فیلامنت های ترکیبی - بخش اول

دسته: مقالات منتشر شده در 21 مهر 1399
نوشته شده توسط Admin بازدید: 31

فیلامنت های ترکیبی کاربردی در چاپ سه بعدی به چه موادی گفته می شود؟ (بخش اول)

 یکی از فاکتورهای اولیه که باعث می شود تا چاپ سه بعدی با استفاده از فناوری FDM محبوبیت زیادی داشته باشد تنوع بسیار بالای فیلامنت های پلاستیکی می باشد که در برند های متفاوتی تولید شده و توسعه یافته اند. به طور کلی می‌توان عنوان کرد که فیلامنت های موجود از سه نوع پلاستیک متفاوت ساخته می شوند و هر کدام خواص ویژه خود را دارد. علاوه بر موارد یاد شده انواعی از فیلامنت های ترکیبی و جذاب تر هم وجود دارند که از ترکیب تعدادی از قطعات جامد به وجود می‌آید و به طور کلی به آنها فیلامنت های ترکیبی گفته می شود. فیلامنت های ترکیبی چه موادی هستند و چگونه ساخته می شوند؟ چه زمانی می توانیم از انواع ترکیبی استفاده کنیم و یا بهترین فیلامنت های ترکیبی موجود که شما می توانید به کار ببرید کدامند؟

 

فیلامنت های ترکیبی کدامند؟

همانطور که از نام این دسته از فیلامنت ها نیز مشخص است این مواد از ترکیب بیش از یک ماده به وجود می‌آیند و در بیشتر موارد شامل نوعی ماده جامد پودر مانند هستند که در ماتریس اصلی پلاستیکی قرار می گیرد و همین ماتریس باعث می‌شود ماده ترکیبی رفتاری بسیار مشابه با فیلامنت های پلاستیکی داشته باشد و به عنوان مهمترین ویژگی شناخته می‌شود که آنها می‌توانند خواص ترموستینگ خود را حفظ نمایند. بیشتر فیلامنت های پلاستیکی دارای میزان ۶۰ تا ۷۰ درصد از ماده پلاستیکی و ۳۰ تا ۴۰ درصد از پودر جامد می باشند. بیشتر ترکیبات یاد شده ماده انتخابی ماتریکس پلاستیکی پلی لاکتیک اسید می باشد که به عنوان یکی از پرمصرف‌ ترین فیلامنت ها در چاپ سه بعدی به شمار می آید و تعداد زیادی از افراد حرفه ای و یا سایرین درک خیلی خوبی از نتایجی دارند که به کمک این دسته از فیلامنت ها می توان به آن دست یافت. علاوه بر آن فیلامنت نام برده شده باعث می شود تا امکان چاپ در دمای نسبتا پایین هم وجود داشته باشد و در مواردی نیز بخش جامد های ترکیبی ممکن است با قرارگیری در معرض دمای بسیار بالا بسوزند و یا رنگ خود را از دست بدهند. این مواد نقش بسیار پررنگی در ایجاد ظاهری شبیه سایر فیلامنت های موجود دارند که در حالتهای مختلف امکان چاپ سه بعدی آنها با استفاده از روش FDM غیر ممکن خواهد بود. در موارد بسیار خاصی نیز وجود قطعات جامد باعث می‌شوند تا محصول نهایی تولید شده از ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردار باشد. فیلامنت های ترکیبی باعث می شوند تا تمامی محصولاتی که به کمک این روش ساخته می شوند از خواص رسانایی مغناطیسی و یا درخشش در تاریکی برخوردار شوند.

 

چه زمانی شما باید از فیلامنت های ترکیبی استفاده کنید؟

فیلامنت های ترکیبی به عنوان موادی بسیار خاص شناخته می‌شوند و این موضوع ناشی از آن است که شما فقط در تولید محصولات ویژه باید از آنها استفاده کنید و در صورتی که می خواهید نوعی محصول را با استفاده از چاپ سه بعدی تولید کنید که ظاهری همانند چوب و یا مس دارد، در نهایت فیلامنت های ترکیبی می تواند بهترین گزینه ممکن برای شما باشد. این فیلامنت ها طراحی‌های نهایی بسیار زیبایی را به وجود آورده و باعث می‌شوند تا افرادی که از چاپگر سه بعدی استفاده می‌کنند از نتایج به دست آمده کاملا شگفت زده شوند. ویژگی که تمامی محصولات تولید شده به کمک فیلامنت های ترکیبی از آن محروم می باشند، دوام بالاست و این در حالی است که پلی لاکتیک اسید به عنوان بادوام ترین فیلامنت موجود شناخته نمی شود اما وجود ذرات جامد قرار گرفته در ماتریکس اصلی پلاستیک باعث می‌شود تا شاخه‌های کمتری از مواد پلیمری شکل بگیرد. به شما پیشنهاد می‌کنیم که از به کارگیری فیلامنت های ترکیبی به منظور تولید بخش های متحرک و یا تمامی بخش های طراحی شده برای تحمل فشار مکرر و یا مداوم بپرهیزید. تعداد کمی از فیلامنت های منحصر بفرد خواص ویژه‌ای را به محصول نهایی می بخشند همانند درجه محدودی از رسانایی الکتریکی و یا قابلیت فرومغناطیس. اگرچه ماتریکس پلاستیکی تداخلی با این خواص بوجود می اورد و این بدین معنی است که فیلامنت های رسانا هیچ وقت به اندازه یک سیم رسانا و یا فلزات نمی توانند از این ویژگی برخوردار باشند. بنابراین بهترین کاربرد فیلامنت های ترکیبی قطعات نمایشی می باشند و در واقع زمانی که می‌خواهید محصولی با ظاهر زیبا را به وجود بیاوریم هیچ گزینه‌ای بهتر ازفیلامنت های ترکیبی وجود نخواهد داشت.

 

مثال هایی مهم از فیلامنت های ترکیبی

فیلامنت های ترکیبی به مدت بیش از ۵ سال مورد استفاده قرار گرفته و امروزه نیز از شهرت بسیار زیادی برخوردارند و علاوه بر آن می‌توان عنوان کرد که تعداد بسیار زیادی از تولید کنندگان فیلامنت خود را از این مواد ترکیبی به وجود آوردند و باعث شدند تا تنوع بسیار زیادی از ان ها را بتوان در بازار مشاهده کرد. فیلامنت های ترکیبی در یکی از دسته های زیر قرار می گیرند:

  • فیلامنت های چوب: یکی از انواع فیلامنت هایی که امروزه به میزان بسیار گسترده مورد استفاده قرار می گیرد انواع چوبی می باشد و این شهرت ناشی از سادگی کاربری و کیفیت خوب محصولات نهایی تولید شده است. خود فیلامنت های چوبی نیز از دسته‌های متفاوتی برخوردارند و هر یک از آنها با چوب به شکل متفاوتی تبدیل شده است. خواص فیزیکی انواع فیلامنت های چوبی تفاوت زیادی با هم ندارند اما محصول نهایی تولید شده از آنها تفاوت کاملاً زیادی در ظاهر خواهد داشت. یکی از گزینه‌هایی که فرآورده های چوبی را به موارد بسیار محبوب تبدیل کرده است خطوط لایه‌ای می باشد که در روش چاپ سه بعدی با استفاده از فناوری FDM بسیار رایج است و ظاهری مشابه با خطوط چوب به روی محصول نهایی خواهد داشت. این اولین باری است که وجود خطوط لایه‌ ای بروی محصول نهایی گزینه‌ ای مطلوب به شمار می آید. روش های شخصی سازی محصولات نهایی تولید شده با استفاده از فیلامنت های چوبی، قرارگیری پودر چوب در معرض دمای بالاتر می باشد که این حالت باعث می‌شود محصول تولید شده رنگ تیره تری داشته باشد. البته توجه داشته باشید که دمای مورد نیاز شما نباید بسیار بالا باشد زیرا چوب به راحتی می‌تواند بسوزد و مشکلاتی را برای شما به وجود آورد.

 

  • فیلامنت های فلزی: یکی دیگر از فیلامنت های ترکیبی بسیار رایج فیلامنت های پلی لاکتیک اسید می باشد که دارای پوشش های فلزی است و همین موضوع باعث می‌شود محصولات تولیدی با استفاده از آن از ظاهر بسیار ویژه ای برخوردار باشند. ویرایش نهایی این محصولات باعث می‌شود که آنها درخششی همانند فلزات واقعی داشته باشند. فیلامنت های فلزی هم دارای دسته های متفاوتی هستند و اگر بخواهیم آنها را با هم مقایسه کنیم حتی از انواع بیشتری هم برخوردارند و همین باعث شده است تا به عنوان یکی از فیلامنت های ترکیبی با قابلیت دسترسی بسیار بالا شناخته شوند. به عنوان مثال می‌توان مس، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و برنج را نام برد. ذرات جامد بیشتری در فیلامنت های فلزی وجود دارد که برابر با ۸۰ درصد است و علاوه بر آنکه محصولات تولیدی توسط فیلامنت های فلزی از ظاهر بسیار زیبای برخوردارند بلکه آنها سنگین وزن نیز می باشند که به دلیل وجود قطعات فلزی است. تمامی موارد عنوان شده باعث می‌شود تا فیلامنت های فلزی به عنوان موادی جذاب و منحصر به فرد شناخته شود و در صورتی که می خواهید دیگران را با مهارت های خود در چاپ سه بعدی آشنا کنید می‌توانید از همین نوع فیلامنت ها استفاده کنید. نکته‌ای بسیار قابل توجه در خصوص فیلامنت یاد شده در این مورد خلاصه می‌شود که چاپ آنها نیازی به دمای بسیار بالا ندارد و حضور فلز در آن‌ها بدین معنی است که این مواد در مقایسه با پلی لاکتیک اسید با سرعت بسیار بیشتری گرم می‌شوند و حرارت را برای مدت بسیار طولانی تری نیز درخود حفظ می کنند. این بدین معنی است که امکان چاپ در دمای بسیار پایین نیز وجود دارد و علاوه بر آن به هیچ عنوان انحراف و یا خمیدگی برای محصول نهایی شما به وجود نخواهد آمد. وزن بیشتری که قطعات فلزی در محصولات نهایی به وجود می‌آورند می‌تواند گزینه ای مثبت باشد اما این امکان نیز وجود دارد که در طی چاپ مشکلات زیادی را برای شما ایجاد نماید به خصوص اگر مدل مورد نظر شما دارای بخش‌های انتقالی و یا برآمدگی باشد. می توانید ویژگی های نام برده شده را از محصول مورد نظر خود حذف کنید بنابراین بهتر است از ساختار های پشتیبانی کننده استفاده نمایید. این دسته از فیلامنت ها در مقایسه با انواع معمولی قیمتی تقریباً دو برابر بیشتر دارند و این موضوع می‌تواند با توجه به نوع فیلامنت کاربردی و یا مقدار آن متفاوت باشد. به عنوان مثال پلی لاکتیک اسید های استاندارد و یا اکریلونیتریل بوتادین استایرن در بسته یک کیلوگرمی ارائه می‌شوند و ممکن است گاهی اوقات شما تصور کنید که فیلامنت های فلزی گزینه بهتری هستند ولی بهتر است بدانید که در اغلب موارد این قیمت برای ۵۰۰ گرم ارائه می شود. در صورتی که شما میخواهید مواد متمایزی را امتحان کنید می توانید نمونه هایی با هزینه کم را برای انواع سرگرمی ها انتخاب کنید و به همین روش می توانید قبل از تولید محصول مورد نظر خود با ویژگی‌ها و شرایط چاپ آن به خوبی آشنا شوید. همانطور که پیش از این نیز گفته شده مقدار فلز موجود در این فیلامنت ها می تواند باعث افزایش وزن آنها شود و این بدین معنی است که وزن یکسان از فیلامنتهای فلزی و سایر فیلامنت های معمول به گونه ای است که انواع فلزی حاوی مقدار کمتری از مواد می باشد.

مترجم: ف. ال احمد