLA اما همچنان ۱۰۰ درصد گیاهی هستید، بهتر است فیلامنت bioFila را انتخاب کنید (در  مقالات آینده در مورد این فیلامنت مطلب خواهیم نوشت).

ویژگی‌های عمومی فیلامنت PLA پرینتر سه بعدی:

• مزیت عمده در استحکام معمولی، دوستدار محیط زیست، دوام نسبتا مناسب و برخی خواص ضربه‌پذیری است.
• ایده‌آل برای لوازم مصرفی، اسباب‌بازی‌های کوچک، مجسمه‌سازی و ماکت‌سازی کوچک
• فرآیند پرینت سریع و سطح لایه صافتر
• دوام منصفانه‌ای دارد ولی اگر حرارت زیادی دریافت کند (در طول زمان)، اصطلاحا دفورمه (بدشکل) می‌شود.
• انعطاف‌پذیری کمی دارد و کاملا ساختار سفتی دارد.
• غیر محلول
• دوام و استحکام کمتری نسبت به فیلامنت ABS دارد.
• برای اهداف صنعت غذا باید به دستورالعمل تولیدکننده فیلامنت مراجعه کرد.
• میانگین دمایی پرینت سه بعدی برای فیلامنت PLA بین ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد است.
• انقباض جزیی (Shrinkage) حین چاپ و حساسیت کمتر نسبت به ABS
• عدم احتیاج به بستر گرم‌کننده ساخت
• پرینتر سه بعدی مورد استفاده با فیلامنت PLA با استاندارد معمولی کافی است چون با یکبار  تنظیم دما، ارتفاع بستر و سرعت پرینت، کار شروع می‌شود.