انواع مواد بکار رفته در چاپ سه بعدی (بخش اول)‏

آیا دوست دارید بدانید که از چه موادی می توانید برای چاپ سه بعدی استفاده کنید؟ آیا می خواهید انواع مختلف مواد بکار رفته در چاپ سه بعدی را بشناسید؟ چنانچه پاسخ شما مثبت است، در این صورت مقاله مناسبی را انتخاب کرده اید. احتمالاً از شنیدن نام برخی از موادی که در چاپ سه بعدی بکار می روند، تعجب خواهید کرد چرا که برخی از آنها به اندازه پلاستیک شناخته شده نیستند.

چاپ سه بعدی صنعت رو به رشدی است و مواد موجود مورد نیاز برای این کار نیز در طول سالها تغییر کرده اند. چنانچه از طرفداران چاپ سه بعدی هستید، بدانید که طیف گسترده ای از مواد وجود داشته که می توانید به منظور ساخت یک شئ سه بعدی از آنها استفاده کنید.

در این بخش برخی از مواد چاپ سه بعدی را معرفی می کنیم:
 

پلاستیک یکی از رایج ترین و شناخته شده ترین مواد بکار رفته در چاپ سه بعدی است که طراحان زیادی از آن استفاده می کنند و شما احتمالاً این ماده را از قبل می شناسید. اما آیا می دانید که از پلاستیک بکار رفته در چاپ سه بعدی انواع بسیاری وجود دارد؟

در ادامه به توضیح دو فیلامنت یا رشته پلاستیکی بکار رفته برای چاپ سه بعدی می پردازیم.
 

ای بی اس یکی از رایج ترین مواد پلاستیکی است که در چاپ سه بعدی بکار می رود. این ماده به طور گسترده در چاپگرهای سه بعدی اف دی ام (FDM) سری entry-level ‎ و به صورت رشته ای استفاده می شود. این ماده، پلاستیک بسیار محکمی است و رنگهای متنوعی از آن وجود دارد.
 

پی ال ای ماده ای زیست تجزیه پذیر است و این امر باعث می شود گزینه مناسبی برای طرفداران محیط زیستی به حساب آید که قصد دارند به چاپ سه بعدی بپردازند. این ماده می تواند در قالب رزین به منظور پردازش نور دیجیتال (DLP) و استریولیتوگرافی (Stereolithography‎) بکار رود.

نکته: استریولیتوگرافی یا SLA یکی از روشهای تولید افزایشی است که از طریق جامد کردن مواد حساس به نور مایع به صورت لایه به لایه و انتخابی طی عملیاتی به نام فوتوپلیمریزاسیون عمل می کند
.
این نوع پلاستیک همچنین می تواند به صورت رشته ای از فرایند FDM مورد استفاده قرار گیرد. پی ال ای درست مانند ای بی اس در رنگهای مختلفی موجود است. با این حال به اندازه آن بادوام نمی باشد.

مزایا: دو ماده ABS و PLA برای نمونه سازی های کم هزینه، تولید قطعات مکانیکی، محفظه، نگهدارنده، آداپتور، اسباب بازی و مدلهای مدرج، مواد ایده آلی به شمار می روند. با این حال، استفاده از این مواد برای شئ هایی که به طراحی پیچیده و ظریف نیاز دارند پیشنهاد نمی شود.
 

هرگاه از پلاستیکی غیر از ای بی اس و پی ال ای برای چاپ سه بعدی استفاده کرده باشید، بهتر است بدانید که از نوعی پلاستیک تخصصی با ویژگیهای خاص و نه برای چاپ سه بعدی عمومی استفاده نموده اید. در این بخش برخی از این انواع پلاستیک را معرفی می کنیم.
 

نایلون یا پلی آمید معمولاً به صورت پودر در فرایند رسوب یا به صورت رشته ای در فرایند FDM استفاده می شود. این ماده قوی، قابل انعطاف و بادوام است. نایلون به طور طبیعی سفید رنگ بوده اما می تواند قبل یا بعد از چاپ رنگ شود.

نایلون پودری را می توان با آلومینیوم پودر شده ترکیب کرد تا آلومید یکی دیگر از مواد متداول چاپ سه بعدی رسوبی بدست آید. نایلون ماده قابل اعتمادی برای چاپ سه بعدی به حساب می آید.

با این حال از پی ال ای یا ای بی اس گران تر است به این دلیل که برای مواد خاصی با قابلیتهای خاص (مقاومت در برابر مواد شیمیایی خاص) یا به دلیل قرار گرفتن در فهرست مواد تأیید شده  توسطFDA (سازمان غذا و دارو) مورد استفاده قرار می گیرد.

نایلون ماده ایده آلی برای محصولات کاربردی، مدلهای پیچیده با طراحی ظریف، قطعات متحرک و مونتاژ شده، محفظه، نگهدارنده و آداپتور به شمار می رود. با این حال، این ماده برای ساخت اشیاء حفره دار با نقش و نگار مناسب نمی باشد.
 

پلی استایرن فوق فشرده یا HIPS رشته های پلاستیکی هستند که به جهت ایجاد ساختارهای حمایتی یا تقویتی قابل حل در چاپگرهای FDM استفاده می شوند. این ماده ویژگی های مشابه با ای بی اس دارد تنها با این تفاوت که در هیدروکربن مایع تحت عنوان لیمونن کاملاً محلول است.
در صورتی که از چاپگر FDM با بیش از یک سر چاپ استفاده شود، می توانید ABS را در یک سر و HIPS را در سر دیگر به عنوان یک ماده پشتیبان با فشار از قالب خارج سازیددر صورتی که از چاپگر FDM با بیش از یک سر چاپ استفاده شود، می توانید ABS را در یک سر و HIPS را در سر دیگر به عنوان یک ماده پشتیبان با فشار از قالب خارج سازید. این ماده حل شده و از بین می رود و پشت سر خود ABS را باقی می گذارد تا بتواند خروجی تمیزتری داشته باشد.
 

این دو ماده بسته به دمایی که در آن چاپ می شوند ممکن است در شکل ظاهری با یکدیگر تفاوت داشته باشند. به عنوان مثال LayBrick تنها با افزایش دمای اکستروژن یا برون رانی می تواند به نرمی سرامیک یا به زبری ماسه سنگ باشد.

با چاپ این ماده در درجه حرارت پایین 165 تا 190 درجه سانتیگراد،  نتیجه کار نرم و صاف خواهد بود. در عین حال با افزایش درجه حرارت از دمای مذکور به حدود 210 درجه سانتیگراد به نتیجه زبر و سخت تر خواهید رسید.
در صورتی که درجه حرارت را افزایش دهید، نتیجه حاصله از آن دانه های چوبی تیره تر خواهد بوداز سوی دیگر تفاوت در شکل ظاهری LayWood در بافت آن نمی باشد بلکه این تفاوت در رنگ دیده می شود. در صورتی که درجه حرارت را افزایش دهید، نتیجه حاصله از آن دانه های چوبی تیره تر خواهد بود. چنانچه دارای چاپگری باشید که درجه حرارتهای متغیری را پشتیبانی می کند، می توانید با استفاده از LayWood رنگهای مختلفی را در یک چاپ واحد دریافت کنید.

در بخش دوم مواد دیگری از جمله تی ـ گلس، فلز، تیتانیوم، سرامیک، فولاد ضد زنگ، طلا یا نقره، مواد بیولوژیکی، کاغذ و مواد غذایی را معرفی و مورد بررسی قرار می دهیم.

ادامه دارد...


منبع: allthat3d