آیا تا به حال از خود پرسیده‌اید که چرا فناوری چاپ سه‌بعدی در حال قدرت گرفتن و جایگزینی فناوری‌های تولید سنتی قدیمی است؟
اگر بخواهید دلایلی را که چرا این تحول در حال وقوع است فهرست کنید، مطمئناً این فهرست با شخصی‌سازی شروع می‌شود. مردم به دنبال شخصی‌سازی هستند. آنها کمتر به استانداردسازی علاقه دارند.
و به دلیل همین تغییر در رفتار مردم و توانایی فناوری چاپ سه‌بعدی در برآوردن نیاز مردم به شخصی‌سازی، از طریق سفارشی‌سازی، است که می‌تواند جایگزین فناوری‌های تولید مبتنی بر استانداردسازی سنتی شود.
انعطاف‌پذیری یک عامل پنهان در جستجوی افراد برای شخصی‌سازی است. و این واقعیت که مواد چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیری در بازار موجود است که کاربران را قادر می‌سازد قطعات انعطاف‌پذیرتر و نمونه‌های اولیه کاربردی‌تری را توسعه دهند، منبع سعادت محض برای برخی از کاربران است.
مد چاپ سه‌بعدی و بازوهای مصنوعی چاپ سه‌بعدی نمونه‌ای از کاربردهایی هستند که در آنها انعطاف‌پذیری چاپ سه‌بعدی باید مورد توجه قرار گیرد.
چاپ سه‌بعدی لاستیک حوزه‌ای است که هنوز در دست تحقیق است و هنوز توسعه نیافته است. اما در حال حاضر، ما فناوری چاپ سه‌بعدی لاستیک را نداریم، تا زمانی که لاستیک کاملاً قابل چاپ نشود، باید با گزینه‌های دیگر کنار بیاییم.
و طبق تحقیقات، نزدیکترین جایگزین برای لاستیک که در دسته بندی قرار می‌گیرد، الاستومرهای ترموپلاستیک نامیده می‌شوند. چهار نوع مختلف از مواد انعطاف‌پذیر وجود دارد که در این مقاله به طور عمیق به آنها خواهیم پرداخت.
این مواد چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیر TPU، TPC، TPA و Soft PLA نام دارند. ما با ارائه خلاصه‌ای از مواد چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیر به طور کلی شروع خواهیم کرد.
انعطاف‌پذیرترین فیلامنت چیست؟
انتخاب فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر برای پروژه چاپ سه‌بعدی بعدی شما، دنیایی از امکانات مختلف را برای چاپ‌هایتان به رویتان باز خواهد کرد.
نه تنها می‌توانید طیف وسیعی از اشیاء مختلف را با فیلامنت فلکس خود چاپ کنید، بلکه اگر یک اکسترودر دو یا چند سره حاوی چاپگر داشته باشید، می‌توانید با استفاده از این ماده چیزهای بسیار شگفت‌انگیزی چاپ کنید.
قطعات و نمونه‌های اولیه کاربردی مانند دمپایی‌های لاانگشتی سفارشی، سرسیلندرهای ضد استرس یا صرفاً میراگرهای ارتعاش را می‌توان با استفاده از چاپگر شما چاپ کرد.
اگر مصمم هستید که فیلامنت فلکسی را به بخشی از چاپ اشیاء خود تبدیل کنید، مطمئناً در نزدیک کردن تصورات خود به واقعیت موفق خواهید شد.
با وجود گزینه‌های بسیار زیادی که امروزه در این زمینه وجود دارد، تصور اینکه در غیاب این ماده چاپی، چه زمانی در حوزه چاپ سه‌بعدی گذشته است، دشوار خواهد بود.
برای کاربران، چاپ با فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر در آن زمان، دردسرساز بود. این دردسر به دلیل عوامل زیادی بود که حول یک واقعیت رایج می‌چرخیدند: این مواد بسیار نرم هستند.
نرمی مواد چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیر، چاپ آنها را با هر چاپگری پرخطر می‌کرد، در عوض، به چیزی واقعاً قابل اعتماد نیاز بود.
بیشتر چاپگرهای آن زمان با مشکل اثر رشته‌ایِ فشاری مواجه بودند، بنابراین هر وقت چیزی را بدون هیچ گونه سفتی از طریق نازل فشار می‌دادید، خم می‌شد، می‌پیچید و با آن مقابله می‌کرد.
هر کسی که با ریختن نخ از سوزن برای دوخت هر نوع پارچه‌ای آشنا باشد، می‌تواند با این پدیده ارتباط برقرار کند.
جدا از مشکل اثر فشاری، تولید فیلامنت‌های نرم‌تر مانند TPE، به خصوص با تلرانس‌های خوب، کار بسیار دشواری بود.
اگر تلرانس ضعیف را در نظر بگیرید و شروع به تولید کنید، احتمال دارد که فیلامنتی که تولید کرده‌اید، دچار جزئیات ضعیف، گیر کردن و فرآیند اکستروژن شود.
اما اوضاع تغییر کرده است، در حال حاضر، طیف وسیعی از فیلامنت‌های نرم وجود دارد که برخی از آنها حتی دارای خواص الاستیک و سطوح مختلف نرمی هستند. PLA نرم، TPU و TPE برخی از نمونه‌ها هستند.
سختی ساحل
این یک معیار رایج است که ممکن است در کنار نام مواد چاپ سه بعدی تولیدکنندگان فیلامنت مشاهده کنید.
سختی ساحلی به عنوان معیار مقاومتی که هر ماده در برابر فرورفتگی دارد تعریف می‌شود.
این مقیاس در گذشته اختراع شد، زمانی که مردم هنگام صحبت در مورد سختی هر ماده‌ای، هیچ مرجعی نداشتند.
بنابراین، قبل از اختراع سختی Shore، مردم مجبور بودند برای توضیح سختی هر ماده‌ای که روی آن آزمایش کرده بودند، از تجربیات خود برای دیگران استفاده کنند، نه اینکه فقط یک عدد ذکر کنند.
این مقیاس هنگام انتخاب ماده قالب برای ساخت بخشی از یک نمونه اولیه کاربردی، به عامل مهمی تبدیل می‌شود.
بنابراین برای مثال، وقتی می‌خواهید برای ساخت قالب بالرین ایستاده گچی، بین دو لاستیک یکی را انتخاب کنید، سختی Shore به شما می‌گوید که لاستیکی با سختی کوتاه 70 A نسبت به لاستیکی با سختی Shore 30 A کاربرد کمتری دارد.
معمولاً هنگام کار با فیلامنت‌ها، می‌دانید که سختی توصیه‌شده برای یک ماده انعطاف‌پذیر از ۱۰۰ آمپر تا ۷۵ آمپر متغیر است.
بدیهی است که ماده چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیری که سختی سطحی ۱۰۰ آمپر دارد، سخت‌تر از ماده‌ای با سختی سطحی ۷۵ آمپر خواهد بود.
هنگام خرید فیلامنت انعطاف‌پذیر چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟
هنگام خرید هر نوع فیلامنتی، نه فقط فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شوند.
شما باید از یک نقطه مرکزی که مهمترین چیز برای شماست شروع کنید، چیزی شبیه به کیفیت مواد که منجر به یک قطعه خوش‌ظاهر از یک نمونه اولیه کاربردی می‌شود.
سپس باید به قابلیت اطمینان در زنجیره تأمین فکر کنید، یعنی ماده‌ای که یک بار برای چاپ سه‌بعدی استفاده می‌کنید، باید دائماً در دسترس باشد، در غیر این صورت، در نهایت از هر انتهای محدودی از مواد چاپ سه‌بعدی استفاده خواهید کرد.
پس از فکر کردن به این عوامل، باید به الاستیسیته بالا و تنوع رنگ زیاد فکر کنید. زیرا هر ماده چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیری در رنگی که می‌خواهید آن را بخرید، موجود نیست.
پس از در نظر گرفتن همه این عوامل، می‌توانید خدمات مشتری و قیمت شرکت را در مقایسه با سایر شرکت‌های موجود در بازار در نظر بگیرید.
اکنون برخی از موادی را که می‌توانید برای چاپ یک قطعه انعطاف‌پذیر یا نمونه اولیه کاربردی انتخاب کنید، فهرست خواهیم کرد.
فهرست مواد چاپ سه بعدی انعطاف پذیر
تمام مواد ذکر شده در زیر دارای برخی ویژگی‌های اساسی مانند انعطاف‌پذیری و نرمی ذاتی هستند. این مواد مقاومت عالی در برابر خستگی و خواص الکتریکی خوبی دارند.
آنها میرایی ارتعاش و مقاومت ضربه‌ای فوق‌العاده‌ای دارند. این مواد در برابر مواد شیمیایی و آب و هوا مقاوم هستند، مقاومت خوبی در برابر پارگی و سایش دارند.
همه آنها قابل بازیافت هستند و ظرفیت جذب ضربه خوبی دارند.
پیش‌نیازهای چاپگر برای چاپ با مواد چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیر
قبل از چاپ با این مواد، باید استانداردهایی را برای تنظیم چاپگر خود رعایت کنید.
محدوده دمای اکسترودر چاپگر شما باید بین ۲۱۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد باشد، در حالی که محدوده دمای بستر باید از دمای محیط تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد باشد، بسته به دمای انتقال شیشه‌ای ماده‌ای که می‌خواهید چاپ کنید.
سرعت چاپ توصیه شده هنگام چاپ با مواد انعطاف‌پذیر می‌تواند از پنج میلی‌متر در ثانیه تا سی میلی‌متر در ثانیه باشد.
سیستم اکسترودر چاپگر سه بعدی شما باید یک درایو مستقیم باشد و توصیه می‌شود برای پردازش سریع‌تر قطعات و نمونه‌های اولیه کاربردی که تولید می‌کنید، یک فن خنک‌کننده داشته باشید.
چالش‌های چاپ با این مواد
البته، نکاتی وجود دارد که باید قبل از چاپ با این مواد، بر اساس مشکلاتی که کاربران قبلاً با آن مواجه بوده‌اند، به آنها توجه کنید.
الاستومرهای ترموپلاستیک به دلیل اینکه توسط اکسترودرهای چاپگر به خوبی کنترل نمی‌شوند، شناخته شده‌اند.
-آنها رطوبت را جذب می‌کنند، بنابراین اگر فیلامنت به درستی نگهداری نشود، انتظار داشته باشید که اندازه چاپ شما افزایش یابد.
الاستومرهای ترموپلاستیک به حرکات سریع حساس هستند، بنابراین ممکن است هنگام عبور از اکسترودر خم شوند.
تی پی یو
TPU مخفف پلی اورتان ترموپلاستیک است. این ماده در بازار بسیار محبوب است، بنابراین هنگام خرید فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر، احتمال زیادی وجود دارد که این ماده چیزی باشد که اغلب در مقایسه با سایر فیلامنت‌ها با آن مواجه می‌شوید.
این ماده در بازار به دلیل استحکام بیشتر و امکان اکسترود شدن آسان‌تر نسبت به سایر فیلامنت‌ها مشهور است.
این ماده از استحکام مناسب و دوام بالایی برخوردار است. محدوده الاستیک بالایی در حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ درصد دارد.
سختی این ماده از 60 A تا 55 D متغیر است. قابلیت چاپ عالی و نیمه شفاف دارد.
مقاومت شیمیایی آن در برابر گریس موجود در طبیعت و روغن‌ها، استفاده از آن را در چاپگرهای سه‌بعدی مناسب‌تر می‌کند. این ماده مقاومت سایشی بالایی دارد.
توصیه می‌شود هنگام چاپ با TPU، دمای چاپگر خود را بین ۲۱۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد و دمای بستر را بین دمای گرم نشده تا ۶۰ درجه سانتیگراد نگه دارید.
سرعت چاپ، همانطور که در بالا ذکر شد، باید بین پنج تا سی میلی‌متر در ثانیه باشد، در حالی که برای چسبندگی به سطح، توصیه می‌شود از نوار چسب کپتون یا نوار چسب مخصوص نقاش استفاده کنید.
اکسترودر باید از نوع درایو مستقیم باشد و فن خنک‌کننده حداقل برای لایه‌های اول این چاپگر توصیه نمی‌شود.
تی پی سی
آنها مخفف کوپلی‌استر ترموپلاستیک هستند. از نظر شیمیایی، آنها استرهای پلی‌اتر هستند که دارای یک توالی تصادفی متناوب از گلیکول‌های زنجیره بلند یا کوتاه هستند.
بخش‌های سخت این قسمت، واحدهای استری با زنجیره کوتاه هستند، در حالی که بخش‌های نرم معمولاً پلی‌اترهای آلیفاتیک و پلی‌استر گلیکول‌ها می‌باشند.
از آنجا که این ماده چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیر، یک ماده با درجه مهندسی در نظر گرفته می‌شود، چیزی نیست که به اندازه TPU زیاد دیده شود.
TPC چگالی پایینی با محدوده الاستیک ۳۰۰ تا ۳۵۰ درصد دارد. سختی Shore آن از ۴۰ تا ۷۲ D متغیر است.
TPC مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی و استحکام بالا با پایداری حرارتی خوب و مقاومت در برابر دما نشان می‌دهد.
هنگام چاپ با TPC، توصیه می‌شود دمای دستگاه را در محدوده ۲۲۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد، دمای بستر چاپ را در محدوده ۹۰ تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد و سرعت چاپ را مانند TPU حفظ کنید.
تی پی ای
کوپلیمر شیمیایی TPE و نایلون به نام ترموپلاستیک پلی‌آمید ترکیبی از بافت صاف و براق نایلون و انعطاف‌پذیری TPE است.
این ماده انعطاف‌پذیری و خاصیت ارتجاعی بالایی در محدوده ۳۷۰ تا ۴۹۷ درصد و سختی Shore در محدوده ۷۵ تا ۶۳ آنگستروم دارد.
این ماده فوق‌العاده بادوام است و قابلیت چاپ‌پذیری را در همان سطح TPC نشان می‌دهد. مقاومت حرارتی و همچنین چسبندگی لایه‌ای خوبی دارد.
دمای اکسترودر چاپگر هنگام چاپ این ماده باید در محدوده ۲۲۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد باشد، در حالی که دمای بستر باید در محدوده ۳۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد باشد.
سرعت چاپ چاپگر شما می‌تواند همان سرعتی باشد که برای چاپ TPU و TPC توصیه می‌شود.
چسبندگی بستر چاپگر باید مبتنی بر PVA باشد و سیستم اکسترودر می‌تواند یک درایو مستقیم و همچنین Bowden باشد.
زمان ارسال: ۱۰ ژوئیه ۲۰۲۳