فیلامنت چیست؟

در ابتدا باید بدانید که واژه فیلامنت (Filament) به معنای رشته است. اما در اینجا منظور ما یک نوع رشته خاص است. این مقاله به بررسی فیلامنت چیست پرداخته و فیلامنت مورد استفاده در پرینتر سه بعدی اصفهان شرح می دهیم.

فیلامنت چیست؟

هر پرینتر سه‌بعدی برای ساختن قطعات به مواد مصرفی نیاز دارد. فیلامنت ماده‌ای است که بیشتر از همه در این دستگاه‌ها استفاده می‌شود. این نام به دلیل ظاهر رشته‌ای آن انتخاب شده است. فیلامنت نوعی پلاستیک حرارتی است که در دماهای مختلف ذوب می‌شود و شکل می‌گیرد. این رشته‌های پلاستیکی معمولاً با قطر 1.75 میلی‌متر یا 3 میلی‌متر ساخته می‌شوند. هر کدام از این اندازه‌ها خواص خاص خود را دارند و برای استفاده نیاز به دمای ذوب متفاوتی دارند. در پرینتر سه‌بعدی فیلامنت از طریق اکسترودر به داخل دستگاه کشیده می‌شود. پس از آن با یک دمای مشخص ذوب شده و از نازل با قطر کمتر خارج می‌شود. بعد از خروج از نازل فیلامنت به صورت لایه‌لایه روی هم قرار می‌گیرد. این لایه‌ها پس از سرد شدن شکل نهایی قطعه را می‌سازند. فیلامنت‌ها در رنگ‌ها و انواع مختلف در بازار وجود دارند که هر یک برای کاربری خاصی مناسب است.

پشتیبان یا ساپورت چیست؟

پشتیبانی در واقع اولین لایه قبل از شروع چاپ است. یک چاپگر سه بعدی زمانی از پشتیبانی استفاده می کند که مدل مورد چاپ دارای برآمدگی باشد یا زاویه آن با یکی از محورهای X Y یا Z بیشتر از 45 درجه باشد. از آنجایی که مدل لایه به لایه بر روی یک چاپگر سه بعدی ساخته می شود ساخت هر لایه به لایه پایین تری نیاز دارد. اگر قسمتی از مدل چاپ شده لایه ای زیر این خط ندارد (مثلا خط افقی بین حرف H و T) بهتر است از یک ساپورت برای چاپ دقیق و تمیزتر استفاده کنید.

ویژگی‌های فیلامنت کدامند؟

• انعطاف‌پذیری بالا: امکان ایجاد قطعات با اشکال پیچیده
• قابلیت ذوب و سرد شدن سریع: سرعت عمل در فرآیند چاپ
• تنوع رنگ و جنس: مناسب برای کاربردهای گوناگون
• دوام و استحکام: تولید قطعات مقاوم و بادوام

انواع فیلامنت و کاربردهای آن

فیلامنت‌ها بر اساس مواد تشکیل‌دهنده به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

فیلامنت PLA

فیلامنت PLA (Polylactic Acid) یکی از محبوب‌ترین انواع فیلامنت است. این ماده از منابع طبیعی مانند نشاسته ذرت تولید می‌شود و به‌دلیل ویژگی‌های زیر مورد توجه قرار دارد:

• سازگاری با محیط زیست
• سهولت استفاده برای مبتدیان
• مناسب برای چاپ قطعات دکوری و نمونه‌سازی

فیلامنت ABS

فیلامنت ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) بیشتر برای کاربردهای صنعتی و تولید قطعات مستحکم استفاده می‌شود. ویژگی‌های اصلی آن شامل موارد زیر است:

• مقاومت در برابر ضربه و حرارت
• مناسب برای قطعات مکانیکی و صنعتی

 فیلامنت PETG

فیلامنت PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol) ترکیبی از PLA و ABS است و ویژگی‌های هر دو را به‌طور همزمان دارد:

• شفافیت بالا
• مقاومت شیمیایی و مکانیکی

 فیلامنت TPU

فیلامنت TPU (Thermoplastic Polyurethane) یک ماده انعطاف‌پذیر و بادوام است که برای تولید قطعات انعطاف‌پذیر مانند واشرها و قطعات لاستیکی استفاده می‌شود.

تفاوت‌های فیلامنت ABS و PLA

فیلامنت ABS به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و فشار انتخابی مناسب برای شرایط سخت است. در مقابل فیلامنت PLA به علت دمای ذوب پایین برای استفاده در محیط‌های گرم مناسب نیست. این موضوع به خاصیت انبساط آن در برابر حرارت برمی‌گردد. رنگ‌بندی PLA بسیار متنوع‌تر از ABS است. همچنین PLA ماده‌ای زیست‌تخریب‌پذیر است که هیچ آسیبی به محیط زیست نمی‌رساند. اما ABS ساختاری کاملاً شیمیایی دارد و در طبیعت باقی می‌ماند.

انعطاف‌پذیری PLA نزدیک به صفر است اما ABS تا حدودی انعطاف‌پذیری دارد. با این حال از نظر قیمت تفاوت زیادی میان این دو فیلامنت وجود ندارد و هر دو در یک محدوده قیمتی قرار می‌گیرند. در هنگام خرید فیلامنت کیفیت محصول را در اولویت قرار دهید. خرید محصولات ارزان ممکن است به گرفتگی اکسترودر دستگاه شما منجر شود که رفع آن هزینه‌های اضافی به همراه خواهد داشت. فیلامنت ABS معمولاً در ساخت قطعاتی استفاده می‌شود که باید دمای بالا را تحمل کنند مثل قطعات الکترونیکی و مکانیکی. از طرف دیگر فیلامنت PLA برای تولید مدل‌های بزرگ و محصولات مصرفی روزمره گزینه بهتری است.

نحوه عملکرد فیلامنت در پرینترهای سه‌بعدی

فیلامنت در پرینترهای سه‌بعدی از طریق اکسترودر وارد دستگاه می‌شود. پس از آن در دمای مشخصی ذوب شده و از نازل با قطر کمتر خارج می‌شود. این ماده به‌صورت لایه‌لایه روی هم قرار می‌گیرد و با سرد شدن هر لایه قطعه نهایی شکل می‌گیرد. در این فرآیند دقت در تنظیم دمای اکسترودر و سرعت چاپ بسیار اهمیت دارد. اگر این عوامل به‌درستی تنظیم شوند محصول نهایی از کیفیت بالایی برخوردار خواهد بود.

مزایا و معایب استفاده از فیلامنت

مزایا

• سهولت استفاده: امکان چاپ قطعات پیچیده با حداقل دانش فنی
• هزینه مناسب: قیمت فیلامنت‌ها در مقایسه با مواد دیگر اقتصادی‌تر است.
• تنوع در کاربرد: قابل استفاده در پروژه‌های مختلف از دکوراسیون تا صنایع

معایب

• حساسیت به دما: برخی از انواع فیلامنت به دماهای خاصی برای چاپ نیاز دارند.
• محدودیت در استحکام: برخی از فیلامنت‌ها مانند PLA استحکام کافی برای کاربردهای سنگین ندارند.

نکات مهم در خرید فیلامنت

برای خرید فیلامنت مناسب باید به نکات زیر توجه کنید:

• نوع پروژه: نوع قطعه‌ای که می‌خواهید چاپ کنید بر انتخاب فیلامنت تأثیر دارد.
• دقت دستگاه: بررسی کنید که پرینتر شما با چه قطر فیلامنتی سازگار است.
• کیفیت فیلامنت: همیشه از برندهای معتبر خرید کنید تا از کیفیت و یکنواختی فیلامنت مطمئن باشید.
• شرایط نگهداری: فیلامنت‌ها باید در محیط خشک و خنک نگهداری شوند تا کیفیت خود را حفظ کنند.

نتیجه‌گیری

فیلامنت یکی از مهم‌ترین اجزای چاپ سه‌بعدی است که بدون آن فرآیند تولید قطعات امکان‌پذیر نیست. شناخت انواع ویژگی‌ها و نحوه عملکرد این ماده می‌تواند به شما در انتخاب بهترین گزینه برای پروژه‌های مختلف کمک کند. از فیلامنت PLA برای کارهای ساده تا ABS و PETG برای پروژه‌های پیشرفته هرکدام نقش مهمی در ارتقای کیفیت چاپ سه‌بعدی ایفا می‌کنند.