مقایسه مواد چاپ سه بعدی FDM

“انتخاب نوع ماده مناسب برای چاپ یک شی خاص دشوار است ، زیرا بازار چاپ سه بعدی به طور منظم شاهد ظهور مواد کاملاً جدید است. در FDM 3D Printing ، PLA و ABS در گذشته دو پلیمر اصلی مورد استفاده بوده اند ، اما تسلط اولیه آنها عمدتا تصادفی بوده است ، بنابراین نباید مانع بزرگی برای سایر پلیمرها باشد تا در آینده FDM نقش اساسی ایفا کنند.
اکنون شاهد محبوبیت بیشتر محصولات جدید هستیم ، هم پلیمرهای خالص و هم کامپوزیت ها. در این مطالعه ، ما روی اصلی ترین پلیمرهای خالص موجود در بازار تمرکز می کنیم: PLA ، ABS ، PET ، نایلون ، TPU (قابل انعطاف) و PC. ما تفاوت های کلیدی بین ویژگی های آنها را خلاصه می کنیم تا کاربران بتوانند در مورد بهترین پلیمر مورد استفاده برای طرح خود سریع تصمیم بگیرند.”

علم مواد

مواد معمولاً در 3 دسته عملکرد مکانیکی ، کیفیت بصری و فرآیند طبقه بندی می شوند. در این مورد ، ما این دسته ها را بیشتر تجزیه می کنیم تا تصویر واضح تری از خواص پلیمر ایجاد شود. انتخاب مواد واقعاً به آنچه کاربر می خواهد چاپ کند بستگی دارد ، بنابراین ما معیارهای تصمیم گیری کلیدی مورد نیاز برای انتخاب یک ماده (غیر از هزینه و سرعت) را ذکر می کنیم:

سهولت چاپ (Ease of printing):

 چاپ یک ماده چقدر آسان است: چسبندگی به صفحه ساخت ، حداکثر سرعت چاپ ، دفعات چاپ های ناموفق ، دقت جریان ، سهولت وارد شدن به چاپگر سه بعدی و غیره.

کیفیت بصری (Visual quality):

 شیء تمام شده چقدر خوب به نظر می رسد.

حداکثر تنش (Max stress):

 حداکثر تنشی که جسم می تواند قبل از شکستن هنگام کشیدن آهسته روی خود تحمل کند.

افزایش طول در شکستن (Elongation at break):

 حداکثر طول جسم کشیده شده قبل از شکستن.

مقاومت در برابر ضربه (Impact resistance):

 انرژی مورد نیاز برای شکستن یک جسم با برخورد ناگهانی.

چسبندگی لایه (ایزوتروپی) (Layer adhesion (isotropy)): 

چسبندگی بین لایه های مواد چقدر خوب است. با “ایزوتروپی” (= یکنواختی در همه جهات) مرتبط است: هرچه چسبندگی لایه بهتر باشد ، شیء ایزوتروپ بیشتر خواهد بود.

مقاومت در برابر حرارت (Heat resistance):

 حداکثر دمایی که جسم می تواند قبل از نرم شدن و تغییر شکل حفظ کند.

ما همچنین اطلاعات دیگری را ارائه می دهیم که در نمودار ضبط نشده است ، به یکی از دو دلیل:

1. آنها در اصل نه “خوب” هستند و نه “بد”. آنها فقط ویژگی هایی هستند که برای برخی از طرح ها مناسب هستند و برای برخی دیگر مناسب نیستند ، مانند سختی.
2. ما ارزیابی مناسبی از آن نداریم ، اما می دانیم که عامل مهمی مانند مقاومت در برابر رطوبت یا سمیت است.

پیشنهاد ما به علاقه مندان پرینترهای سه بعدی ، پرینتر سه بعدی صنعتی S5050 می باشد

نتایج

هر ماده در معیارهای زیر در مقیاس 1 (پایین) تا 5 (بالا) رتبه بندی شده است. اینها نمرات نسبی برای فرایند FDM هستند – اگر سایر فناوریهای تولید در نظر گرفته شوند ، کاملاً متفاوت به نظر می رسند. با استفاده از داده های Optimatter ، پلیمرها بر اساس معیارهای مختلف در نظر گرفته شده اند:

PLA

PLA ساده ترین پلیمر برای چاپ است و کیفیت بصری خوبی را ارائه می دهد. بسیار سفت و در واقع کاملاً قوی است ، اما بسیار شکننده است.

ABS

ABS معمولاً هنگامی که مقاومت دمایی بالاتر و چقرمگی بیشتری مورد نیاز است ، به جای PLA انتخاب می شود.

PET

PET یک پلیمر کمی نرمتر است که به خوبی گرد شده و دارای ویژگیهای اضافی جالب با چند اشکال عمده است.

NYLON

نایلون دارای خواص مکانیکی عالی است ، و به ویژه ، بهترین مقاومت در برابر ضربه برای یک فیلامنت غیر قابل انعطاف را دارد . با این حال ، چسبندگی لایه می تواند یک مشکل باشد.

TPU

TPU بیشتر برای طرح های انعطاف پذیر استفاده می شود ، اما مقاومت بسیار بالا در برابر ضربه می تواند برای سایر طرح ها مناسب باشد.

PC

PC قوی ترین ماده بین همه است و می تواند جایگزین جالبی برای ABS باشد زیرا خواص آن کاملاً مشابه است.

نتیجه

انتخاب پلیمر مناسب برای به دست آوردن خواص مناسب برای قطعه چاپ سه بعدی بسیار مهم است ، به خصوص اگر این قطعه کاربرد داشته باشد. این مقاله به کاربران کمک می کند تا بسته به خواص مورد نیاز ، مواد مناسب را پیدا کنند. با این حال ، تأمین کنندگان مواد اغلب مخلوط یا افزودنی هایی را برای اصلاح خواص پلیمر خالص ارائه می دهند (به عنوان مثال افزودن فیبر کربن برای سفت شدن مواد).

سلب مسئولیت

1. نمرات داده شده در این مقاله برای پلیمرهایی است که در شیمی عمومی نشان داده شده اند . اما عملکرد ، بسته به محصول واقعی یا تأمین کننده ای که کاربر از آن خرید می کند متفاوت خواهد بود.
2. تمام داده ها و نمرات ما در این مطالعه با استفاده از ماده 3D اندازه گیری شد ، به استثنای مقاومت در برابر حرارت ، که برای آن از دمای شیشه ای که توسط تامین کنندگان ، فیلامنت های متعدد ارائه شده است استفاده کردیم.
3. نوع نایلونی که در این مقاله مورد بحث قرار می دهیم نایلون 6 است ، نه نایلون 11 یا 12.
4. کیفیت بصری بدون هیچگونه پردازش قابل توجهی آزمایش می شود. راه هایی وجود دارد که می توان چاپ ها را صاف کرد و کیفیت بصری یک پلیمر مشخص را به طور قابل توجهی بهبود بخشید (به عنوان مثال استفاده از بخار استون در ABS).
5. سمیت پلیمرهای چاپ سه بعدی هنوز به خوبی شناخته نشده است و عاملی است که ممکن است نقش بیشتری در آینده ایفا کند. ما نظرات خود را در مورد سمیت بر اساس یک مطالعه توسط عظیمی و همکاران پایه گذاری کرده ایم.

ترجمه و جمع آوری : واحد تحقیق و توسعه خدمات پرینتر های سه بعدی ثمین samin3d