بررسی انواع فیلامنت و کاربردهای هر کدام

برای چاپ سه‌بعدی به فیلامنت نیاز دارید، اما هر نوع فیلامنت مناسب تمام قطعات سه‌بعدی نیست. انواع فیلامنت از متریال‌های مختلف و برای اهداف متفاوتی تولید می‌شوند و برخی پرینترهای سه‌بعدی برای کار تخصصی با فیلامنت‌های خاص توسعه پیدا کرده‌اند. اگر می‌خواهید در دنیای جذاب پرینت سه‌بعدی فعالیت کنید، اول از همه باید اطلاعات کامل درباره انواع فیلامنت پرینتر سه بعدی و کاربردهای هر کدام داشته باشید و مطمئن شوید که فیلامنت انتخابی با دستگاه شما سازگار است.

برای شروع پروژه‌های چاپ سه‌بعدی، می‌توانید خرید فیلامنت پرینتر سه بعدی را از فروشگاه‌های معتبر انجام دهید و با استفاده از راهنمای این مقاله، بهترین گزینه را انتخاب کنید.

حالا که اهمیت این رشته‌های نازک برای چاپ سه‌بعدی را می‌دانید، قدم به قدم انواع فیلامنت و کاربردهای تخصصی هر کدام را به همراه مزایا و معایب بررسی می‌کنیم.

فیلامنت PLA (پلی لاکتیک اسید)

PLA یا همان پلی لاکتیک اسید معروف‌ترین و کاربردی‌ترین فیلامنت پرینتر سه بعدی است. این فیلامنت، زیست تخریب پذیر است، زیرا از منابعی طبیعی مانند ذرت یا نیشکر ساخته می‌شود. از طرفی فرایند چاپ با فیلامنت PLA بسیار آسان است و حتی در هنگام چاپ بوی شیرین و ملایمی تولید می‌کند. انواع فیلامنت بر پایه PLA ویژگی های برجسته‌ای دارند:

• در حین چاپ دچار چروکیدگی نمی‌شود.
• نیاز به بستر چاپ گرم ندارد.
• در طیف‌های رنگی گسترده شامل انواع جلادهنده، درخشان، مات و قابلیت تغییر رنگ دهنده موجود است.

معایب و محدودیت‌های فیلامنت PLA

با وجود تمام مزایا در نظر داشته باشید که انواع فیلامنت PLA ساختار شکننده‌ای دارند و از مقاومت حرارتی پایین در حدود ۶۰ درجه سانتیگراد برخوردار هستند. لذا در محیط‌های خیلی گرم به سرعت نرم شده و فرم سه بعدی خود را از دست می‌دهند. همچنین در مقابل تابش تند نور خورشید و حتی رطوبت زیاد به شدت حساس هستند.

کاربردهای اصلی فیلامنت PLA

PLA فیلامنت چندان جدی در دنیای چاپ سه بعدی نیست. از این فیلامنت در کارهای حرفه‌ای مانند تولید قطعات مهندسی و یا پروتز‌های دندانی استفاده نمی‌کنند. شکننده بودن و حتی تحمل حرارتی کم کافی است تا زمینه‌های ابزارسازی و یا قطعه سازی بسیار محدودی داشته باشد. ولی PLA بهترین انواع فیلامنت برای ماکت سازی و ساخت مدل‌های نمایشی است. فیلامنت PLA کاربردهای متنوعی دارد:

• ساخت انواع ماکت هنری و یا معماری
• طراحی و ساخت اشیا مختلف تزیینی
• تولید اسباب بازی
• ساخت ابزارهای ساده و یکبار مصرف
• تولید ماکت‌های آموزشی
• مجسمه سازی و کارهای هنری
• ابزارهای دم دست خانگی

فیلامنت ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایون)

ABS یک نوع ترموپلاستیک بسیار قوی و با دوام است که به طور گسترده در بدنه متوسطی از فعالیت‌های صنعتی کارایی دارد. ABS از آن دست انواع فیلامنت است که با قابلیت‌های فنی خوب و برای طراحی قطعات کاربردی و مستحکم استفاده می‌شود. این فیلامنت گزینه ایده‌آل برای افراد با تجربه در کار با پرینترهای سه بعدی است که به قطعات مستحکم و مقاوم در برابر حرارت نیاز دارند. ولی در نظر داشته باشید که فرایند چاپ با فیلامنت ABS به مراتب دشوارتر از PLA است. فیلامنت ABS چند ویژگی برجسته دارد:

• از مقاومت مکانیکی عالی در برابر ضربه و فشار فیزیکی مستقیم برخوردار است. برای ساخت قطعات تحت استرس ایده‌آل است.
• مقاومت حرارتی ABS خوب است و می‌تواند تا دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کرده و نرم نشود.
• فرایند پس پردازش ساده‌ای دارد. با قرار دادن قطعات چاپ شده ABS در مقابل بخار استون، سطح آن به صورت جزئی ذوب شده و ظاهر صاف و صیقلی پیدا می‌کند.
• ABS تا حدود نسبتاً کمی انعطاف پذیر است و قطعات آن تا قبل از شکسته شدن اندکی خم می‌شوند.

معایب و محدودیت‌های فیلامنت ABS

با وجود تمام این مزایا در نظر داشته باشید که برای چاپ با فیلامنت ABS به بستر گرم نیاز دارید و قطعات نهایی ممکن است هنگام سرد شدن تاب بردارند. همچنین هنگام چاپ مقداری بخار بدبو و سمی استایون تولید می‌شود. لذا باید در محل استقرار دستگاه از تهویه قدرتمندی استفاده کنید. همچنین فیلامنت ABS رطوبت هوا را جذب می‌کند.

کاربردهای فیلامنت ABS

ABS از انواع فیلامنت ایده‌آل در قطعه سازی است. البته نه قطعه‌های خیلی مستحکم که قرار است تحت فشار بالایی قرار بگیرند. اما هر نوع قطعه فنی پلیمری را می‌توان با چاپ سه بعدی از طریق فیلامنت ABS تهیه کرد. مواردی مانند:

• انواع چرخ دنده‌ها، محورها، محفظه‌های ابزار و قطعات یدکی پلیمری
• لوازم خودرو از قبیل پنل‌های داخلی، محفظه‌های مختلف کابین و قطعات زیر کاپوت
• اسباب بازی‌های بسیار محکم مانند لگو
• محصولات مصرفی با دوام مانند کیبورد، قاب گوشی و لوازم آشپزخانه
• پروتایپ‌های مهندسی که باید استحکام و مقاومت حرارتی بالایی داشته باشند.

فیلامنت PETG (پلی اتیلن ترفتالات گلیکول)

PETG پلیمر پرکاربردی است که برای ساخت انواع بطری‌های آب و نوشابه استفاده می‌شود. قاعدتاً یک عمر این متریال را می‌شناسید و احتمالاً چندان درباره آن تحقیق نکرده‌اید. البته فیلامنت PETG با افزودن گلیکول (Glycol) خواص انعطاف پذیرتری پیدا کرده تا برای استفاده در دستگاه چاپ سه بعدی نیز مناسب باشد. PETG از انواع فیلامنت محبوب و مقرون به صرفه است. این فیلامنت به دلیل ترکیب منحصر به فرد چاپ پذیری راحت و خواص مکانیکی عالی به یکی از پرطرفدارترین فیلامنت‌ها تبدیل شده است.

PETG حد فاصل فیلامنت‌های PLA و ABS است. نه به اندازه PLA ساختار شکننده‌ای دارد و نه به اندازه ABS مسیر چاپ سختی را تجربه می‌کند. PETG یک فیلامنت همه کاره است که دوام خوب، استحکام فیزیکی مطلوب و مقاومت شیمیایی عالی را کنار هم دارد. اگر تازه‌کار هستید و از کارهای آماتوری با PLA خسته شده و قصد دارید که دنیای حرفه‌ای‌تری را تجربه کنید،

خرید فیلامنت پرینتر سه بعدی از نوع PETG پیشنهاد عالی است. البته این فیلامنت چند ویژگی برجسته دیگر نیز دارد:

• از مقاومت شیمیایی و رطوبتی عالی برخوردار است. مناسب ساخت قطعات مقاوم در برابر آب، روغن و بسیاری مواد شیمیایی خانگی است.
• استحکام و انعطاف پذیری خوبی دارد و در برابر ضربه نمی‌شکند، بلکه خم می‌شود.
• برای تازه کارها به عنوان فیلامنت جایگزین PLA عالی است، زیرا فرایند چاپ ساده‌ای دارد.
• ماده بی‌خطر برای نگهداری مواد غذایی است و برای چاپ ظروف آشپزخانه و ظرف‌های نگهدارنده مواد خوراکی ایده‌آل است.
• 

معایب و محدودیت‌های فیلامنت PETG

در نظر داشته باشید که فیلامنت PETG به سرعت رطوبت را جذب کرده و اگر مراقب نباشید، ممکن است هنگام چاپ ترک بخورد یا دچار رشته ریسی ‌شود. این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که هنگام حرکت نازل مقدار کمی پلاستیک بیرون می‌ریزد و تارهای نازکی را ایجاد می‌کند. همچنین چسبندگی بیش از حدی به نازل دارد که ممکن است به فرایند چاپ آسیب بزند. لذا توصیه می‌کنیم که حتماً در صورت استفاده از فیلامنت PETG از نازل‌های فولاد استیل استفاده کنید.

کاربردهای فیلامنت PETG

PETG از انواع فیلامنت همه کاره است و برای مصارف زیادی استفاده می‌شود. مانند:

• تولید ظروف و قطعات مربوط به غذا و مایعات از قبیل بطری‌ها، قمقمه‌ها و…
• قطعات مکانیکی و کاربردی که به انعطاف پذیری و استحکام نیاز دارند مانند قلاب‌ها، بست‌ها و محافظ‌ها
• قطعات پلاستیکی برای استفاده در فضای باز
• قطعات شفاف مانند انواع پوشش‌های نورپردازی و محافظ لامپ و…

فیلامنت TPU (ترموپلاستیک پلی یورتان)

TPU نوعی فیلامنت پلیمری با انعطاف پذیری عالی است که ساختاری شبیه به لاستیک دارد و از آن برای تولید قطعات انعطاف پذیر استفاده می‌کنند. از TPU حتی به عنوان فیلامنت لاستیکی یاد می‌شود. اگر نیاز به قطعه‌ای داشته باشید که باید کاملاً انعطاف پذیر بوده و خم شود و در عین حال هر نوع ضربه را جذب کند، فیلامنت TPU انتخاب اول و آخر شما است.

اگرچه چاپ با فیلامنت TPU اندکی سخت و حتی چالش برانگیز است، اما نتایج منحصر به فردی را ارائه می‌کند که با هیچ نوع فیلامنت دیگری قابل دستیابی نیست. انعطاف پذیری عالی با قابلیت کشسانی ویژگی برجسته انواع فیلامنت TPU است، اما همه‌ی ماجرا نیست. این فیلامنت نقاط مثبت دیگری هم دارد، مانند:

• مقاومت سایشی TPU عالی است. قطعات ساخته شده با این فیلامنت در برابر ساییدگی و هر نوع اصطکاک مقاومت می‌کنند.
• این فیلامنت توانایی جذب ضربه و یا فشارهای لرزشی را دارد و به خوبی هر نوع شوک یا بار لرزشی را مهار کرده و تخریب نمی‌شود.
• در برابر بسیاری از مواد متداول مانند انواع روغن‌ها، گریس‌ها، حلال‌ها و یا شوینده‌ها مقاوم است.
• 

معایب و محدودیت‌های فیلامنت TPU

با وجود قابلیت‌های عالی کشسانی و انعطاف پذیری خوب، چاپ با این فیلامنت خیلی دشوار است. بنابراین چاره‌ای ندارید که از چاپگرها با الکترود مستقیم استفاده کنید. همچنین رشته ریسی بسیار زیادی هنگام چاپ دارد و سرعت چاپ را کاهش می‌دهد. ولی می‌توان با نازل مناسب استیل تا حدودی از رشته ریسی این نوع فیلامنت کاست. در نظر داشته باشید که چاپ با TPU خیلی کند است.

کاربردهای فیلامنت TPU

TPU بهترین فیلامنت برای تولید محصولات انعطاف پذیر است و به همین دلیل ساده از قابلیت‌های کاربردی منحصر به فردی برخوردار است. مانند:

• تولید قطعات انعطاف پذیر و لولایی مانند انواع لولاها، واشرها و یا درپوش‌ها
• انواع محافظ‌های ضد ضربه مانند قاب و روکش گوشی موبایل و ابزارهای الکترونیکی
• قطعات دمپری و ضد لرزش
• قطعات با قابلیت تحمل اصطکاک بسیار بالا
• اشیا روزمره مانند بند عینک، دسته‌های ارگونومیک و اسباب بازی

فیلامنت Nylon (پلی آمید)

Nylon (نایلون) یک سوپر فیلامنت در دنیای چاپ سه بعدی است. این فیلامنت که با نام پلی آمید (Polyamide) و گاهاً PA نیز شناخته می‌شود، به علت استحکام فوق‌العاده، قابلیت‌های چقرمگی و مقاومت‌های سایشی عالی کاربردی گسترده پیدا کرده است. چاپ با انواع فیلامنت Nylon سخت و چالش برانگیز است، اما نتایج آن برای کاربردهای مهندسی و تولید قطعات کاربردی بی‌نظیر است. انواع فیلامنت خانواده Nylon چندین ویژگی برجسته دارند:

• چقرمگی بسیار خوبی دارد. تا جاییکه ترکیبی منحصر به فرد از استحکام و انعطاف پذیری است.
• مادامیکه در برابر ضربه بسیار مقاوم است، به جای شکستن خم می‌شود.
• مقاومت سایشی Nylon عالی است و از قابلیت خود روانکاری ذاتی برخوردار است که ویژگی ایده‌آل برای تولید چرخ دنده‌ها، یاتاقان‌ها و سایر قطعات اصطکاکی است.
• در برابر بسیاری از مواد شیمیایی از جمله روغن‌ها، سوخت‌ها و حلال‌ها پایدار است.
• پایداری حرارتی تا فراتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد دارد.

معایب و محدودیت‌های فیلامنت Nylon

بدون ترید نایلون یک فیلامنت شگفت انگیز است. اما باید بدانید که این فیلامنت رطوبت را به خوبی جذب می‌کند. رطوبت هوا دشمن اصلی فیلامنت Nylon است و هنگام چاپ باعث حباب زدن می‌شود. از طرفی جذب رطوبت باعث کاهش شدید استحکام مکانیکی قطعات چاپ شده با Nylon خواهد شد. همچنین احتمال تاب برداشتن فیلامنت Nylon روی بستر چاپ به علت انقباض حرارتی در صورت تنظیم نادرست میز کار زیاد است.

کاربردهای فیلامنت Nylon (نایلون)

انواع فیلامنت Nylon در گریدهای مختلف بهترین متریال برای چاپ قطعات صنعتی و کارگاهی هستند. از این فیلامنت برای اهداف گوناگونی استفاده می‌کنند، مانند:

• تولید انواع چرخ دنده‌ها و قطعات مکانیزمی
• انواع اتصالات و بست‌های صنعتی
• قطعات کاربردی با قابلیت تحمل فشار مانند دسته ابزار یا گیره
• قطعات ماشین آلات و ربات‌ها
• محفظه‌های پلیمری مقاوم در فضاهای صنعتی و تولید دستگاه

فیلامنت ASA (آکریلو نیتریل استایون آکریلات)

فیلامنت ASA نوع پیشرفته و بهبود یافته انواع فیلامنت ABS است که تمام مزایا و قابلیت‌های مهندسی آن را دارد و در عین حال نقطه ضعف بزرگ فیلامنت ABS را پوشش داده است. فیلامنت مدرن ASA از مقاومت فوق‌العاده بالا در برابر عوامل جوی خصوصاً تابش دائمی نور خورشید برخوردار است. اگر در پروژه‌ای قصد چاپ قطعاتی را دارید که برای استفاده در فضای بیرونی هستند، در بهترین حالت توصیه می‌کنیم که چاپ با فیلامنت ASA را تجربه کنید. زیرا:

• از مقاومت برتر در برابر اشعه فرابنفش (UV) خورشید برخوردار است.
• در برابر شرایط نامساعد جوی مانند برف و باران و تغییرات شدید دما کاملاً مقاوم است.
• استحکام مکانیکی و حرارتی بالایی دارد. هر نوع ضربه را تحمل کرده و در محیط‌های بسیار داغ فراتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد نرم نمی‌شود.
• فرایند پس پردازش آن ساده و تنها با استفاده از بخار استون انجام می‌شود.

با وجود این مزایا در نظر داشته باشید که ASA یک فیلامنت با انقباض حرارتی بالایی است و ممکن است لبه‌های آن هنگام چاپ تاب بردارند. همچنین هنگام چاپ بخارات نامطلوب و سمی از خود ساطع می‌کند. لذا محل استقرار دستگاه باید تهویه قدرتمندی داشته باشد.

کاربردهای فیلامنت ASA

انواع فیلامنت ASA گریدهای مختلفی دارند و قطعاتی که با آنها ساخته می‌شود که به معنای واقعی کلمه جان سخت هستند. کاربردهایی مانند:

• تولید قطعات فضای باز مانند محفظه سنسورها، قاب تجهیزات مانند دوربین‌ها، وسایل باغبانی و…
• قطعات خودرویی بیرونی مانند محفظه آینه، پنل‌های بدنه و…
• انواع محصولات مصرفی با دوام
• پروتو تایپ‌های مهندسی

مقایسه انواع فیلامنت پرینتر سه بعدی

برای مقایسه قابلیت‌های فنی و کاربردی انواع فیلامنت به اطلاعات جدول زیر توجه کنید:

انواع فیلامنت‌های خاص با کاربردهای تخصصی

علاوه‌ بر انواع فیلامنت که در این مطلب بررسی کردیم، چندین نوع محصول منحصر به فرد با کاربردی خاص نیز تولید شده و به عنوان فیلامنت‌های تخصصی در بازار عرضه می‌شوند. مانند:

• فیلامنت PC (پلی کربنات)

یک نوع فیلامنت پلاستیکی بسیار قوی و کاملا مقاوم در برابر حرارت است که استحکام ضربه‌ای بسیار بالایی دارد. از این فیلامنت برای تولید قطعات تحت فشار و حرارت بالا استفاده می‌کنند.

• فیلامنت چوبی (Wood)

از دسته فیلامنت‌های کامپوزیتی است که با ترکیب خاک اره تهیه شده و پس از پس پردازش، قطعاتی کاملاً شبیه به چوب را تولید می‌کند. حتی قطعات چاپ شده با این فیلامنت بوی چوب دارند.

• فیلامنت فلز (Metal)

یکی دیگر از فیلامنت‌های کامپوزیتی است که با ترکیب پودرهای فلزی مانند برنز، مس یا آهن تهیه شده و برای ساخت قطعات مستحکم کارایی دارد.

• فیلامنت سنگی (Stone)

نوعی فیلامنت کامپوزیتی است که با ترکیب پودر سنگ تهیه شده و برای چاپ قطعات کاملاً شبیه به سنگ مرمر و یا بتنی کارایی دارد.

• فیلامنت‌های کربنی (Carbon Fiber Filled)

از جمله انواع فیلامنت‌های مدرن کامپوزیتی است که با ترکیب الیاف کربن تهیه می‌شوند و برای ساخت قطعات بسیار صلب و خیلی محکم و در عین حال سبک کارایی دارند.

جمع‌بندی: کدام فیلامنت مناسب پروژه شما است؟

انتخاب انواع فیلامنت (Types of 3D Printer Filaments) کاملاً به نیاز پروژه شما بستگی دارد. قاعدتاً برای شروع یادگیری و چاپ مدل‌های ساده باید با فیلامنت PLA آغاز کنید. اما برای تولید قطعات با استحکام و دوام بیشتر و همچنین قطعات مکانیکی باید به سمت انواع فیلامنت ABS و یا PETG و البته Nylon و… حرکت نمایید.

استراتژی شما برای انتخاب انواع فیلامنت برگ برنده موفقیت چاپ است. البته اگر دغدغه تهیه انواع فیلامنت با بهترین قیمت را دارید، می‌توانید از خدمات فروشگاه تخصصی وی پلاس استفاده کنید. برای خرید فیلامنت پرینتر سه بعدی با قیمت مناسب و عرضه در سراسر کشور به خدمات وی پلاس دسترسی دارید. کافی است درباره شرایط پروژه با کارشناسان وی پلاس تماس گرفته و مشاوره تخصصی شوید و در عین حال با بررسی انواع فیلامنت بهترین آنها را با قیمت اقتصادی تهیه نمایید