فیلامنت سبک و فومی

برای ساخت چرخدنده های پیشرفته تا نمونه های اولیه هواپیما از فیلامنت سبک استفاده می شود. با پیشرفت تکنولوژی و ظهور برندهای متعدد مهندسان و طرفداران نمونه سازی صنایع هوایی بیشتر امیدوار می شوند که به پرینت سه بعدی فوق سبک دست پیدا کنند.

در این مقاله ما به توضیح اینکه چگونه می توانید وزن طرح های خودرا بهینه سازی کنید، خواص مکانیکی تولیدات خود را افزایش دهید و جان   تازه ای به پروژه های قدیمی و از کار افتاده بدهید، خواهیم پرداخت.

با فیلامنت فومی (Foame) یا فیلامنت فوق سبک که گزینه ای سبک تر از PLA و PETG هستند مشکل وزن پروژه های خودرا حل کنید.

زمانی که به فوم فکر می کنید چیزی شبیه به خمیر ریش به ذهنتان می رسد اما متریال فومی پرینت سه بعدی بسیار متفاوت با آنچه شما   می پندارید است.

چگالی فیلامنت فومی توسط دمایی که در آن پرینت می شود و همچنین مقدار جریانی که از نازل عبور می کند تعیین می شود. این راه حلی مناسب برای دست یابی به قطعات پرینت سه بعدی سبک تر از سایر پلاستیک ها است که البته محدودیت هایی نیز دارد.

دو نوع فیلامنت فوم فعال و غیر فعال وجود دارد. در نوع غیر فعال آن شما نمی توانید وزن را به وسیله دمای اکستروژن، کنترل کنید زیرا فیلامنت  قبل از استفاده به کمترین چگالی خود دست پیدا کرده است.

یکی از محصولات جانبی، یک فیلامنت polypropylene جدید Infinite Material Solutions به نام Caverna PP که برای پرینت قطعات متخلل به شکل مشابه با فوم پرینت سه بعدی طراحی شده است. از ویژگی های آن یک مرحله پردازش محلول در آب است که کمی در آب به صورت همگن حل شده و باعث سبک تر شدن و اسفنجی شدن آن می شود در نتیجه برای کاربردهای خاصی مورد استفاده قرار می گیرد.

از جنبه حرفه ای، مواد فومی پتانسیل زیادی دارند. به طور کلی ساختارهای فومی بخاطر shrinkage کمتر ثبات ابعادی بهتری دارند همچنین خواص عایق حرارتی و صوتی قابل توجهی از خود ارائه می دهند.

زمانی که ColorFabb فوم فعال LW-PLA خود را راه اندازی کرد و کاتالوگ مواد ترموپلاستیک خود را با این رشته انقلابی جدید گسترش داد پس از آن تولیدکنندگان دیگر، یعنی 3DLabPrint و eSun، از این روش جدید چاپ استقبال کردند.

ColorFabb LW-PLA تقریبا 3برابر حجم خود را افزایش می دهد و این به معنای این است که کاربر می تواند جریان را تا 65 درصد کاهش دهد تا وزن قطعه را بهینه سازی کند یا با استفاده از لایه های با ارتفاع زیاد و محیط های اضافی ضخیم به زمان پرینت سرعت بخشد. اگر میخواهید قطعات سبک وزن با ابعاد دقیق پرینت کنید لازم است ابتدا میزان افزایش مواد را تعیین کنید. این کار با پرینت یک مکعب به صورت آزمایشی انجام می گیرد.

علاوه بر PLA سبک ColorFabb یک LW-ASA را ارائه می‌کند که دارای چگالی رشته‌ای در حدود 1.07 گرم بر سانتی‌متر مکعب است، اما زمانی که فوم در حداکثر ظرفیت خود داشته باشد، می‌توانید چگالی قطعه نزدیک به 0.43 گرم بر سانتی‌متر مکعب را دریافت کنید. TPU فوم کننده ColorFabb به نام VarioShore TPU که طیف سختی متغیر، وزن و چگالی کمتری را ارائه می دهد همچنین سطحی نرم و انعطاف پذیر دارد. VarioShore TPU محصول دیگری با ویژگی های تنظیم دما است. در دماهای بین 200 تا 250 درجه سانتیگراد، مواد شروع به انبساط می کنند و تقریباً 1.5 برابر حجم اولیه خود می شوند. این بدان معنی است که مواد را می توان با نرخ جریان پایین (60-70٪) برای جبران فوم فعال پرینت کرد، که در ازای آن، قطعات چاپی بسیار نرمی ایجاد می شود. بین 190 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد، مواد را می توان بدون فوم پرینت کرد، در نتیجه در مقایسه با نمونه های فوم دار، چاپ های سخت تری ایجاد می شود.

چگونه مواد فومی را پرینت کنیم

به عنوان یک قانون کلی مواد فومی در دمایی بالاتر از دمای پرینت PLA پرینت می شوند. فیلامنت فومی در این دما میکروحباب هایی ایجاد می کند که عامل ساخت قطعاتی با چگالی کمتر و سطحی مات و متخلل هستند. در غیر این صورت عامل کف زای به حداکثر انرژی لازم برای واکنش نمی رسد.  درنتیجه اگر دمای هات اند پرینتر شما به 200 درجه سلسیوس نمی رسد نمی توانید از این مواد استفاده کنید.

شرایط قبل از پرینت

• به دلیل اینکه چسبندگی صفحه هنگام پرینت مواد فومی بسیار مهم است از این رو تراز کردن صفحه قبل شروع پرینت ضروری می باشد.
• از خشک بودن فیلامنت اطمینان حاصل کنید.
• فن را خاموش کنید و سرعت پرینت را تا نصف سرعت پرینت PLA کاهش دهید.

علاوه بر قطر استاندار و معمول 1.75 میلیمتر، colorfabb  یک سایز 2.85 پیشنهاد داده است که با نازل های 0.6 و 0.8 میلمیتر و حتی 1 میلیمتر نیز به راحتی  پرینت می شود. این طیف گسترده تر قطر ها باعث می شود که لایه ها بزرگتر شوند که در نتیجه سرعت پرینت افزایش می یابد.

برای شروع پرینت فوم بهترین کار پیروی از پشنهادات سازنده است که روی فیلامنت ثبت شده است. اگرچه ممکن است پرینترها و اکسترودر های مختلف رفتار متفاوتی داشته باشند اما تنظیمات پیشنهادی سازنده می توان نقطه شروع خوبی باشد. اگر اطلاعت سازنده در درسترس نبود از دستورعمل زیر پیروی کنید.

1. جریان (flow) : 50%
2. دمای نازل: 250 درجه سلسیوس
3. دمای صفحه: 55 درجه سلسیوس
4. سرعت پرینت: نصف سرعت PLA معمولی
5. سرعت فن: 0

همچنین retracton را روی 2.5 میلیمتر تنظیم کنید اگرچه ایده آل این است که retraction نداشته باشد.