مقدمه

چاپ سه بعدی از طیف گسترده ای از مواد استفاده می کند که هر کدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای منحصر به فردی هستند. انتخاب مواد مناسب برای چاپ سه بعدی بسیار مهم است. زیرا به طور مستقیم بر کیفیت، دوام و عملکرد اشیاءی که چاپ می‌کنید تأثیر می‌گذارد. برای درک درست نقاط قوت و ضعف هرگزینه، آشنایی با ویژگی‌های منحصر به فرد و کاربرد هریک از این مواد حیاتی است. در این مقاله به بحث در مورد رایج‌ترین و بهترین مواد مورداستفاده برای چاپ سه بعدی، ویژگی‌ها و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم.قبل از مطالعه این پست ابتدا فیلمی در مورد انتخاب بهترین مواد چاپ سه بعدی ببینید.

فهرست مطالب

خواص مواد چاپ سه بعدی به صورت اختصار

در جدول زیر قبل از اینکه مواد چاپ سه بعدی را به صورت کامل بررسی کنیم به صورت اختصاری مزایا و معایب 16 گروه مواد چاپ سه بعدی را به صورت اختصار مشاهده می کنیم.

مادهمزایامعایب
ABSمقاوم در برابر ضربه، مقاوم در برابر سایش، مقرون به صرفهبه دلیل تاب برداشتن چاپ آن دشوار است، چسبندگی ضعیف به بستر دارد
ASAمقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاوم در برابر ضربه، مقاوم در برابر سایشهزینه بالا، بخارات خطرناک در هنگام چاپ
PPمقاوم در برابر ضربه، مقاوم در برابر خستگی، سطح نهایی خوب، مقاومت شیمیایی خوببه دلیل تاب برداشتن چاپ آن دشوار است، چسبندگی ضعیف به بستر دارد
PLAارزان و آسان برای چاپشکننده، در محیط های بیرونی تخریب می شود
فیبر کربنیقطعات با استحکام بالامی‌تواند نازل را مسدود کند، هزینه بالا
نایلونخواص مکانیکی عالی، اصطکاک کمرطوبت را جذب می‌کند
HIPSوزن کم، می توان با حلال حل کرددمای چاپ بالا
PCیکی از قوی‌ترین مواد چاپگر سه بعدی، شفافچاپ سخت، هزینه بالا
PVAحل‌شدنی در آبفقط برای مواد پشتیبانی قابل استفاده است
رزین‌هاسطح صاف، همه کارهمحدودیت های طراحی، هزینه بالا
نیتینولتحمل خم‌شدگی قابل توجه، یکی از قوی ترین موادچاپ سخت
انعطاف پذیررفتار لاستیکیهزینه بالا، چاپ سخت
چوبپایان از نظر زیبایی شناسی دلپذیرمقاومت کلی ضعیف، می‌تواند نازل را مسدود کند
فلزیپایان از نظر زیبایی شناختی دلپذیرمقاومت کلی ضعیف
PETGخواص مکانیکی عالی، چاپ آسان تر از ABSاتصال بین‌لایه ای ضعیف
گرافیت و گرافناستحکام بالا، رسانایی الکتریکی قابل توجههزینه بالا، راندمان پایین
جدول 1: خواص عمومی مواد چاپ سه بعدی

بهترین مواد برای چاپ سه بعدی کدامند؟

برخی از بهترین مواد برای چاپ سه بعدی در زیر آمده است:

1. ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایرن)،پرکاربردترین مواد چاپ سه بعدی

ABS یکی از پرکاربردترین مواد چاپ سه بعدی موجود در حال حاضر است. این ماده که از مواد اولیه نفت مشتق شده است، نقش برجسته‌ای در قالب‌گیری تزریقی دارد و در بسیاری از کالاهای خانگی کاربرد دارد. در ساخت آجرهای مقاوم لگو، قاب های محافظ تلفن و کلاه ایمنی دوچرخه مستحکم از ABS استفاده می‌شود. این محصولات از ویژگی های قابل‌توجه ABS مانند دوام، استحکام و مقاومت در برابر دمای بالا، بهره می‌برند.

ABS در نمونه سازی سریع در کاربردهای تجاری حرف اول را می‌زند، با این حال، در بین علاقمندان پرینت سه بعدی به دلیل ویژگی های چاپی کمی دشوارتر (مانند تمایل به پیچش مگر اینکه در محفظه چاپ محصور و گرم شده پرینت شود) کمتر مورد توجه قرار می گیرد. ABS مقرون به صرفه است و نسبت استحکام به وزن چشمگیری دارد. ضمن اینکه، عملیات پس از چاپ آن ساده است و از پالت رنگی متنوعی بهره می‌برد.

به این نکته مهم توجه داشته باشید که هنگام چاپ ABS ترکیبات آلی فرار (volatile organic compounds-VOC) بد بو و بالقوه مضر منتشر می‌شوند. برای کاهش خطرات احتمالی، توصیه می شود در فضایی با تهویه مناسب یا در محفظه چاپ و با حفظ فاصله از محل چاپ حضور داشته باشید.

2. ASA (آکریلونیتریل استایرن اکریلات)

ASA به عنوان یک جایگزین برتر برای ABS شناخته می‌شود. این ماده دارای استحکام حرارتی بالا، خواص مکانیکی بهبودیافته و مقاومت بالاتر در برابر طیف وسیع‌تری از مواد شیمیایی است. برخلاف ABS، ماده ASA رنگ خود را حتی در برابر اشعه ماوراء بنفش حفظ می‌کند. علاوه بر این، ASA در مقایسه با ABS، تمایل کمتری به تاب برداشتن نشان می‌دهد که فرآیند چاپ را بسیار ساده‌تر می‌کند.

3. پلی پروپیلن،مقاومترین مواد چاپ سه بعدی در برابر خستگی

پلی پروپیلن یک ماده همه کاره با کاربردهای فراتر از چاپ سه بعدی است. این ماده در درجه اول به دلیل مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر خستگی شناخته شده است. این پلاستیک نیمه کریستالی به راحتی در حین فرآیند چاپ سه بعدی تاب می‌خورد و به سختی به صفحه ساخت می‌چسبد. با وجود این چالش‌ها، PP در ایجاد اتصالات مفصلی(living hinges) بسیار ارزشمند است؛ چراکه مقاومت چشم گیری در برابر خستگی دارد.

4. PLA ، محبوب ترین مواد چاپ سه بعدی

PLA، مخفف اسید پلی لاکتیک، محبوب‌ترین مواد چاپ سه بعدی است. برای نمونه‌های اولیه و وسایلی که در معرض دماهای بالا یا تنش‌های سنگین قرار نمی‌گیرند ایده‌آل است. PLA که از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت یا نیشکر مشتق شده است برای منشا زیست‌محیطی‌اش مورد تحسین قرار می‌گیرد. با وجود قابلیت بازیافت در محیط‌های صنعتی، PLA در محیط‌های خانگی به طور استاندارد زیست تخریب‌پذیر نیست.

ویژگی برجسته PLA سهولت استفاده قابل توجه آن است. دمای چاپ نسبتاً پایینی دارد (190-215 درجه سانتیگراد) و تمایل تاب خوردن آن بسیار کم است. علاوه بر این، PLA در حین چاپ تقریباً بی‌بو است و تجربه‌ای دلپذیر و راحت را به همراه دارد. سازگاری آن برای تماس با خوردنی‌ها (food contact) کاربردهای آن را بیشتر گسترش می دهد. با این حال، PLA با محدودیت هایی هم همراه است، مانند دوام کمتر در مقایسه با موادی مانند ABS یا PETG و حساسیت به دماهای بالا.

5. فیبر کربن

هنگامی که ذرات فیبر کربن درون مواد چاپ سه بعدی رایج مانند ABS، PLA یا PETG قرار می‌گیرند، مقاومت کلی ماده را افزایش داده و آن را از مواد پرکننده دیگری مثل چوب یا فلز متمایز می‌کند. به این نکته توجه داشته باشید که پلاستیک‌های پرشده با فیبر کربن می‌توانند منجر به گرفتگی نازل و افزایش سایش نازل‌های استاندارد چاپ سه بعدی شوند؛ بنابر این برای کاهش این مشکلات، هنگام کار با مواد چاپ سه بعدی حاوی فیبر کربن بهتر است از نازل های فولادی سخت شده استفاده شود.

6. نایلون

پلی آمید (PA) که معمولا به عنوان نایلون شناخته می‌شود، از مواد چاپ سه بعدی مستحکم و بادوام است که به دلیل چقرمگی و مقاومت فوق‌العاده در برابر دمای بالا و ضربات مشهور است. استحکام کششی و مکانیکی قابل توجهی دارد و این ویژگی آن را به گزینه ای محبوب برای طیف وسیعی از کاربردها تبدیل می کند. نایلون اغلب با الیاف مختلفی مانند کربن، شیشه، و کولار (Kevlar®) تقویت می شود یا می تواند برای تقویت بیشتر با فیبر کربن مداوم ترکیب شود.

کاربرد آن در موارد صنعتی مهندسی سطح بالا بسیار رایج است و شامل تولید چرخ دنده‌ها، وسایل ثابت، و ابزارآلات است. علاوه بر این، نایلون به صورت پودر در دسترس است که طیف کاربردهای آن را گسترش می دهد. نایلون به اندازه موادی چون PLA یا PETG کاربرد ندارد اما همچنان انتخابی قابل اجرا به حساب می‌آید.

برخلاف سهولت چاپ با مواد چاپ سه بعدی مانند PLA یا PETG، نایلون همچنان انتخابی کاربردی است. برای کارایی بالا در استفاده از نایلون، ممکن است یک نازل با دمای بالا (تا 300 درجه سانتیگراد) ضروری باشد. علاوه بر این، نگهداری مناسب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا نایلون در معرض هوای آزاد به راحتی رطوبت جذب می‌کند. جذب رطوبت می‌تواند منجر به تخریب مواد چاپ سه بعدی و در نتیجه کیفیت چاپ پایین و کاهش استحکام شود.

7. HIPS (پلی استایرن با ضربه بالا)،بهترین مواد چاپ سه بعدی برای ساپورت ها

HIPS که به عنوان پلی استایرن انعطاف پذیر نیز شناخته می شود، به دلیل حلالیت در استون، کاربردهای فراوانی در چاپ سه بعدی به عنوان مواد پشتیبانی دارد. پس از چاپ، می توان HIPS را با استون حل کرد و قطعه چاپ شده نهایی را بدون آسیب رساندن به آن از ساختار پشتیبانی جدا کرد. HIPS به دلیل وزن سبک و قابلیت چاپ آسان، انتخابی محبوب برای ساخت اشیاء توخالی یا مدل‌های پیچیده با هندسه‌های ظریف است.

8. پلی کربنات (PC)،قویترین مواد چاپ سه بعدی

PC به عنوان یکی از قوی‌ترین مواد چاپ سه بعدی شناخته می‌شود و به دلیل شفافیت، استحکام و مقاومت در برابر حرارت بالا مورد تحسین قرار می‌گیرد. این ماده در ساخت قطعاتی مانند لنزهای عینک، چراغ‌های خودرو و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد. PC به دلیل دمای چاپ بالا و نیاز به بستر گرم، در مقایسه با سایر مواد، چاپ آن دشوارتر است.

9. PVA (الکل پلی وینیل)، مواد چاپ سه بعدی حلال در آب

PVA یک ماده محلول در آب است که به طور خاص به عنوان مواد پشتیبانی در چاپ سه بعدی استفاده می شود. PVA به دلیل حلالیت در آب، به راحتی از قطعه چاپ شده نهایی جدا می شود و نیازی به عملیات پس از پردازش پیچیده ندارد. این ماده به دلیل انعطاف پذیری و چسبندگی مناسب به بستر چاپ، انتخابی محبوب برای چاپ اشیاء با هندسه های پیچیده است.

10. رزین

رزین ها طیف وسیعی از مواد چاپ سه بعدی را تشکیل می دهند که به دلیل دقت بالا، سطح صاف و جزئیات دقیق شناخته شده هستند. رزین ها در دو نوع کلی مایع و جامد موجود هستند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. رزین های مایع به دلیل نیاز به سطوح پشتیبانی و فرآیند پخت پس از چاپ، در مقایسه با رزین های جامد، چالش های بیشتری را به همراه دارند. با این حال، رزین های مایع به دلیل تنوع رنگی و وضوح بالا، برای ساخت اشیاء ظریف و دقیق مانند مجسمه ها و جواهرات ایده آل هستند.

11. نیتینول

نیتینول آلیاژی منحصر به فرد از نیکل و تیتانیوم است که به دلیل حافظه شکلی و خواص مکانیکی قابل توجه شناخته شده است. نیتینول می تواند به طور قابل توجهی خم شود و به شکل اولیه خود بازگردد و آن را به انتخابی ایده آل برای ساخت اشیاء انعطاف پذیر مانند فنر و ایمپلنت های پزشکی تبدیل می کند. چاپ نیتینول به دلیل نیاز به تجهیزات تخصصی و فرآیند چاپ پیچیده، چالش های زیادی را به همراه دارد.

12. مواد انعطاف پذیر

مواد انعطاف پذیر طیف وسیعی از مواد چاپ سه بعدی را تشکیل می دهند که به دلیل خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری شناخته شده هستند. این مواد برای ساخت اشیاء مانند لاستیک، واشر و عایق مناسب هستند. مواد انعطاف پذیر در دو نوع کلی ترموپلاستیک و الاستومر موجود هستند. ترموپلاستیک های انعطاف پذیر مانند TPU در دمای بالا ذوب می شوند و می توانند با استفاده از چاپگرهای سه بعدی FDM استاندارد چاپ شوند. الاستومرها مانند سیلیکون در دمای بالا ذوب نمی شوند و به چاپگرهای سه بعدی تخصصی نیاز دارند.

13. چوب

چوب به عنوان یک ماده طبیعی و تجدیدپذیر، به دلیل زیبایی و حس ارگانیک در چاپ سه بعدی مورد توجه قرار گرفته است. چوب به دلیل تنوع رنگی و بافت طبیعی، برای ساخت اشیاء تزئینی و دکوراتیو ایده آل است. چاپ سه بعدی با چوب به دلیل نیاز به تجهیزات تخصصی و فرآیند چاپ پیچیده، چالش های زیادی را به همراه دارد.

14. فلزات

فلزات طیف وسیعی از مواد چاپ سه بعدی را تشکیل می دهند که به دلیل استحکام، رسانایی و مقاومت در برابر حرارت بالا شناخته شده هستند. فلزات در ساخت قطعاتی مانند جواهرات، ابزار و قطعات صنعتی کاربرد دارند. چاپ سه بعدی با فلز به دلیل نیاز به تجهیزات تخصصی، فرآیند چاپ پیچیده و هزینه بالا، چالش های زیادی را به همراه دارد.

15. PETG (پلی اتیلن ترفتالات اصلاح شده با گلیکول)

PETG به عنوان جایگزینی برای مواد چاپ سه بعدی ABS و PLA شناخته می شود که به دلیل استحکام، وضوح، مقاومت شیمیایی و چاپ آسان مورد تحسین قرار گرفته است. PETG به دلیل چسبندگی مناسب به بستر چاپ، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب، انتخابی محبوب برای چاپ اشیاء کاربردی مانند بطری ها، ظروف و قطعات یدکی است.

16. گرافیت و گرافن

گرافیت و گرافن به دلیل رسانایی الکتریکی بالا، استحکام و مقاومت در برابر حرارت بالا، مواد چاپ سه بعدی منحصر به فردی هستند. این مواد در ساخت اشیاء مانند الکترودها، سنسورها و اجزای الکترونیکی کاربرد دارند. چاپ سه بعدی با گرافیت و گرافن به دلیل نیاز به تجهیزات تخصصی و فرآیند چاپ پیچیده، چالش های زیادی را به همراه دارد.

انتخاب مناسب مواد چاپ سه بعدی

انتخاب مناسب مواد چاپ سه بعدی به عوامل مختلفی مانند کاربرد نهایی، خواص مورد نیاز، هندسه قطعه، بودجه و تجهیزات چاپگر سه بعدی شما بستگی دارد.در ادامه به تعدادی از این عوامل می پردازیم.

  1. کاربرد نهایی: اولین قدم برای انتخاب مواد چاپ سه بعدی، تعیین کاربرد نهایی قطعه چاپ شده است. برای مثال، اگر به دنبال ساخت یک قطعه کاربردی هستید که در معرض تنش های مکانیکی قرار می گیرد، باید از موادی مانند ABS یا PETG استفاده کنید.
  2. خواص مورد نیاز: پس از تعیین کاربرد نهایی، باید خواص مورد نیاز برای قطعه چاپ شده را مشخص کنید. برای مثال، اگر به دنبال ساخت یک قطعه شفاف هستید، باید از موادی مانند PC یا رزین استفاده کنید.
  3. هندسه قطعه: هندسه قطعه چاپ شده نیز در انتخاب مواد چاپ سه بعدی نقش مهمی دارد. برای مثال، اگر به دنبال ساخت یک قطعه با هندسه پیچیده هستید، باید از موادی مانند PVA یا HIPS استفاده کنید که به راحتی از ساختار پشتیبانی جدا می شوند.
  4. بودجه: قیمت مواد چاپ سه بعدی می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. قبل از انتخاب مواد، باید بودجه خود را تعیین کنید.
  5. تجهیزات چاپگر سه بعدی: همه چاپگرهای سه بعدی با همه مواد سازگار نیستند. قبل از انتخاب مواد، باید از سازگاری آن با چاپگر سه بعدی خود مطمئن شوید.

چرا دانستن مواد مورد استفاده در چاپ سه بعدی مهم است؟

آشنایی با طیف گسترده مواد چاپ سه بعدی، به کاربران این امکان را می دهد تا آگاهانه تصمیم بگیرند که برای هر کاربرد خاصی، کدام ماده بهترین عملکرد را خواهد داشت. این امر همچنین ضمانت می کند که محصول چاپ شده با استانداردها و الزامات کاربردی مورد نظر مطابقت داشته باشد. در وهله دوم، شناخت مواد چاپ سه بعدی به کاربران کمک می کند تا انتخاب‌های مقرون به صرفه تری داشته باشند و فرآیند چاپ و بودجه خود را بهینه‌سازی کنند. سوم، آگاهی از اثرات زیست محیطی مواد مختلف باعث ترویج شیوه های پایدار و دوستدار محیط زیست در حوزه چاپ سه بعدی می شود.

علاوه بر این، اطلاع از سازگاری مواد با چاپگرهای سه بعدی خاص سبب می شود فرایند چاپ بدون مشکل صورت گیرد و آسیب احتمالی به تجهیرات به حداقل برسد. از همه مهمتر، در صنایعی مانند بهداشت و هوافضا، رعایت مقررات دقیق در مورد مواد برای جلوگیری از مسائل حقوقی و ایمنی ضروری است.

پرکاربردترین مواد چاپ سه بعدی کدامند؟

PLA (اسید پلی لاکتیک) محبوب‌ترین پلاستیک چاپ سه‌بعدی برای مصارف غیر صنعتی است، در حالی که نایلون رایج‌ترین پلاستیک برای کاربردهای صنعتی به حساب می‌آید.

علاوه بر PLA و نایلون، 5 ماده پرکاربرد دیگر در چاپ سه بعدی عبارتند از:

1. ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایرن): این ماده به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر حرارت و قیمت مناسب، برای طیف وسیعی از کاربردها از جمله نمونه‌سازی، ساخت قطعات صنعتی و اسباب‌بازی استفاده می‌شود.

2. PETG (پلی اتیلن ترفتالات اصلاح شده با گلیکول): این ماده به دلیل شفافیت، مقاومت شیمیایی و استحکام بالا، برای ساخت بطری، ظروف و قطعات صنعتی کاربرد دارد.

3. رزین: این ماده به دلیل دقت بالا، صافی سطح و تنوع رنگی، برای ساخت مجسمه، جواهرات و قطعات تزئینی استفاده می‌شود.

4. فیبر کربن: این ماده به دلیل استحکام و سختی فوق‌العاده، برای ساخت قطعات صنعتی با کارایی بالا مانند پهپاد، قطعات خودرو و تجهیزات ورزشی کاربرد دارد.

5. فلز: این دسته از مواد شامل فولاد، آلومینیوم، برنج و مس می‌شوند و برای ساخت قطعات صنعتی با استحکام و دقت بالا مانند قالب، ابزار و قطعات ماشین‌آلات استفاده می‌شوند.

ساده‌ترین ماده برای چاپ سه‌بعدی چیست؟

ساده‌ترین ماده برای چاپ سه‌بعدی، PLA (اسید پلی لاکتیک) است. به همین دلیل، جای تعجب نیست که این ماده محبوب‌ترین انتخاب در بین چاپگرهای سه‌بعدی مبتدی به حساب می‌آید.

دلایل محبوبیت PLA برای چاپ سه‌بعدی:

  • استفاده آسان: PLA در دمای نسبتاً پایین ذوب می‌شود و به راحتی به رشته تبدیل می‌شود.
  • کیفیت چاپ بالا: PLA چاپ‌های با کیفیتی با دقت بالا و جزئیات دقیق ارائه می‌دهد.
  • تنوع رنگی: PLA در طیف وسیعی از رنگ‌ها موجود است که امکان چاپ اشیاء با رنگ‌های مختلف را فراهم می‌کند.
  • سازگاری با اکثر چاپگرها: PLA با اکثر چاپگرهای سه‌بعدی FDM سازگار است.
  • قیمت مناسب: PLA در مقایسه با سایر مواد چاپ سه‌بعدی، قیمت مناسب‌تری دارد.

خواص مهم مواد چاپ سه بعدی

انتخاب ماده برای قطعات چاپ سه‌بعدی تا حد زیادی به کاربرد نهایی آن قطعه بستگی دارد. به این معنی که هر کاربرد، ویژگی‌های خاص خود را می‌طلبد. در اینجا به چند خاصیت بنیادی که برای چاپ سه‌بعدی عمومی ضروری هستند اشاره می‌کنیم:

1. قابلیت انبساط:

این خاصیت نشان می‌دهد که ماده تا چه حد می‌تواند قبل از پاره شدن کشیده شود. برای قطعاتی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، مانند لولاها، این خاصیت اهمیت بالایی دارد.

2. دمای ذوب:

این دما، دمایی است که در آن ماده از حالت جامد به مایع تبدیل می‌شود. دمای ذوب باید با چاپگر سه‌بعدی شما سازگار باشد.

3. دمای انحراف حرارتی:

این دما، حداکثر دمایی است که ماده قبل از تغییر شکل می‌تواند تحمل کند. برای قطعاتی که در معرض گرمای زیاد قرار می‌گیرند، این خاصیت اهمیت بالایی دارد.

4. مقاومت ضربه:

این خاصیت نشان می‌دهد که ماده تا چه حد می‌تواند در برابر ضربه و شکستگی مقاومت کند. برای قطعاتی که در معرض ضربه یا بارهای ناگهانی قرار می‌گیرند، این خاصیت اهمیت بالایی دارد.

5. مقاومت خمشی:

این خاصیت نشان می‌دهد که ماده تا چه حد می‌تواند در برابر خم شدن بدون شکستن مقاومت کند. برای قطعاتی که نیاز به تحمل بارهای خمشی دارند، مانند تیرها، این خاصیت اهمیت بالایی دارد.

6. مقاومت کششی:

این خاصیت نشان می‌دهد که ماده تا چه حد می‌تواند در برابر کشش بدون پاره شدن مقاومت کند. برای قطعاتی که تحت کشش قرار می‌گیرند، مانند طناب‌ها، این خاصیت اهمیت بالایی دارد.

7. سختی:

این خاصیت نشان می‌دهد که ماده تا چه حد در برابر خراش و سایش مقاومت می‌کند. برای قطعاتی که در معرض سایش قرار می‌گیرند، مانند چرخ‌دنده‌ها، این خاصیت اهمیت بالایی دارد.

انتخاب ماده مناسب برای چاپ سه‌بعدی به تعادل بین این خواص و همچنین سایر فاکتورها مانند قیمت، سهولت چاپ و سازگاری با محیط زیست بستگی دارد.

بهترین مواد چاپ سه بعدی برای استریولیتوگرافی (SLA) چیست؟

چاپ سه‌بعدی استریولیتوگرافی (SLA) از تنوع کاربرد بسیار بالایی برخوردار است. این روش با طیف وسیعی از رزین‌ها با خواص مکانیکی، بصری و حرارتی گسترده سازگار است که با پلاستیک‌های حرارتی استاندارد، مهندسی و صنعتی هم‌تراز هستند. رزین‌های رایج مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی عبارتند از:

  • رزین استاندارد: این رزین‌ها چاپ‌هایی با استحکام بالا و وضوح عالی ارائه می‌دهند و با داشتن نمای ظاهری صاف، برای بسیاری از کاربردهای مختلف مناسب‌اند.
  • رزین شفاف: قابلیت چاپ اشیاء تقریباً شفاف پس از فرآیند پس پردازش. رزین شفاف دارای خواص مکانیکی مشابه رزین استاندارد است که آن را برای ایجاد نمونه‌های اولیه با جزئیات دقیق انتخابی عالی می‌کند. همچنین این رزین‌ها نمای ظاهری صافی دارند که جذابیت بصری کلی قطعات چاپ شده سه‌بعدی را افزایش می‌دهد.
  • رزین پیش‌نمونه (Draft): رزین Draft به صورت ویژه برای کاربردهای نمونه‌سازی اولیه که سرعت پرینت در اولویت است طراحی شده است.
  • رزین سخت و بادوام: این رزین‌ها خواصی شبیه پلیمر ABS دارند و برای پرینت قطعاتی که نیاز به مقاومت ضربه و تحمل بار بالا دارند ایده‌آل هستند.
  • رزین صلب: این رزین‌ها به دلیل داشتن سختی بالا، انحراف کم در اثر حرارت و استحکام کششی عالی، برای ساخت قطعات کاربردی که نیاز به دقت ابعادی بالا دارند مناسب هستند.
  • رزین پلی اورتان: یک نوع ماده که به دلیل داشتن انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت پارگی، و مقاومت سایشی برای چاپ قالب‌ها و قطعاتی که شبیه لاستیک هستند استفاده می‌شوند.
  • رزین انعطاف‌پذیر و کشسان: این رزین‌ها با داشتن ویژگی‌ لاستیکی می‌توانند کشیده شوند و به شکل اوليه خود بازگردند و برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری و تغییر شکل کنترل شده دارند استفاده شوند.
  • رزین‌های زیستی پزشکی: دارای استاندارد زیستی برای تماس مستقیم با پوست و غشاهای مخاطی بدن. مناسب برای پرینت سه بعدی مدل‌های پزشکی و دندانپزشکی.
  • رزین‌های ESD (تخليه بار الکترواستاتیک): این رزین‌ها به شکلی ساخته شده‌اند که الکتریسیته ساکن را دفع می‌کنند و برای چاپ قطعاتی که باید غیر رسانا باشند مانند وسایل الکترونیکی و مدارها استفاده می‌شوند.
  • ‌رزین‌های ضد آتش: این رزین‌ها به سختی می‌سوزند و مناسب پرینت قعطاتی هستند که باید استانداردهای ایمنی خاصی را رعایت کنند.
  • رزین‌های سرامیکی: این رزین‌ها حاوی ذرات سرامیکی هستد که امکان پخت قطعه و سخت شدن آن، برای به دست آوردن خواص نهایی سرامیکی را فراهم می‌کنند.

لطفا توجه داشته باشید که این موارد تنها لیستی از رایج‌ترین رزین‌های مورد استفاده در فناوری SLA هستند. ارائه دهنده‌های این چاپگرها همواره در حال گسترش طیف مواد ارائه شده و معرفی رزین‌های با خواص ویژه برای کاربردهای جدید هستند.

بهترین مواد چاپ سه بعدی Selective Laser Sintering (SLS) کدامند؟

اگرچه تنوع مواد در SLS در مقایسه با FDM و SLA محدودتر است، اما مواد موجود در این روش، خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای ارائه می‌دهند.

مواد قابل چاپ با پرینتر سه‌بعدی SLS عبارتند از:

1. نایلون و کامپوزیت‌های آن:

  • نایلون: این ماده پرکاربردترین ماده در SLS است. نایلون به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر حرارت و انعطاف‌پذیری مناسب، برای طیف وسیعی از کاربردها از جمله نمونه‌سازی، ساخت قطعات صنعتی و لوازم جانبی استفاده می‌شود.
  • کامپوزیت‌های نایلون: این مواد با ترکیب نایلون با مواد دیگر مانند الیاف شیشه یا کربن، به منظور افزایش خواص مکانیکی مانند استحکام و سختی تولید می‌شوند. کامپوزیت‌های نایلون برای ساخت قطعاتی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، مانند قطعات خودرو و تجهیزات صنعتی، ایده‌آل هستند.

2. TPU:

TPU (پلی اورتان ترموپلاستیک): این ماده به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت در برابر سایش و پارگی، برای ساخت قطعاتی مانند:

  • لاستیک‌های سه‌بعدی: TPU برای چاپ سه‌بعدی انواع لاستیک‌ها مانند لاستیک‌های صنعتی، واشر، و قطعات ارتعاشی مناسب است.
  • قطعات انعطاف‌پذیر: TPU برای چاپ سه‌بعدی قطعات انعطاف‌پذیر مانند لولاها، قاب‌های گوشی، و کفش‌ها مناسب است.
  • قطعات با مقاومت بالا: TPU به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش و پارگی، برای ساخت قطعاتی مانند چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها، و قطعات صنعتی که در معرض سایش قرار دارند، مناسب است.

بهترین مواد چاپ سه بعدی Fused Deposition Modeling (FDM) کدامند؟

مواد اصلی و اولیه برای چاپ سه‌بعدی FDM شامل ABS و PLA هستند که ترکیب‌های متنوعی از آن‌ها نیز موجود است. پرینترهای پیشرفته FDM می‌توانند با مواد چاپ سه بعدی تخصصی که دارای ویژگی‌های بهبود یافته هستند (مانند تحمل دمای بالا، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت شیمیایی و سختی بیشتر) نیز کار کنند. در ادامه به برخی مواد دیگر که می‌توان در چاپ سه‌بعدی FDM استفاده کرد اشاره می‌شود:

  • PETG: این ماده با داشتن تعادل خوب بین استحکام، شفافیت، و مقاومت شیمیایی برای کاربردهای مختلفی از جمله ساخت بطری تا قطعات صنعتی مناسب است.
  • نایلون: به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش، و انعطاف‌پذیری برای ساخت قالب‌ها، قطعات کاربردی، و قطعات خودرو کاربرد دارد.
  • TPU (پلی اورتان ترموپلاستیک): این ماده انعطاف‌پذیری بالایی دارد و به همین دلیل برای ساخت قطعات و اجزاء انعطاف‌پذیر مناسب است.
  • PVA (پلی وینیل الکل): این پلیمر محلول در آب، به عنوان ماده پشتیبان برای پرینت اشکال هندسی پیچیده استفاده می‌شود.
  • HIPS (پلی استایرن با مقاومت ضربه زیاد): مشابه PVA، این ماده هم به دلیل داشتن خاصیت حل شوندگی، به عنوان ماده پشتیبان قابل استفاده است.
  • کامپوزیت‌ها (مانند فایبرگلاس، فیبر کربن یا کولار): مواد پرینت سه‌بعدی FDM در ترکیب با مواد افزودنی مانند موارد نام برده شده، باعث افزایش استحکام، سفتی، و سایر خواص مکانیکی قطعه چاپ شده می‌شوند.

بهترین مواد چاپ سه بعدی برای Multi Jet Fusion (MJF) چیست؟

فناوری Multi Jet Fusion (MJF) در ابتدا فقط با پودرهای نایلون PA12 سازگاری داشت که همچنان پرکاربردترین گزینه در این روش محسوب می‌شود. با این حال، به لطف محبوبیت MJF و همکاری گسترده شرکت‌های مختلف، طیف مواد چاپ سه بعدی سازگار با این روش در طول سال‌ها گسترش یافته است. برخی از مواد سازگار با MJF عبارتند از:

  • Lubrizol Estane 3D TPU – M95A: الاستومر ترموپلاستیک پلی‌اورتان با انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت خوب در برابر پارگی
  • Estane 3D TPU M88A: مشابه مورد بالا و دارای خواص انعطاف‌پذیری چشمگیر با سختی کمتر
  • نایلون PA12 با قابلیت استفاده مجدد (HR): این نوع نایلون برای کاهش ضایعات و افزایش پایداری فرآیند ساخت توسعه یافته است.
  • HR PA 11: نایلونی انعطاف‌پذیرتر از PA12 با مقاومت شیمیایی بالا.
  • HR PA 12 Glass Bead (GB): نایلون PA12 تقویت شده با دانه‌های ریز شیشه‌ای برای افزایش سختی و استحکام.
  • HR PA 12 W (سفید): این نایلون به رنگ سفید برای کاربردهایی که به دلایل زیبایی‌شناسی یا بازتاب بهتر نور به رنگ سفید نیاز است، توسعه یافته است.
  • HR PP: پلی‌پروپیلن قابل استفاده در MJF. این ماده به دلیل مقاومت شیمیایی و انعطاف‌پذیری می‌تواند برای خطوط لوله و قطعاتی که در معرض مواد شیمیایی قرار دارند مناسب باشد.توسط شرکت BASF تولید شده است.
  • Evonik/HP TPA: یک ماده مبتنی بر TPU با انعطاف‌پذیری استثنایی و مقاومت بالا در برابر پارگی.
  • Ultrasint® TPU01: یکی دیگر از الاستومرهای ترموپلاستیک پلی‌اورتان با خواصی شبیه به لاستیک برای ساخت قطعات ارتجاعی و ضدضربه.این محصول نیز توسط BASF آلمان تولید شده است.

بهترین مواد چاپ سه بعدی برای Direct Metal Laser Sintering (DMLS) کدامند؟

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) یک فناوری چاپ سه‌بعدی فلز است که از پودر فلز به عنوان ماده اولیه استفاده می‌کند. DMLS برای ساخت قطعات فلزی پیچیده و با استحکام بالا مناسب است.

برخی از مواد رایج برای DMLS عبارتند از:

  • فولاد ضد زنگ: این ماده به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا و مقاومت در برابر حرارت، برای طیف وسیعی از کاربردها از جمله ساخت تجهیزات پزشکی، قطعات صنعتی و ابزارها استفاده می‌شود.
  • آلومینیوم: این ماده به دلیل وزن سبک، استحکام و قابلیت ماشینکاری خوب، برای ساخت قطعات هوافضا، قطعات خودرو و اتصالات صنعتی استفاده می‌شود.
  • تیتان: این ماده به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری، برای ساخت ایمپلنت‌های پزشکی، قطعات هوافضا و تجهیزات دریایی استفاده می‌شود.
  • کبالت کروم: این ماده به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی، برای ساخت ابزارهای جراحی، قطعات توربین و روکش‌های دندانپزشکی استفاده می‌شود.
  • Inconel®: این خانواده از آلیاژهای نیکل به دلیل مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا، برای ساخت قطعات موتور جت، توربین‌های گازی و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.

بهترین مواد چاپ سه بعدی برای PolyJet کدامند؟

PolyJet یک فناوری چاپ سه‌بعدی است که از یک فرآیند به سبک چاپ جوهر افشان برای ایجاد اجسام سه بعدی با جزئیات بسیار بالا و دقیق استفاده می‌کند. این فناوری با پرتاب قطرات بسیار ریز رزین فوتوپلیمر بر روی سکوی ساخت، لایه به لایه و سپس سخت کردن آنها با نور فرابنفش (UV) کار می‌کند. در ادامه فهرستی از مواد قابل چاپ با چاپ سه بعدی PolyJet آورده شده است:

  • مواد دیجیتال: این گروه از مواد با ترکیب خواص مختلف، طیف وسیعی از ویژگی‌ها را ارائه می‌دهند تا بتوان مدل‌های مفهومی یا کاربردی با ویژگی‌های بصری، مکانیکی و حرارتی مورد نظر را چاپ کرد.
  • پلاستیک‌های ABS دیجیتال: این مواد استحکام بالا را با توانایی شبیه‌سازی خواص پلاستیک رایج ABS ترکیب می‌کنند و برای مدل‌های مفهومی، نمونه‌های اولیه کاربردی و ساخت ابزار مناسب هستند.
  • مواد لاستیک مانند: این مواد خاصیت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری مشابه لاستیک‌ طبیعی دارند که آنها را برای نمونه‌سازی واشرها، درزگیرها، شلنگ‌ها و هر قطعه‌ای که نیاز به عملکرد لاستیک مانند دارد، مناسب می‌کند.
  • مواد مقاوم به دماهای بالا: این مواد برای کاربردهایی که به مقاومت بالا در برابر گرما نیاز دارند توسعه یافته‌اند، مانند قطعات در صنایع پزشکی و قالب‌های تزریق.
  • مواد شفاف: این مواد سطوح بسیار شفافی ارائه می‌دهند و می‌توانند جایگزین مناسب شیشه یا سایر مواد شفاف برای ساخت نمونه‌های اولیه پزشکی، اپتیک و بسته‌بندی شفاف باشند.
  • مواد سخت و مات: این مواد دارای سطوح سخت و مات هستند و برای ساخت نمونه‌های اولیه قطعات نهایی بادوام مناسب می‌باشند.
  • مواد شبیه‌سازی شده پلی‌پروپیلن: این مواد تعادل خوبی بین استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت شیمیایی ارائه می‌دهند. از آنها می‌توان برای ایجاد نمونه‌های اولیه و قطعات کاربردی مشابه پلی‌پروپیلن استفاده کرد.
  • مواد زیست سازگار: این مواد با رعایت استانداردهای زیستی، ایمن بودن آنها برای تماس با بافت‌ها و مایعات بیولوژیکی تضمین شده است. این ویژگی آنها را برای ساخت مدل‌های پزشکی و دندانپزشکی، ایمپلنت‌ها و هدایت‌کننده‌های جراحی مناسب می‌سازد.

بهترین مواد برای پرینتر سه بعدی Electron Beam Melting (EBM) کدامند؟

چاپ سه‌بعدی با پرتو الکترونی (EBM) به دلیل الزامات فرآیندی به مجموعه‌ای خاص از فلزات محدود می‌شود. تیتانیوم و آلیاژهای کروم-کبالت از جمله رایج‌ترین مواد مورد استفاده در EBM هستند. علاوه بر این، از پودرهای خاص فولاد و Inconel® 718 نیز می‌توان برای این روش استفاده کرد. ذکر این نکته ضروری است که EBM برای ساخت قطعات به مواد رسانای الکتریکی متکی است که استفاده از مواد پلیمری و سرامیکی را در این فرآیند خاص چاپ سه‌بعدی حذف می کند.

چه موادی را می توان در خانه با پرینتر سه بعدی چاپ کرد؟

در اینجا لیست برخی از موادی که با موفقیت در محیط خانه چاپ شده اند آورده شده است:

  • PLA: این ماده پرکاربردترین فیلامت برای چاپ سه بعدی است. PLA از ذرت یا نیشکر ساخته شده و زیست تخریب پذیر است. این ماده به دلیل سهولت چاپ و تنوع رنگی محبوب است.
  • ABS: این ماده دومین فیلامت پرکاربرد برای چاپ سه بعدی است. ABS از مشتقات نفتی ساخته شده و استحکام و مقاومت حرارتی بالایی دارد. این ماده برای چاپ قطعات کاربردی و بادوام مناسب است.
  • PVA: این ماده به عنوان حلال در چاپ سه بعدی دو رنگ یا برای ساخت تکیه گاه های قابل حل در آب استفاده می شود. PVA از پلیمرهای مصنوعی ساخته شده و زیست تخریب پذیر است.
  • نایلون: این ماده به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و انعطاف‌پذیری، برای چاپ قطعات مهندسی و کاربردی مناسب است. نایلون از مشتقات نفتی ساخته شده و در تنوع رنگی مختلف موجود است.
  • پلی کربنات: این ماده به دلیل استحکام و شفافیت بالا، برای چاپ قطعات شفاف و مقاوم مانند عینک و چراغ های LED مناسب است. پلی کربنات از مشتقات نفتی ساخته شده و در برابر حرارت و مواد شیمیایی مقاوم است.
  • اتیلن: این ماده به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، برای چاپ قطعاتی مانند واشر، درزگیر و لوله مناسب است. اتیلن از مشتقات نفتی ساخته شده و در برابر مواد شیمیایی مقاوم است.
  • فیلامت چوب: این ماده از خرده چوب و مواد پلیمری ساخته شده و ظاهری شبیه چوب طبیعی دارد. از فیلامت چوب برای چاپ قطعات تزئینی و کاربردی مانند مجسمه، قاب عکس و دسته ابزار استفاده می شود.
  • خمیرهای چاپ: این مواد شامل موادی مانند شکر، شکلات، سیلیکون، موم و رس هستند که برای چاپ اشیاء خوراکی، تزئینی و قالب‌گیری استفاده می‌شوند.

چه موادی را نمی توان با پرینتر سه بعدی چاپ کرد؟

لیست موادی که نمی توان با پرینتر سه بعدی چاپ کرد شامل موارد زیر است:

  • مواد قابل اشتعال: این مواد به دلیل خطر آتش‌سوزی و انفجار در فرآیند چاپ، برای پرینتر سه بعدی مناسب نیستند.
  • سنگ یا سایر مواد طبیعی سخت: این مواد به دلیل سختی بالا، قابل ذوب شدن و یا اکسترود شدن نیستند و چاپ آنها با پرینتر سه بعدی امکان‌پذیر نیست.
  • پارچه/منسوجات: این مواد به دلیل ساختار تار و پودی، قابل ذوب شدن و یا اکسترود شدن نیستند و چاپ آنها با پرینتر سه بعدی امکان‌پذیر نیست.
  • مایعات (به غیر از رزین) و گازها: این مواد به دلیل عدم انسجام و شکل‌پذیری، قابل چاپ با پرینتر سه بعدی نیستند.

از کجا می توان مواد چاپ سه بعدی را تهیه کرد؟

مواد چاپ سه بعدی را می توان از منابع مختلفی تهیه کرد:

  • فروشگاه های آنلاین: مانند دیجی‌کالا، دیوار و شیپور.
  • فروشگاه های محلی: که لوازم چاپ سه بعدی را ارائه می دهند.
  • وب سایت های سازندگان پرینتر سه بعدی: مثل شرکت آی دیزاین برای مواد پیشرفته تر مانند پودر فلز.

نکاتی برای انتخاب منبع مناسب:

  • قیمت: قیمت مواد چاپ سه بعدی می تواند به طور قابل توجهی بین منابع مختلف متفاوت باشد.
  • کیفیت: کیفیت مواد چاپ سه بعدی می تواند بر کیفیت چاپ شما تأثیر بگذارد.
  • تنوع: برخی از منابع طیف وسیع تری از مواد را نسبت به سایر منابع ارائه می دهند.
  • در دسترس بودن: برخی از مواد ممکن است در همه جا به راحتی در دسترس نباشند.

منابع زیر می توانند برای یافتن مواد چاپ سه بعدی مفید باشند:

  • انجمن های چاپ سه بعدی: مانند انجمن صنفی چاپ سه بعدی ایران.
  • گروه های آنلاین: مانند گروه های فیسبوک و تلگرام مربوط به چاپ سه بعدی.
  • وبلاگ ها و مقالات: درباره چاپ سه بعدی.

با کمی تحقیق می توانید بهترین منبع را برای تهیه مواد چاپ سه بعدی متناسب با نیاز خود پیدا کنید.

قیمت مواد چاپ سه بعدی در ایران

قیمت مواد چاپ سه بعدی طیف گسترده ای را شامل می شود. به طور کلی، قیمت مواد بر اساس نوع، کیفیت و برند آنها متفاوت است.

در اینجا چند نمونه از قیمت مواد چاپ سه بعدی در ایران آورده شده است:

  • فیلامت PLA: قیمت هر کیلوگرم فیلامت PLA از حدود 200 هزار تومان تا 500 هزار تومان متغیر است.
  • فیلامت ABS: قیمت هر کیلوگرم فیلامت ABS از حدود 250 هزار تومان تا 600 هزار تومان متغیر است.
  • فیلامت PETG: قیمت هر کیلوگرم فیلامت PETG از حدود 300 هزار تومان تا 700 هزار تومان متغیر است.
  • فیلامت TPU: قیمت هر کیلوگرم فیلامت TPU از حدود 400 هزار تومان تا 800 هزار تومان متغیر است.
  • پودر فلز DMLS: قیمت هر کیلوگرم پودر فلز DMLS از حدود 10 میلیون تومان تا 45 میلیون تومان متغیر است.

البته پودرهای فلزی به علت پاره ای مسائل مانند تحریم مشکل تهیه آنها مضاعف است.

آیا می توان به صورت قانونی اشیاء چاپ شده سه بعدی را فروخت؟

بله، فروش اشیاء چاپ شده سه بعدی در اکثر موارد قانونی است.

اما، استثنائاتی هم وجود دارد:

  • شما نمی توانید اقلامی را که توسط حق ثبت اختراع محافظت می شوند بفروشید.
  • شما نمی توانید بدون اجازه از کار شخص دیگری استفاده کنید و آن را بفروشید.
  • قانونی بودن فروش برخی اقلام، مانند سلاح گرم، به قوانین محلی شما بستگی دارد.

نکاتی برای فروش قانونی اشیاء چاپ شده سه بعدی:

  • اطمینان حاصل کنید که طرح ها و مدل های سه بعدی که استفاده می کنید، حق ثبت اختراع یا کپی رایت ندارند.
  • اگر از کار شخص دیگری استفاده می کنید، حتماً مجوز لازم را دریافت کنید.
  • از قوانین محلی خود در مورد فروش اقلام خاص، مانند سلاح گرم، آگاه باشید.

در اینجا چند روش برای فروش اشیاء چاپ شده سه بعدی آورده شده است:

  • فروش آنلاین: می توانید اشیاء چاپ شده خود را در وب سایت های خودتان یا در وب سایت هایی مانند دیوار و … بفروشید.
  • فروش در فروشگاه های محلی: می توانید اشیاء چاپ شده خود را در فروشگاه های محلی که صنایع دستی و محصولات هنری را می فروشند، به فروش برسانید.
  • ایجاد یک وب سایت: می توانید وب سایت خود را برای فروش اشیاء چاپ شده خود راه اندازی کنید.

با کمی خلاقیت و تلاش می توانید از طریق فروش اشیاء چاپ شده سه بعدی، کسب و کار خود را راه اندازی کنید.

آیا اشیاء چاپ‌شده سه‌بعدی به راحتی می‌شکنند؟

بستگی دارد. دوام اشیاء چاپ‌ شده سه‌بعدی به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

  • ماده چاپ: مواد مورد استفاده، استحکام متفاوتی دارند. برخی از مواد مانند نایلون بسیار مستحکم هستند در حالی که برخی دیگر (مانند PLA) کمی شکننده‌ترند.
  • فرآیند چاپ: فناوری‌های مختلف پرینت سه‌بعدی (مانند FDM، SLA و SLS) تفاوت‌هایی از نظر استحکام و دقت نهایی قطعات چاپ‌شده دارند.
  • ملاحظات طراحی: طراحی صحیح، شامل ضخامت دیواره و تکیه‌گاه‌های مناسب می‌تواند به‌طور چشمگیری استحکام جسم چاپ‌شده را بهبود ببخشد.
  • پردازش‌های پس از چاپ: در برخی موارد، پردازش‌هایی مانند صاف‌کردن سطوح یا اعمال تقویت‌کننده‌ها برای افزایش استحکام یک قطعه ممکن است ضروری باشند.
  • کاربرد نهایی: در نهایت، کاربرد اشیاء چاپ‌شده سه‌بعدی مشخص‌کننده سطح دوام موردنیاز است. با در نظر گرفتن دقیق این عوامل می‌توان به قطعه‌ای دست پیدا کرد که دوام مطلوب را برای کاربرد مورد نظر داشته باشد.

آیا می‌توان کاغذ را با پرینتر سه بعدی چاپ کرد؟

بله، می‌توانید با استفاده از تکنیک‌های ساخت اشیاء لمینت‌شده (LOM) و رسوب‌گذاری لمینت انتخابی (SDL) با کاغذ چاپ سه‌بعدی انجام دهید. این روش‌ها لایه‌های کاغذ تحت عملیات چسب‌زنی را برای ایجاد شکل مورد نظر روی هم قرار می‌دهند. پرینت سه‌بعدی کاغذ مقرون‌به‌صرفه است، قابلیت شخصی‌سازی رنگ و سازگاری با محیط زیست را فراهم می‌کند. با این‌ حال، این تکنیک برای ساخت قطعات قوی یا پیچیده چندان مناسب نیست و دوام کمتری دارد. از چاپ سه بعدی کاغذ در نمونه‌سازی سریع، ساخت مدل‌های معماری، نقشه‌برداری، ساخت اسباب‌بازی و… استفاده می‌شود و اکتشافات برای یافتن کاربردهای گسترده‌تر این روش همچنان ادامه دارد.

سوالات متداول(FAQ)

چه موادی برای چاپ سه بعدی مناسب‌تر هستند؟

مواد مناسب برای چاپ سه بعدی بسته به نیاز و نوع کاربرد متفاوت است. برای مصارف خانگی و مبتدی، PLA گزینه‌ای محبوب و ساده برای چاپ است. برای کاربردهای صنعتی و قطعاتی که به استحکام بیشتری نیاز دارند، موادی مانند ABS، PETG و نایلون مناسب‌تر هستند. همچنین برای قطعاتی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، TPU گزینه خوبی است.

تفاوت بین PLA و ABS در چاپ سه بعدی چیست؟

PLA (اسید پلی لاکتیک) از منابع تجدیدپذیر تهیه می‌شود و زیست‌تخریب‌پذیر است. چاپ آن ساده‌تر است و دمای پایین‌تری برای چاپ نیاز دارد، اما شکننده است و در برابر حرارت زیاد مقاومت کمتری دارد. ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایرن) مقاومت بهتری در برابر ضربه و حرارت دارد و برای کاربردهای مکانیکی و صنعتی مناسب است، اما چاپ آن پیچیده‌تر بوده و نیاز به محفظه گرم برای جلوگیری از تاب‌خوردگی دارد.

کدام ماده برای ساخت قطعات انعطاف‌پذیر مناسب است؟

مواد انعطاف‌پذیر مانند TPU (ترموپلاستیک پلی‌اورتان) برای چاپ قطعاتی که نیاز به انعطاف و تغییر شکل دارند، مناسب است. این ماده به دلیل خاصیت ارتجاعی خود برای ساخت قطعاتی مانند واشرها، درزگیرها و قاب‌های محافظ استفاده می‌شود.

بهترین مواد چاپ سه بعدی برای کاربردهای صنعتی کدامند؟

برای کاربردهای صنعتی موادی مانند نایلون، ABS، PETG و فیبر کربن بهترین گزینه‌ها هستند. این مواد به دلیل استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر حرارت و سایش و دوام بالا، در صنایع مهندسی، خودرو و هوافضا کاربرد دارند.

آیا مواد چاپ سه بعدی زیست‌تخریب‌پذیر هستند؟

بعضی از مواد چاپ سه بعدی مانند PLA زیست‌تخریب‌پذیر هستند و از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت تولید می‌شوند. اما سایر مواد مانند ABS و PETG زیست‌تخریب‌پذیر نیستند و برای بازیافت آنها باید از روش‌های خاصی استفاده شود.

چه موادی برای چاپ سه بعدی سازگار با محیط زیست هستند؟

PLA یکی از سازگارترین مواد با محیط زیست است زیرا از منابع تجدیدپذیر تولید می‌شود و قابلیت تجزیه در محیط را دارد. مواد دیگری مانند PVA که در آب حل می‌شود نیز به عنوان ماده پشتیبان سازگار با محیط زیست شناخته می‌شود.

از چه موادی نمی‌توان در چاپ سه بعدی استفاده کرد؟

بعضی از مواد مانند فلزات سنگین، مواد اشتعال‌پذیر و مواد طبیعی سخت مانند سنگ‌ها برای چاپ سه بعدی مناسب نیستند. همچنین، موادی که نیاز به دمای بسیار بالا دارند یا قابلیت ذوب شدن و اکسترود شدن ندارند، با پرینترهای سه بعدی استاندارد قابل چاپ نیستند.

تفاوت نایلون و PLA در چاپ سه بعدی چیست؟

نایلون به عناون یک ماده چاپ سه بعدی استحکام مکانیکی و مقاومت بیشتری در برابر سایش و دما دارد و برای ساخت قطعات کاربردی و صنعتی استفاده می‌شود. اما PLA آسان‌تر برای چاپ است و شکننده‌تر از نایلون است. نایلون معمولاً در محیط‌های صنعتی و PLA برای مصارف خانگی و آموزشی استفاده می‌شود.

خلاصه

این مقاله به بررسی رایج‌ترین مواد مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی پرداخت و مزایا و معایب آنها را ارائه کرد.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی Digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

پformlabs.com/blog/3d-printing-materials

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.

نوشته‌های مشابه

4 دیدگاه

  1. با سلام و تشکر از مقاله بسیار جامع شما. من در حال انجام پروژه‌ای هستم که نیاز به چاپ قطعاتی با استحکام بالا و مقاومت در برابر دما دارد. بر اساس تحقیقاتم، مواد پلی کربنات (PC) و فیبر کربن بهترین گزینه‌ها به نظر می‌رسند، اما هر کدام نقاط ضعف و قوت خود را دارند. به نظر شما برای چاپ قطعاتی که هم تحمل دمای بالا و هم استحکام مکانیکی داشته باشند، استفاده از فیبر کربن بهتر است یا پلی کربنات؟ همچنین اگر امکان دارد، راهنمایی کنید که کدام پرینتر سه بعدی برای چاپ با این مواد مناسب‌تر است؟

    1. سلام سارا مهری عزیز، خوشحالم که مقاله برای شما مفید بوده است. در پروژه‌هایی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر دما دارند، هر دو ماده پلی کربنات (PC) و فیبر کربن انتخاب‌های مناسبی هستند. پلی کربنات مقاومت حرارتی بهتری دارد و می‌تواند تا دمای حدود 110 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند، در حالی که فیبر کربن با پایه PLA یا نایلون به شما استحکام بسیار بالاتری می‌دهد. اگر قطعات شما باید در محیطی با دمای بالا کار کنند، پلی کربنات انتخاب بهتری است، اما اگر استحکام مکانیکی اولویت دارد و دما عامل خیلی مهمی نیست، فیبر کربن انتخاب مناسبی خواهد بود.

      در مورد پرینتر، برای چاپ پلی کربنات بهتر است از پرینتری با بستر گرم و محفظه بسته استفاده کنید تا از چسبندگی بهتر و کاهش احتمال تاب برداشتن قطعه اطمینان حاصل کنید. برای فیبر کربن، یک پرینتر با نازل مقاوم در برابر سایش ضروری است، زیرا فیبر کربن می‌تواند به سرعت نازل‌های معمولی را فرسوده کند. موفق باشید!

  2. سلام و تشکر از مقاله جامع شما. من در زمینه چاپ سه بعدی تازه‌کار هستم و قصد دارم پروژه‌ای کوچک با استفاده از PLA انجام دهم، اما نگرانی من در مورد خواص مکانیکی این ماده است. آیا PLA پس از مدتی شکننده می‌شود؟ و اگر اینطور است، آیا راهی برای افزایش استحکام آن وجود دارد؟ همچنین آیا پیشنهاد می‌کنید از مواد جایگزین دیگری به‌جای PLA استفاده کنم؟

    1. سلام محمد حسینی عزیز، از سوال شما متشکرم. PLA یکی از محبوب‌ترین مواد برای چاپ سه بعدی است، به ویژه برای مبتدیان، زیرا کار با آن نسبتاً آسان است. با این حال، PLA با گذر زمان و در معرض نور و رطوبت قرار گرفتن می‌تواند شکننده شود و خاصیت مکانیکی خود را از دست بدهد. برای افزایش استحکام و دوام PLA، می‌توانید از روش‌هایی مانند آنیل کردن (حرارت دادن به قطعه پس از چاپ) استفاده کنید که به بهبود خواص مکانیکی آن کمک می‌کند.

      اگر به دنبال جایگزینی با استحکام و دوام بیشتر هستید، PETG یک گزینه مناسب است. این ماده همچنان به‌راحتی چاپ می‌شود اما در برابر ضربه، رطوبت و حرارت مقاومت بهتری دارد. امیدوارم این اطلاعات برای شما مفید باشد و موفقیت شما در پروژه جدیدتان را آرزو می‌کنم!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *