نگهداری از مواد پرینتر سه بعدی

نکته: این راهنما به صورت کلی و بدون تمرکز بر برند یا مدل خاصی به مفاهیم می پردازد.

کیفیت نهایی قطعات چاپ شده به شدت تحت تأثیر کیفیت مواد اولیه مورد استفاده در تولید فیلامنت و همچنین حفظ فیلامنت است.

زیرا هرچه خواص فیلامنت همگن و ثابت باشد، اکستروژن یکنواخت تر و کیفیت سطح قطعه نهایی بهتر خواهد بود.

با توجه به کیفیت مواد اولیه، استفاده از رزین‌های تولیدکنندگان مختلف یا افزودن مواد بازیافتی می‌تواند بر خواص حرارتی و رئولوژیکی مواد تأثیر بگذارد. اگر مخلوط کاملاً یکنواخت نباشد، خواص می‌تواند در سراسر فیلامنت متفاوت باشد و باعث ناهماهنگی‌های کوچکی در اکستروژن شود که در قطعه منعکس می‌شود. به همین دلیل است که هنگام جستجوی بالاترین کیفیت چاپ، خرید فیلامنت های با کیفیت از تولید کنندگان معتبر و قابل اعتماد اغلب بهترین گزینه است.

عامل مهم دیگر حفظ فیلامنت است. فیلامنت با بهترین کیفیت اگر به درستی انبار نشود، می تواند نتایج غیرمنتظره یا کیفیت پایینی به همراه داشته باشد. دما و رطوبت از جمله مواردی است که

موجب از بین رفتن کیفیت مواد پرینت میشود.

 تاثیر رطوبت بر فیلامنت

یکی از عوامل حیاتی در حفظ مواد چاپی که اغلب بیشترین مشکل را ایجاد می کند، نگهداری فیلامنت ها در محیط های مرطوب است.

تمام مواد پلاستیکی دارای خاصیتی به نام رطوبت سنجی هستند. این ویژگی توانایی مواد در جذب رطوبت را مشخص می کند.

به میزان کم یا زیاد، همه فیلامنت‌ها رطوبت را جذب می‌کنند، با این حال پلاستیک‌ها اغلب به ‌عنوان هیگروسکوپیک و غیر رطوبت‌سنجی طبقه‌بندی می‌شوند.

پلاستیک های هیگروسکوپیک میل ترکیبی بالایی برای جذب رطوبت دارند. این رطوبت در سطح مولکولی در سراسر ماده، حتی در داخل فیلامنت، جذب می شود.

رتبه بندی فیلامنت ها بر اساس میزان رطوبت پذیری به صورت زیر است:

• ABS
• ASA
• PETG
• CPE
• Nylon
• PC
• TPE
• TPU
• همه مشتقات فوق

برای اطمینان از حداکثر کیفیت چاپ، توصیه می شود این مواد را در جایی خشک و به دور از رطوبت نگهداری کنید. برخی از آنها مانند نایلون یا PC باید قبل از هر بار استفاده خشک شوند، در حالی

که برخی دیگر مانند ABS یا ASA به دلیل درجه رطوبت کم، نتایج قابل قبولی را حتی در صورت اشباع از رطوبت ارائه می دهند. برای کاهش تناوب خشک شدن فیلامنت ها، توصیه می شود آنها را

بدون رطوبت در ظروف در بسته با ماده خشک کن (سیلیکا ژل) نگهداری کنید.

به طور کلی، فیلامنت ها پس از خشک شدن به طور کامل خواص خود را بازیابی می کنند، با این حال موارد خاصی از پلاستیک های هیگروسکوپیک وجود دارد که در آنها امکان بازسازی کامل مواد

پس از خشک شدن وجود ندارد. این مواد عبارتند از:

• PLA
• PVB
• PVA
• BVOH
• هر رشته ای که از موارد فوق یا از مواد پشتیبانی محلول در آب مشتق شده باشد.

وجود رطوبت در این مواد اثری به نام هیدرولیز ایجاد می کند. در این فرآیند، مولکول‌های آب، گروه‌های استری پلیمر را تجزیه می‌کنند و در نتیجه باعث تخریب طبیعی مواد می‌شوند. این اصلی است

که به عنوان مثال، ساپورت از جنس PVA در آب حل می شود.

برای این مواد، ذخیره سازی بسیار مهم است و آنها باید همیشه عاری از رطوبت در انبار نگهداری شوند.

برخی از رشته ها، مانند PLA، سرعت هیدرولیز بسیار آهسته ای دارند، بنابراین هفته ها طول می کشد تا مواد در حضور رطوبت تجزیه شوند. در این موارد می توان فیلامنت را در حین پرینت در معرض هوا قرار داد و فقط در زمان نگهداری آن را خشک نگه داشت. توصیه می شود مواد را به صورت دوره ای خشک کنید تا عمر آن افزایش یابد. شاخص اصلی که یک رشته PLA در اثر هیدرولیز تجزیه شده است، شکنندگی مواد است. PLA که در اثر رطوبت تخریب می شود، شکننده خواهد بود و به راحتی می شکند. در این موارد، خشک کردن فیلامنت به دستیابی به کیفیت چاپ قابل قبول کمک می کند، اما خواص مواد بازیابی نمی شود، بنابراین قطعات به دست آمده نیز شکننده تر خواهند بود.

در مورد مواد مخصوص ساپورت محلول در آب، مانند PVA یا BVOH، سرعت هیدرولیز آنها بسیار بالا است و مواد می توانند در عرض چند ساعت پس از قرار گرفتن در معرض تخریب شوند.

نگهداری این مواد در ظروف خاص حتی در هنگام چاپ بسیار توصیه می شود. در این حالت، خشک کردن قرقره می تواند مفید باشد اگر ماده برای مدت طولانی در معرض رطوبت قرار نگرفته

باشد، اما اگر به درستی حفظ نشده باشد، در بیشتر موارد غیرقابل بازیابی خواهد بود. یک فیلامنت مرطوب PVA یا BVOH چسبندگی بسیار ضعیفی خواهد داشت و در بسیاری از موارد باعث

گرفتگی در هاتند می شود.

اگرچه بهترین راه برای نگهداری این نوع مواد، نگهداری آن در بسته بندی خلاء است، اما رایج ترین روش نگهداری آن در ظروف دربسته با مواد خشک کننده است. با این حال، این معمولاً به

طور ناکافی انجام می شود.

متداول ترین ماده خشک کننده مورد استفاده سیلیکا ژل است که از دانه های سیلیکات سدیم ریز متخلخل تشکیل شده است که قادر به جذب مقدار زیادی رطوبت است. این خشک کن ظرفیت محدودی برای جذب رطوبت دارد و پس از اشباع شدن، کارایی خود را به طور کامل از دست می دهد.

کیسه‌های خشک‌کننده را میتوان داخل بسته بندی فیلامنت یافت کرد، زیرا تولیدکنندگان آنها را برای حذف رطوبت از داخل کیسه هواگیر و اطمینان از حفظ مواد در طول ذخیره‌سازی قبل از

فروش قرار می‌دهند. با این حال، هنگامی که یک فیلامنت جدید برای اولین بار باز می شود، رطوبت دوباره به کیسه هوابند باز می شود، بنابراین توصیه می شود کیسه های خشک کننده را

به صورت دوره ای تعویض کنید.

یک گزینه پیشنهادی خرید سیلیکاژل قابل استفاده مجدد است. این ماده زمانی که با رطوبت اشباع می شود تغییر رنگ می دهد که نشان دهنده نیاز به تعویض است. سیلیکاژل اشباع شده

را می توان با حرارت دادن آن در فر در دمای 180 درجه سانتی گراد به مدت چند ساعت، برای استفاده مجدد به مدت نامحدود بازسازی کرد.

یک سری از انواع فیلامنت ها در دسته بندی غیر رطوبت گیر قرار میگیرند و در مقابل آن نیازی به سیستم نگهداری نیست.

• PP
• HIPS
• PVC

اثر دما بر فیلامنت

دما معمولاً عامل مهمی در حفظ فیلامنت های پرینت سه بعدی نیست، با این حال، یک عامل وجود دارد که باید در نظر گرفت که در برخی شرایط خاص می تواند مشکلاتی را ایجاد کند.

همه ترموپلاستیک ها، اعم از آمورف یا نیمه کریستالی، دارای خاصیتی به نام دمای انتقال شیشه ای (Tg) هستند. هنگامی که یک پلاستیک بالاتر از دمای انتقال شیشه ای خود گرم می شود، ویسکوالاستیک می شود، به این معنی که هرگونه تغییر شکل ماده دائمی می شود.

به طور کلی، تمام رشته ها دارای Tg بسیار بالاتر از دمای ذخیره سازی معمول هستند، با این حال این مشکل ممکن است در هنگام تلاش برای خشک کردن یک رشته با استفاده از دما ایجاد شود.

بسیار مهم است که برای مدت طولانی از Tg تجاوز نکنید، زیرا این امر می تواند باعث تغییر در قطر رشته شود یا در موارد شدید باعث جوش خوردن قطعات رشته به یکدیگر شود. به همین دلیل

است که فیلامنت را نباید با استفاده از اجاق های آشپزخانه که قادر به کنترل کافی دما نیستند، خشک کرد.

از طرف دیگر، رشته های PLA، به ویژه آنهایی که کیفیت بالاتری دارند، Tg بسیار پایینی دارند، بین 45 تا 55 درجه سانتیگراد. این امر باعث می‌شود که در برخی شرایط رایج مانند فضای داخلی

خودرو در تابستان، از این دما تجاوز کنید. این امر باعث می‌شود که در برخی شرایط رایج مانند فضای داخلی خودرو در تابستان، از این دما تجاوز کنید.

محافظت از مواد پرینت سه بعدی در برابر رطوبت برای دستیابی به کیفیت نهایی خوب قطعات بسیار مهم است. برخی از مواد مانند نایلون یا PETG را می توان به راحتی خشک کرد تا خواص خود

را احیا کنند، اما برخی دیگر مانند PLA یا PVA در مجاورت رطوبت تخریب می شوند و خواص آنها برای همیشه تغییر می کند. هنگام خشک کردن رشته ها با گرما، استفاده از تجهیزات تخصصی

با قابلیت کنترل دقیق دما برای جلوگیری از ایجاد تغییر شکل در رشته که می تواند بر چاپ تأثیر بگذارد بسیار مهم است.

برای اطمینان از کیفیت چاپ بهینه و حفظ حداکثری مواد، نگهداری آن در شرایط دما و رطوبت مناسب ضروری است.