مقایسه مواد پرینت سه بعدی (FDM)

مواد اصلی پرینت سه بعدی: PC ,TPU (Flexible),Nylon, PET, ABS, PLA را با یکدیگر مقایسه کنید و مناسب ترین را برای برنامه کاری خود انتخاب کنید.

معرفی

انتخاب نوع مناسب مواد برای پرینت سه بعدی یک شی بسیار دشوار است، زیرا به صورت منظم مواد جدیدی وارد بازار پرینت سه بعدی میشوند. از لحاظ تاریخی در پرینت سه بعدی FDM PLA, و ABS دو پلیمر اصلی است که مورد استفاده قرار گرفتند، اما انتخاب آنها بر اساس تصادف و شانس بود. بنابراین هیچ مانعی برای پلیمرهای دیگر برای ایفای نقش کلیدی در آینده FDM وجود نخواهد داشت.

اکنون ما محصولات جدیدی را به عنوان پلیمرهای خالص و کامپوزیت ها مشاهده می کنیم. در این مقاله ما بر روی پلیمرهای اصلی موجود در بازار امروز تمرکز داریم: PLA، ABS، PET، نایلون، TPU (انعطاف پذیر) و PC.

روش شناسی

مواد معمولا به سه دسته طبقه بندی می شوند: عملکرد مکانیکی، کیفیت ظاهری و روند(عمل آوردن). در این مورد، ما این دسته ها را نادیده میگیریم تا تصویر واضحتری از خواص پلیمر به شما نشان دهیم. انتخاب مواد به آنچه که کاربر می خواهد پرینت کند بستگی دارد، بنابراین ما شاخص های تصمیم گیری کلیدی مورد نیاز برای انتخاب یک ماده مناسب (غیر از هزینه و سرعت) را ذکر میکنیم:

  • سهولت پرینت: آسان بودن پرینت یک ماده: چسبندگی به کف، حداکثر سرعت پرینت،میزان خرابی پرینت، سهولت انتقال به پرینتر و غیره…
  • کیفیت ظاهری: قطعه پرینت شده به نظر می رسد بسیار خوب است و ظاهری مناسب دارد.
  • حداکثر تنش: حداکثر تنش جسم زمانی است که بیشترین نیرو به آن( قبل از شکستن) وارد می شود.
  • کشش(طول انقباض): حداکثر میزانی که جسم کشیده میشود قبل از اینکه شکسته شود.
  • مقاومت ضربه: انرژی مورد نیاز برای شکستن یک شی با ضربه ناگهانی.
  • چسبندگی لایه (ایزوتراپی): چسبندگی بین لایه های مواد بسیار خوب است. این به “ایزوتروپیک” (= یکنواختی در همه جهات) مرتبط است.
  • مقاومت گرما: حداکثر دمای که جسم می تواند قبل از نرم شدن و تغییر شکل، تحمل کند.

ما همچنین اطلاعاتی را ارائه می دهیم که در نمودار به ثبت نرسیده است، به دو دلیل:

  • مواد اساسا “خوب” و “بد” نیستند؛برخی از آنها خواصی دارند که برای بعضی از برنامه ها مناسب هستند و نه برای موارد دیگر، مانند سفتی.
  • ما ارزیابی گسترده ای در مورد آنها داریم، اما ما می دانیم که عوامل مهم دیگری نیز وجود دارند .مانند مقاومت در برابر رطوبت یا سمی بودن.

نتایج

هر ماده در مقیاس ۱ (کم) تا ۵ (بالا) رتبه بندی شده است. اینها نمرات نسبی برای فرایند FDM هستند – اگر سایر تکنولوژی های تولیدی در نظر گرفته شوند،این نمودار کاملا متفاوت خواهند بود.

مقایسه مواد پرینت سه بعدی FDM

PLA

PLA ساده ترین پلیمر برای پرینت است و کیفیت ظاهری خوبی را فراهم می کند. این ماده محکم و سخت است و واقعا قوی است اما بسیار شکننده است.

مشخصات مواد PLA

مشخصات مواد PLA

مزایا معایب
زیست تخریب پذیر- قابل تجزیه مقاومت در برابر رطوبت کم
بی بو به راحتی چسبیده نمی شود
قابل پردازش با سمباده و رنگ اکریلیک
مقاومت خوب فرابنفش

ABS

ABS معمولا زمانی به جای PLA استفاده می شودکه مقاومت و سختی بالاتر مورد نیاز است.

مشخصات مواد ABS

مزایا معایب
میتواند با استون پس پردازش شود حساس به UV(فرابنفش)
قابل پردازش با سمباده و رنگ اکریلیک همراه با بو
مقاومت در برابر سایش انتشار گازهای گل خانه ای

PET

پت یک پلیمر نرمتر است که میتوان به خوبی گرد(پیچیده) شده و دارای خواص جالب و چند شکال مختلف است.

مشخصات مواد PET

مزایا معایب
ایمنی غذایی(تایید شده در FDA (
مقاومت بالا نسبت به رطوبت
مقاومت شیمیایی بالا
قابل بازیافت
مقاوم در برابر سایش
قابل پردازش با سمباده و رنگ اکریلیک
قابلیت چسباندن

نایلون

نایلون دارای خواص مکانیکی عالی و  بهترین مقاومت در برابر ضربه برای یک رشته غیر قابل انعطاف است. با این وجود چسبندگی لایه ها بسیار خوب نیست و این می تواند یک مسئله باشد.

مشخصات مواد Nylon

مزایا معایب
مقاومت شیمیای بالا مقاومت کم در برابر رطوبت
انتشار گازهای گلخانه ای

TPU

TPU عمدتا برای مواردی که نیاز به  انعطاف پذیری است، استفاده می شود، اما  به دلیل مقاومت بسیار زیاد آن می تواند برای برنامه های دیگر نیز استفاده شود.

مشخصات مواد TPU

مزایا معایب
مقاوم در برابر سایش به راحتی پس- پردازش نمیشود
مقاوم در برابر روغن و گریس به راحتی چسبیده نمی شود

PC

PC قوی ترین ماده در مقایسه با مواد دیگر است، و می تواند جایگزین خوبی برای ABS به دلیل خواص کاملا مشابه باشد.

مشخصات مواد PC

مزایا معایب
قابلیت استریل حساس به UV(فرابنفش)
پس-پردازش آسان(قابل سمباده زدن)

نتیجه

انتخاب پلیمر مناسب برای داشتن یک قطعه با خواص مناسب برای پرینت سه بعدی بسیار مهم است، به خصوص اگر قطعه مورد نظر استفاده مهم و کاربردی داشته باشد. این مقاله به کاربران کمک خواهد کرد که مواد مناسب را بسته به خواص مورد نیاز آنها پیدا کنند. با این حال، تامین کنندگان مواد نیز اغلب با مخلوط یا اضافه کردن مواد افزودنی برای تغییر خواص پلیمرهای خالص (به عنوان مثال اضافه کردن فیبر کربن برای ایجاد سختی در مواد) به دنبال ساخت موادی با کیفیت تر هستند.

توجه

  • نمرات داده شده در این مقاله برای یک پلیمر، از دانش شیمی عمومی است، اما عملکرد آن بسته به نوع محصول یا محلی که کاربر از آن خریداری می کند، متفاوت است.
  • تمام اطلاعات اصلی ما که در این مقاله در اختیار شما قرار دادیم با استفاده از ۳D Matter بوده است به استثنای مقاومت به حرارت، که با توجه به اطلاعاتی که استفاده کنندگان از فیلامنت ها میدهند استخراج شده است.
  • نوع نایلونی که در این مقاله در باره ی آن صحبت می کنیم نایلون ۶ است، نه نایلون ۱۱ یا ۱۲٫
  • کیفیت ظاهری بدون هیچگونه پس پردازش(سمباده زنی یا رنگ) بررسی شده است.راه هایی برای صاف کردن چاپ ها و بهبود کیفیت ظاهری یک پلیمر داده شده و به طور قابل توجهی موثر است (به عنوان مثال با استفاده از بخار استون بر روی ABS).
  • سمی بودن پلیمرهای پرینت سه بعدی هنوز به خوبی مورد بررسی قرار نگرفته است و یک عامل است که ممکن است نقش بزرگی در آینده ایفا کند.

Source: https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fdm-3d-printing-materials-compared

۱۳۹۷-۳-۳۰ ۱۰:۴۹:۴۶ +۰۴:۳۰