سلام بر شما باز هم با یک مقاله تحلیلی در زمینه پرینت سه بعدی در خدمتتون هستیم.
امروز میخوایم درمورد چندی از افسانه های موجود درمورد فیلامنت PLA یکی از پرکاربرد ترین متریال های پرینتر سه بعدی بحث کنیم، این متریال که در تکنولوژی پرینت لایه به لایه FDM استفاده می شود در دستگاه های پرینتر سه بعدی خانگی نیز قابل استفاده است .
ابتدا باید خدمت شما عرض کنم باتوجه به سوال و جواب های شما در سوپرگروه اصلی آموزش پرینتر سه بعدی ایران که توسط گروه فنی مهندسی حرکت عظیم اداره میشود ( برای عضویت در گروه کلیک کنید ) ، شفاف سازی یک سری نکات در مورد فیلامنت PLA ضروری میباشد .
درنظر داشته باشید این مقاله درمورد جنگ بین دو فیلامنت معروف PLA و ABS نیست بلکه فقط به شفاف سازی برخی از افسانه ها و حقایق در مورد فیلامنت PLA می پردازد.
نکته ای واضح برای همگان این است که PLA یک ماده دارای مقاومت مطلوب و مناسب برای پرینت سه بعدی در تکنولوژی FDM میباشد.
ولی بعضی از افسانه ها در مورد این فیلامنت ارزشمند در مرور زمان بین مشتاقان این عرصه به وجود آمده که متاسفانه باعث ایجاد فاصله میان PLA و اپراتور های پرینتر سه بعدی شده است . در ادامه به بررسی این افسانه ها میپردازیم و صحت آنها را بررسی خواهیم کرد .
بعضی از شما عزیزان ممکن است فکر کنید PLA در آب حل خواهد شد یا حداقل در محیط مرطوب یا تر کارایی خود را از دست خواهد داد .
این افسانه کاملا غلط میباشد ، ماده پلاستیکی که معمولا استفاده میشود برای ساپورت گذاری در پرینتر های سه بعدی دارای دو نازل که در آب حل می شود (PolyVinyl Alcohol) PVA نام دارد که تفاوت های اساسی و ساختاری بسیاری با PLA دارد و PLA در آب خالص بدون ترکیبات نمکی یا اسیدی-بازی کاملا دست نخورده باقی می ماند .
افسانه دیگری که در مورد فیلامنت ارزشمند PLA مطرح میشود عدم دوام این جنس از مواد پلاستیکی است . بعضی از مردم عادی و حتی بعضی از مشتاقان و متخصصان صنعت پرینت سه بعدی از استفاده PLA ترس دارند به این خاطر که فکر میکنند بعد از پرینت قطعه خود ب خود داخل محیط طبیعی از بین میرود یا حداقل بعد از گذشت چند ماه به ماده ای ناکارا و بدشکل تبدیل میشود ، احتمالا این تفکر اشتباه فقط به این دلیل شکل می گیرد که روی جعبه های فیلامنت PLA نوشته شده است Biogradable یا قابل تجزیه زیستی .
به صورت کلی این تفکر هم کاملا اشتباه میباشد ، در حقیقت Biogradable یا قابل تجزیه زیستی در دانش نامه ها و در ذهن من به این معناست که این محصول در محیط طبیعی کاملا مقاوم است و کیفیت خودش را در شرایط معمول به صورت کامل حفظ میکند .
فقط در زمانی که در محیط باز روی خاک قرار بگیرد و در کنار باکتری های تجزیه کننده خاک باشد در طولانی مدت تجزیه میشود و نه بصورت آنی بلکه چندین سال طول میکشد تا تجزیه زیستی صورت بگیرد .
این مسئله برای PLA یک مزیت محسوب میشود ، چرا که طبیعت دوست و سازگار با طبیعت است .
فیلامنت PLA از مواد طبیعی معدنی ساخته شده است و می تواند بهداشتی و ایمن در کنار شما و در خانه شما قرار گیرد (هرچند در PLA هم از ترکیبات مواد نفتی استفاده شده ولی میزان این ترکیبات در ABS بیشتر است ) .
به این سوال فکر کنید که چه میشود اگر انقلاب پرینت سه بعدی که در جهان در مورد وقوع آن صحبت میکنند اتفاق بیافتد (البته در مقیاس بزرگ و صنعتی) .
همه دوست دارند که طراح سه بعدی باشند و یک پرینتر سه بعدی همراه خود داشته باشند که بتوانند هر موقع اراده کردند از طرح خود پرینت بگیرند ، پس در آینده ما در مقابل مادر طبیعت که سالها از ما محافظت کرده است بیشتر مسئولیم و باید از مواد غیر قابل تجزیه زیستی مثل ABS کمتر استفاده کنیم(فیلامنت ABS در حدود 200 سال در خاک می ماند ولی PLA فقط حدود 3 تا 5 سال طول می کشد تا در خاک تجزیه شود ، دقت کنید تجزیه PLA فقط در خاک و محیط مخصوص صورت می گیرد نه استفاده معمول در محیط طبیعی مثل هوای باز ) .
البته باید در نظر داشته باشیم که ABS هم می تواند بازیافت شود و دوباره قابل استفاده باشد ولی در صورتی که روی خاک و محیط طبیعی رها بشود غیر قابل تجزیه زیستی خواهد بود .
بعضی از مردم مدعی هستند که ABS بسیار قوی تر از PLA است ! توضیح این موضوع کمی زمان بر و پیچیده است ولی در این مقاله شمارو در این زمینه راهنمایی میکنیم .
درواقع این تفکر که ABS قوی تر از PLA است کاملا درست است ، ولی موضوع مطرح در اینجا این است که مقایسه قدرت بین دو ماده خام ABS و PLA قبل از پرینت شدن در تکنولوژی FDM کاملا کار غلط و نابجایی است ، اگر ما در زمینه تزریق پلاستیک درون قالب صحبت میکردیم بله ABS بسیار قوی تر و مقاوم تر از PLA بود ، ولی در زمینه پرینت لایه به لایه (FDM) که هر لایه روی لایه قبلی می نشیند و بدنه قطعات یکنواخت نیست برخلاف تزریق پلاستیک درون قالب ، مسئله ای که اهمیت دارد قوی بودن خود متریال نیست بلکه میزان چسبندگی بین لایه ها و ارتباط آن ها با هم اهمیت بیشتری دارد .
درحقیقت جمله درست این است که PLA مقاوم تر از ABS در تکنولوژی پرینت لایه به لایه ظاهر می شود ، و ABS بسیار مقاوم تر از PLA در تکنولوژی تزریق پلاستیک درون قالب است و دلیل این است که لایه های PLA بهتر با هم در ارتباط هستند وقتی ذوب میشوند و با فشار روی هم می نشینند چسبندگی بالایی ایجاد می کنند .
پس با توجه به گذاره های بالا باید دریافته باشید که در تکنولوژی پرینتر سه بعدی لایه به لایه یا همان FDM عامل تعیین کننده مقاومت قطعات ،ارتباط لایه ها با هم و میزان چسبندگی لایه ها به هم میباشد .
اگر شما در زمینه پرینت سه بعدی FDM قبلا فعالیت کرده باشید و متخصص این زمینه باشید احتمالا تجربه کرده اید که مقاومت یک قطعه پرینت شده ممکن است با عوض کردن جهت پرینت قطعه تغییر کند ، اگر شما قطعه ای را عمودی چاپ کنید به طوری که لایه ها در ارتفاع قطعه روی هم قرار گیرند لایه ها با فشار دادن راحت تر از هم جدا میشوند و مقاومت قطعه در این راستا بسیار کمتر است.
ولی اگر شما قطعه را در جهت دیگری مثلا طولی یا عرضی پرینت کنید ،مقاومت در راستای ارتفاع قطعه بسیار زیاد تر می شود . حال اگر قطعه را در راستای ارتفاع فشار دهید قطعه بسیار مقاوم خواهد بود در اینجا در واقع متریال شبیه چوب عمل میکند (مواد پلاستیک پرینتی درواقع مثل چوب که حالت تار و پودی دارد ، در هر راستا با توجه به بافت خاص پرینت مقاومت متفاوتی دارد) .
با توجه به اینکه PLA چسبندگی بهتری نسبت به ABS دارد می توان گفت در همه راستا ها مخصوصا در راستای ارتفاع که مقاومت مستقیما با چسبندگی و بر هم نشینی لایه ها ارتباط دارد مقاومت بهتری از خود نشان می دهد . البته نمی توان گفت که ABS ضعیف است ، بلکه ABS هم کاربرد هایی دارد که در جای خود می توان گفت بی نظیر است که در مقاله های آینده به آن ها اشاره می کنیم .
همانطور که مشاهده کردید چندین افسانه مختلف در باب PLA را بررسی کردیم و تقریبا همه آنها رد شدند ، به طور کلی می توان گفت PLA یکی از معروف ترین ، پر کاربرد ترین ، مقاوم ترین و ارزان ترین متریال های پرینت سه بعدی است که در تکنولوژی FDM کاربرد فراوانی دارد .
با ما همراه باشید تا در مقاله های بعدی در مورد تغییر پذیری قطعات بعد از عملیات پرینت ، پیدا کردن دمای ذوب مناسب پرینتر شما برای هر فیلامنت و بسیاری از موضوعات دیگر در زمینه پرینت سه بعدی با شما بحث و گفتگو داشته باشیم .
نسخه اصلاح شده مقاله Some facts about the most common 3D printing materials: PLA vs. ABS البته تصاویر و اطلاعات جدیدی به نسخه اصلی اضافه شده است .
در نظر داشته باشید که حق نشر این مطلب نزد گروه فنی مهندسی حرکت عظیم محفوظ است و هرگونه برداشت و یا کپی بدون رضایت مترجم و نویسنده پیگرد شرعی و قانونی دارد .
