فیلامنت

معرفی انواع فیلامنت ها

فیلامنت چیست ؟ What is Filament

یکی از روش های ساخت افزودنی روش چاپ سه بعدی FDM است، در پرینتر های سه بعدی FDM مواد مصرفی یا خوراک پرینتر یک قرقره با ریسمانی ترموپلاستیکی فیلامنت نام دارد. Filament

قبلا اشاره کردیم که ترموپلاستیک چیست و چه کاربردی دارد. بیش از 30 مدل از فیلامنتهای تا به امروز تولید شده است، به دلیل تحریم ها و قیمت بالای آن ها خیلی از فیلامنتها دیگر وارد ایران نمیشوند و تعداد محدودی از فیلامنتها در ایران با فیمت مناسب موجود است.
مهمترین مواد مورد مصرف در پرینتر های سه بعدی با تکنولوژی FDM که در رنگ ها، قطر ها و طول های متنوع موجود می باشند را می توان انواع Filament (PLA, ABS, PET, PA, PE, Modify PP) دانست که مانند کارتریج در چاپگر های جوهر افشان ، در پرینتر های سه بعدی عمل می کنند.

Filament اغلب در رول ها کامل 1 کیلو در بازار عرضه میشوند ولی در وزن ها 100، 300 و 500 گرمی بعضی از فروشگاهای اینترنتی خدمات پرینت سه بعدی عرضه میشود.

به طور خلاصه کار فیلامنتها این است، که برای ساختن یک قطعه بعد از مراحل طراحی و G-Code گیری، فیلامنتها داخل اکسترودر  پرینتر سه بعدی وارد می شود.
زمانی که دمای اکسترودر که از بخش های مختلف HOT END / COLD END  تشکیل شده است بالا برود،
Filament بنا بر خواص ماده آن به دمای ذوب خود میرسد، و از نازل پرینتر سه بعدی به صورت یک نخ باریک بیرون می آید و روی صفحه ساخت میریزد، زمانی که در مجاورت هوا و فن فرار میگیرد، به سرعت سرد و به حالت جامد خود باز میگردد.

قطر هر فیلامنت چقدراست ؟

به لحاظ ضخامت، دو نوع Filament با ضخامت 1.75 و 3 میلیمتری وجود دارد. استفاده غالب و رایج در پرینترها با اندازه 1.75 میلیمتر است. اندازه خروجی نازل دستگاه تعیین کننده ضخامت مناسب Filament برای آن دستگاه است.

لازم به ذکر است که مجموعه اکسترودر باید از فیلامنتهای 3 میلیمتر نیز پشتیبانی کند و فقط داشتن نازلی که Filament 3 رو ساپورت کند کافی نیست و همچنین در نرم افزار های اسلایسر نیز باید قطر نازل 3 میلیمتر انتخاب شود.

Filament با فطر 3 خیلی در ایران رایج نیست، ولی از مزایای و معایبی نیز برخوردار است، که بعدا در مقاله ای مجزا به بررسی آن میپردازیم.

فیلامنت
ویژگی یک فیلامنت خوب چیست ؟

بر اثر گرما دهی، از خود بویی متصاعد نکند.

در تمامی طول خود، دارای قطر یکسانی باشد و تلرانس ضخامتی نداشته باشد.

داخل آن حباب های هوا محبوس نباشند، وجود حباب باعث خراب شدن و کاهش ظرافت خروجی قطعه می شود.

در طول آن هیچ گونه قطعی و شکستگی وجود نداشته باشد. وجود شکستگی باعث نرسیدن مواد به اکسترودر و ناقص شدن کار می شود.

جنس مواد اولیه بکار رفته در آن مرغوب باشد تا خروجی کار آن دارای کیفیت باشد.

اگر Filament کهنه باشد احتمال خراب شدن قطعه حین پرینت به شدت بالا میرود و با برخی از مشکلات چاپ سه بعدی نیز بر میخورید. 

همیشه  Filament در جایی تاریک و خنک دور از گرد و غبار نگهداری کنید.

معرفی فیلامنت های معروف بازار

PLA

PLA
WOOD

PLA
METAL

FIBER
CARBON

ABS

 

HIPS

 

AMPHORA

PVA

ASA

 

PETG

PC

Na

GLOW
IN DARK

COLOR
CHANGE

TPE

TPU

PET

PP

MARBLE

ULTIMAKER
خدمات پرینت سه بعدی

معرفی چند فیلامنت رایج

فیلامنت PLA چیست ؟

Pla سخت اما شکننده است. آستانه دمای آن پایین تر از abs است. به طور معمول pla در حدود دمای 160 تا 220 درجه سانتی گراد اکسترود می شود و printbed گرم اجباری نیست اما ممکن است (در درجه حرارت حدود 50-60 درجه سانتی گراد) به کیفیت چاپ کمک کند. Pla به آهستگی سرد می شود به همین دلیل کارشناسان توصیه می کنند یک فن به منظور سرعت بخشیدن به روند خنک شدن نصب شود. شاید بهترین توصیف برای بوی خفیفی ه هنگام پرینت pla منتشر می شود بوی ملایم ذرت شیرین، پنکیک یا شربت افرا باشد. Pla مانند abs هنگام پرینت دود ایجاد نمی کند و شما می توانید با خیال راحت در خانه تان از فیلامنت pla برای چاپ استفاده کنید.

فیلامنت PLA

فیلامنت ABS چیست ؟

ABS به طور کلی بسیار با دوام و قوی، کمی انعطاف پذیر و در برابر گرما بسیار مقاوم است. پرینتر قادر به پردازش پلاستیک ABS به طور معمول در دمای حدود 210 تا 250 درجه سانتی گراد است. بنابراین یک پرینتر D3 قادر به پردازش ABS لزوما با PRINTBED گرم است تا از تاب برداشتن و یا ترک خوردگی ABS جلوکیری کند.

از لحاظ هزینه، abs ارزان ترین فیلامنت در بین فیلامنت های مورد علاقه در جوامع پرینتر سه بعدی است.

Abs برای بسیاری از اهداف گزینه مناسبی می باشد به دلیل این که به راحتی سمباده کشیده می شود (برای هموار کردن و صاف کردن لبه های نا هموار و گوشه های اضافی) و رنگ پذیری بالایی دارد.

 

فیلامنت ABS

فیلامنت Nylon یا پلی آمید چیست ؟

پلی آمید که بیشتر به عنوان نایلون شناخته شده است یک پلیمر مصنوعی محبوب بوده، که در صنعت کاربرد فراوان دارد. این فیلامنت ارزان، مستحکم، سبک وزن، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر سایش است، که به علت استحکام و دمای ذوب بالا انتخاب خوبی برای  چاپ قطعات مکانیکی می باشد.

فیلامنت NYLON

فیلامنت PC چیست ؟

 فیلامنت پلی‌کربنات (PC) با قطر 1.75mm  پرچم‌دار سخت‌ترین فیلامنت می‌باشد که اغلب در پرینتر‌های سه بعدی کاربرد دارد. از ویژگی‌های مهم فیلامنت پلی‌کربنات (PC) می‌توان به مقاومت در برابر حرارت، سختی فوق العاده و غیره اشاره کرد. از مهمترین کاربرد‌های این فیلامنت علاوه بر به کار گیری در پرینتر‌های سه بعدی می‌توان به استفاده در ساخت عینک‌های ایمنی، سپر‌های ضد شورش، سی‌دی (CD‌)، تجهیزات ورزشی و یا حتی شیشه‌های ضد گلوله اشاره کرد که این قابلیت‌ها سبب شده این فیلامنت طرفداران زیادی به خود جلب کند.

فیلامنت PC

فیلامنت PET چیست ؟

پلی اتیلن ترفتالات (PolyEthylene Terephthalate) یا PET یکی دیگر از فیلامنت ها رایج می باشد که از جنس بطری های پلاستیکی است. این ماده پایدار و بی ضرر بوده و کاملا قابل بازیافت است، همچنین در حین تولید بوی بدی ایجاد نمی نماید.

رشته های PET درحالت اولیه بی رنگ و شفاف بوده، اما زمانی که در معرض حرارت و یا سرما قرار می گیرند، رنگ آن ها تغییر خواهد نمود.

فیلامنت PET

فیلامنت TPU چیست؟

یک فیلامنت الاستیک، مقاوم در برابر روغن/گریس و سایش و ضربه می باشد.

پلاستیک TPU کابردهای فراوانی دارد از قبیل پنل های داخل خودرو، ابزارهای تولید قدرت، لوازم ورزشی، تجهیزات پزشکی، کمربندهای ایمنی و کفش. از همه مهم تر در تولید قاب های موبایل بسیار کاربرد دارد.

در هنگام چاپ با این فیلامنت هرچقدر تراکم چاپ (Infill) کمتر شود درنهایت انعطاف بیشتری برای قطعه حاصل می گردد.

پلاستیک TPU بیشتر برای جاهایی استفاده می شود که نیاز به انعطاف داریم. تنها متریال انعطاف پذیر لیست TPU است و از مقاومت زیادی در برابر ضربه برخوردار است.

فیلامنت TPU
فیلامنت ها رایج
PLA
ABS
PETG
ASA
TPU
PLA Metal
PC
Na
PP

استحکام نهایی MPa

65
85%
40
65%
53
65%
55
65%
26 - 43
65%
20-30
65%
72
65%
45-80
65%
32
65%

سفتی Stiffness

4
85%
5
65%
5
65%
5
65%
1
65%
4
65%
6
65%
5
65%
4
65%

دوام Durability

4
85%
8
65%
8
65%
10
65%
7
65%
3
65%
10
65%
10
65%
10
65%

دمای تحمل MAX TEMP

52
85%
98
65%
73
65%
52
65%
60-74
65%
52
65%
121
65%
80-95
65%
100
65%

چگالی g/cm3

1.24
85%
1.04
65%
1.23
65%
1.07
65%
1.19-1.23
65%
2-4
65%
1.2
65%
1.06-1.14
65%
0.9
65%

چاپ آسان Printability

9
85%
7
65%
1.23
65%
1.07
65%
1.19-1.23
65%
2-4
65%
1.2
65%
1.06-1.14
65%
0.9
65%
PLA
ABS
PETG
ASA
TPU
PLA Metal
PC
Na
PP

دمای ذوب Ext Temp

190 - 220
85%
220 - 250
65%
230 - 250
65%
235 - 255
65%
225 - 245
65%
190 - 220
65%
230-250
65%
220 - 270
65%
220 - 250
65%

دما صفحه BED Temp

45 - 60
85%
95 - 110
65%
75 - 90
65%
90 - 110
65%
45 - 60
65%
190 - 220
65%
230-250
65%
220 - 270
65%
220 - 250
65%

نیاز به هیت بد

آپشنال
85%
نیاز دارد
65%
نیاز دارد
65%
نیاز دارد
65%
آپشنال
65%
آپشنال
65%
نیاز دارد
65%
نیاز دارد
65%
نیاز دارد
65%

توصیه برای چسبندگی به هیت بد

ورق PEI

چسب ماتیکی

نوار نقاشی(کاغذی)

چسب کپتون

ورق PEI

چسب ماتیکی

نوار نقاشی

چسب ماتیکی

ورق PEI

نوار نقاشی

ورق PEI

ورق PEI

چسب ماتیکی

نوار نقاشی(کاغذی)

ورق PEI

چسب ماتیکی

ورق PEI

چسب ماتیکی

ورق پلی پروپیلن 
نوار نقاشی

الزامات دیگر چاپ

فن خنک کننده

هیت بد
محیط بسته

هیت بد

فن خنک کننده

هیت بد

فن خنک کننده

نازل استیل

فن خنک کننده

هات اند تمام آهنی

محیط بسته

فن خنک کننده

هیت بد

هات اند تمام آهنی

محیط بسته

فن خنک کننده

هیت بد

هات اند تمام آهنی

محیط بسته

فن خنک کننده

هیت بد

PLA
ABS
PETG
ASA
TPU
PLA Metal
PC
Na
PP

انعطاف پذیری

خاصیت

الاستیک

مقاومت نسبت به ضربه

نرمی

کامپوزیت

مقاوم نسبت به اشعه uv

مقاوم نسب به آب

PLA
ABS
PETG
ASA
TPU
PLA Metal
PC
Na
PP

حل شوندگی

مقاوم نسب به حرارت

مقاوم نست به فعل و انقعال شیمیایی

خستگی

fatige