اگر با چاپگر سه بعدی FDM سر و کار دارید، مسلما این سوال برایتان پیش آمده که آیا متریالی مقاوم برای محیط خارج از اتاق؛ زیر نور خورشید، گرما، سرما یا باران وجود دارد؟ پاسخ البته مثبت است ولی این ماده برخلاف انتظار شما ABS نیست؛ در این مقاله فیلامنت جایگزین مقاومی بنام پلی پروپیلن را معرفی میکنیم.
فیلامنت پلی پروفیلن چیست؟
پلی پروپیلن با نام تجاری Polypropylene-PP از پرکاربردترین پلاستیک های حوزه های صنعت و وسایل مصرفی در دنیا می باشد. مدتی است که تولید این متریال کاربردی برای چاپگرهای FDM هم شروع شده است.
چاپ سه بعدی با فیلامنت pp سخت است؟
بر خلاف متریال ABS و PLA که بافتی کاملا بی شکل یا اصطلاحا amorphous دارند، متریال پلی پروپیلن حالت semi-crystalline (بلوری – شفافی) بوده که شرایط نستبا سختی را از نظر سرد شدن و جامدسازی (cooling-soliding) ایجاد میکند. پس استرس خطای چاپ همچون wrapping و غیره افزایش می یابد (شدیدتر از فیلامنت ABS که خود سخت چاپ است). اما استفاده از این فیلامنت با توجه به خواص بالایش، ارزش ریسک سختی چاپ را توجیه میکند.
نکته: کسانی باید به سراغ این متریال بروند که چاپگر سه بعدی باکیفیتی داشته و به فرآیند چاپ FDM تسلط داشته باشند.
پارامترهای مکانیکی فیلامنت پلی پروپیلن >>
Mechanical Properties of Polypropylene: Lu Wang and Douglas J. Gardner analyze
پارامترهای تکنیکال فیلامنت پلی پروپیلن >>
Technical data sheet PP filament
کاربردهای فیلامنت پلی پروپیلین:
مقاومت شیمیایی بالای متریال pp باعث شده است تا کاربردهای وسیعی برای آن محیا گردد. برای مثال در صنعت پزشکی از ظروف پلی پروپیلنی برای نگهداری مواد شیمیایی بدون خطر آلوده سازی استفاده میشود.
- مدلهای چاپ شده با فیلامنت Polypropylene
همچنین صنعت خودروسازی از پلی پروفیلن برای ساخت قطعاتی مثل سپر، داشبورد به جهت استقامت و ارزان بودن بهره می برد. ترکیب pp برای صنعت اسباب بازی نیز کاربردی می باشد.
خواص فیلامنت PP:
- مقاومت شیمیایی بالا به اسیدها، آلکالیس و حلالهای ارگانیک
- خمش پذیری بالا
- مقاومت بالا نسبت به دفورمه شدن
- سبک وزن
- نسبت استحکام به وزن بهتر
- سطح صیقلی نهایی
- انعطاف پذیری نسبی در عین مقاومت مکانیکی بالا
- شرایط سخت چاپ
- به علت نوظهور بودن، سازگاری کمی با چاپگرهای ارزان قیمت دارد.
- خیلی در بازار ایران مرسوم نشده اند و به سختی قابل خرید است.
احتمالاتی درباره فیلامنت پلی پروپیلین:
آیا متریال PP، تحول چشمگیر دیگری در دنیای چاپگرهای سه بعدی FDM خواهد بود؟ در حال حاضر متریالهای دیگر مثل PLA و PETG پیشتاز هستند. در حالی که pp به جهت خواص یکتایش به تدریج جای خود را در بازار باز خواهد کرد؛ ویژگیهایی مثل خمش پذیری بالا، استحکام، مقاومت شیمیایی بالا و سطح کار صیقلی. چنین خواصی، متریال پلی پروپیلن را برای کاربران خاص و صنایع یکتا، به گزینه ای بالقوه ای تبدیل می کند.
چطور با فیلامنت پلی پروپیلن (PP) پرینت سه بعدی بگیریم؟
همانطور که قبلا گفتیم فیلامنت PP در ایران خیلی مرسوم نیست و بعید است که قادر به تهیه آن باشید (در زمان نگارش این مقاله). در هر حال اگر یک نمونه تهیه کرده اید، باید بدانید که چاپ با این متریال، اولین بار سخت خواهد بود.
در یک آزمایش که توسط پرینترهای سه بعدی Leapfrog Bolt Pro انجام شد، یک مدل سه بعدی از طرح معروف Benchy boa (که مدلی چالشی برای تست پرینتر۳بعدی محسوب میشود) با متریال Polypropylene شفاف و یک مدل هم با متریال PLA رنگ آبی ساخته شد.
بیشتر بخوانید: متریالهای زیست سازگار پرینت سه بعدی حوزه علوم پزشکی
طبق گفته شرکت سازنده فیلامنت pp ، دمای ۲۲۰ درجه پیشنهاد شده بود در حالی که تجربه آزمایشی نشان داد که در ۱۷۰ درجه چاپ بهتر انجام میشود (شاید به علت محفظه بسته مدل پرینتر و بستر چاپ هوشمند، این امر ممکن شده است).
نتیجه نشان میدهد، تمام مواردی که برای فیلامنت ABS به کار می رود باید با شدت بیشتری در متریال PP اعمال گردد: مثل محفظه کاملا بسته چاپ، بستر گرم شونده هوشمند، اکسترودرهای پیشرفته با ساختار Direct Drive و …
برای اطمینان سه بار مدل فوق با متریال pp چاپ شد و بهترین نتیجه در بار سوم بدست آمد.
تست فیلامنت pp نسبت به خورنده های شیمیایی:
پس از چاپ مدل Benchy boat با فیلامنت پلی پروپیلن و PLA، آنها را در سینک محتوی حلال دیوکسالین (Dioxolane) قرار دادیم. حلال دیوکسین، جلادهنده foils/film و پاک کننده رنگ می باشد.
پس از دو ساعت غوطه ور کردن هر دو مدل در این محلول، اولین نشانه های تخریب روی مدل PLA آبی رنگ ظاهر شد در حالی که قطعه ساخته شده از متریال PP بدون هیچ تغییری همچنان مقاوم باقی ماند. پس از چندین ساعت، رنگ آبی فیلامنت PLA کاملا در محلول دیوکسین قابل مشاهده بود و این مدل در آخر دفورمه شد.
لطفا نظرات و اطلاعات تکمیلی درباره فیلامنت پلی پروپیلن را در بخش کامنتیگ بنام خود مطرح کنید.
