پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت و دمای بالا
پلی لاکتیک اسید همیشه به عنوان گزینه مناسبی برای چاپ سه بعدی به کار برده شده است زیرا مادهای ارزان بوده و از منابع تجدید پذیر ساخته میشود. سایر خواص آن عبارتند از قابلیت زیست تخریب پذیری، عدم خمیدگی و همچنین سادگی در کاربری که برای کسانی که به تازگی کار با انواع چاپگرهای سهبعدی را آغاز کردند نیز صدق می کند. اگرچه یکی از ویژگیهای بسیار متمایز این مواد در این مورد خلاصه می شود که در دمای بسیار پایین می تواند چاپ کند و به دلیل همین ویژگی مصارف این ماده محدود شده اند. اما امروزه تعدادی از تولیدکنندگان موفق شدند تا رشتههایی را بسازند که این عیب پلی لاکتیک اسیدها را از بین بردهاند بدون آنکه هیچ تأثیر منفی بر خواص این ماده ایجاد کنند که با نام پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت شناخته میشود و در واقع نوعی از پلی لاکتیک اسید هایی است که می تواند در معرض دمای بیشتری قرار گیرد و همچنان مقاوم باشد. این مواد نوین چه تفاوت هایی با پلی لاکتیک اسید های قدیمی دارند؟
پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت به چه موادی گفته می شود؟
تمامی علاقه مندان به چاپ سه بعدی پلی لاکتیک اسید را به عنوان یک ماده جذاب می شناسند و آن را در دسته مواد کاربردی خود قرار می دهند. ماده یاد شده دسترسی بسیار بالایی دارد و یکی از ارزان ترین رشته هایی است که شما می توانید خریداری کنید و همچنین امکان کاربری آن نیز بسیار بالا بوده و به سادگی می توانید کار با آن را یاد بگیرید. علاوه بر این ماده یاد شده در طی چاپ گازهای سمی از خود آزاد نمی کند. اما پلاستیک های نام برده شده دارای عیب بسیار بزرگی می باشند که عبارت است از مقاومت بسیار پایین در برابر گرما. درواقع نمیتوانیم این مواد را برای تولید محصولاتی به کار ببریم که در معرض دمای بیشتر از حوزه استاندارد ۴۵ تا ۵۴ درجه سانتیگراد قرار می گیرند. به عنوان مثال آب گرم شیر های خانگی به سادگی میتواند دمای بالاتر از این مقدار داشته باشد و در صورتی که شما این مواد را در داخل خودروی خود در یک روز بسیار گرم و آفتابی قرار دهید، ممکن است در نهایت با تکهای از یک پلاستیک ذوب شده روبرو شوید. اگرچه برندهای بسیار متفاوتی وجود دارد که توانسته اند نسخه ویژهای از پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت را به صورت رشته ای تولید کنند ولی برند Proto-pasta به بهترین نحو می تواند شیوه دستیابی به این موفقیت را توصیف کند. کلید اصلی توسعه انواعی از پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت در متبلور سازی آنها و یا سازماندهی مجدد و ساختارمند انواع دانه های (بلورهای) بدون نقص به دور یک عامل هسته زا می باشد. در این قسمت به خوبی نمی توانیم عامل هسته زا را توصیف کنیم اما برند یادشده عنوان میکند که ویژگی مقاومت حرارتی دراین پلاستیک ها ناشی از آن است که آنها با مواد معدنی پر شده اند و در هر صورت وابستگی به تبلور بدین معنی است که پلی لاکتیک اسیدهای نهایی باید در فرآیندهای ویژه ای انیله سازی شوند تا بتوانند به پایداری گرمایی بهینه دست پیدا کند. آنیله سازی با قرارگیری محصولات نهایی پلی لاکتیک اسید در معرض مقدار حرارت متناسبی انجام می گیرد که باعث می شود تا تک تک اتم ها در ماده پلاستیکی در جهت عامل هسته زا حرکت کنند و فرآیند متبلور سازی مجدد ادامه پیدا کند. با کنترل ساختار دانه ای یا بلوری محصول می توان قابلیت رسانایی پلی لاکتیک اسید و همچنین مقاومت گرمایی آن را افزایش داد اما همچنان این امکان وجود دارد که استحکام و سختی آن از بین برود.
نقاط ضعف و قوت پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت کدامند؟
مسلما تعداد زیادی از کسانی که به چاپ سه بعدی علاقه دارند از پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت استفاده نکردهاند اما کسانی که این ماده را به کار بردند همچنان آن را کاربردی و جذاب می خوانند و همانند سایر رشتههای کاربردی برای پرینت سه بعدی، پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت هم از مزایا و معایب خود برخوردارند.
مزایا
معایب
چگونه با پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت کار کنیم؟
نکته مثبتی که در خصوص پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت وجود دارد این است که نحوه کاربری آنها در مقایسه با انواع استاندارد این ماده سخت تر نیست و حتی در مقایسه با تعدادی از رشته های مقاوم در برابر حرارت مانند اکریلونیتریل بوتادین استایرن مواد بسیار ساده تری هم می باشد. ویژگی ها و پارامترهای پرینت ممکن است از یک برند تا برند دیگر متفاوت باشد اما این فرآیند همچنان باید به صورت کامل توضیح داده شود تا امکان چاپ با این مواد به وجود آید. دمای پیشنهادی برای پرینت با استفاده از پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت بین ۱۹۰ تا ۲۳۰ درجه سانتی گراد می باشد و با افزایش دما ممکن است شما شاهد نتایج خیلی بهتری باشید و ما پیشنهاد می کنیم که از دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد شروع کنید و همچنان این دما را بالا ببرید. خوشبختانه پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر حرارت به یک بستر زمینه نیازی ندارند و حتی نیازی نیست که این لایه ها در فضای محصور قرار بگیرند. اما به شما پیشنهاد می کنیم که از یک بستر شیشه ای برای بهبود کیفیت این ماده استفاده کنید اما موارد یاد شده به عنوان یک نیازمندی اصلی شناخته نمی شود. سرعت چاپ پیشنهادی برای پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر گرما در حوزه ۱۵ تا ۴۵ میلی متر بر ثانیه می باشد و این مقدار نیز بسیار بزرگ بوده اما ما به شما پیشنهاد می کنیم که از مقدار بسیار پایینتر شروع کنید و به تدریج آن را افزایش دهید.
نتیجه گیری
دقت کنید که کاربری پلی لاکتیک اسید های مقاوم در برابر گرما به سادگی پلی لاکتیک اسیدهای استاندارد نمی باشد و انواع استاندارد نیز همچنان ساده ترین کاربری را داشته و امکان به کارگیری آنها برای چاپ سه بعدی مواد FDM محور فراهم می باشد. مقاومت در برابر حرارت باعث می شود که به نتایج بسیار بهتری نیز دست پیدا کنید. پلی لاکتیک اسید ممکن است برای تولید بسیاری از مواد گزینه چندان مناسبی نباشد و به همین دلیل است که طراحان به سمت مادهای با مقاومت گرمایی بالاتر خواهد رفت همانند اکریلونیتریل بوتادین استایرن که دارای دمای انتقال شیشه ای برابر با ۱۰۵ درجه سانتیگراد می باشد ولی خود این ماده میتواند مشکلاتی را نیز به همراه داشته باشد همانند فاکتور خمیدگی بسیار بالا که خود منجر به ایجاد پیچیدگی های بسیار زیادی در پرینترهای سه بعدی خواهد شد.
مترجم: ف.آل احمد
