PP (پلی پروپیلن) یک ترموپلاستیک نیمه کریستالی است. این پلاستیک پس از پلی اتیلن، دومین پلاستیک پرمصرف است. PP کاربرد اصلی خود را در بسته بندی مواد غذایی و محصولات مصرفی می یابد. پلی پروپیلن اولین بار در سال 1951 توسط جی پل هوگان و رابرت بنکس، کارمندان فیلیپس پترولیوم در آن زمان کشف شد. بعدها توسط دانشمند آلمانی کارل رن تکمیل شد. کار او باعث تولید انبوه پلی پروپیلن شد.

استفاده از فیلامنت PP در پرینتر سه بعدی چندان گسترده نیست. به دلیل تمایل به تاب برداشتن ممکن است چاپ آن دشوار باشد. PP نیاز به حجم ساخت گرم و دمای صفحه ساخت نسبتاً بالایی دارد. فیلامنت چاپ سه بعدی PP را می توان در انواع شفاف یا رنگی عرضه کرد یا با افزودنی های مختلفی مانند الیاف شیشه، پودر تالک یا یک کوپلیمر اتیلن پر کرد. سه مزیت اصلی پرینت سه بعدی با پلی پروپیلن عبارتند از: مقاومت در برابر خستگی عالی، مقاومت شیمیایی خوب و اتصال بین لایه ای خوب. این مقاله ویژگی های کلی پلی پروپیلن را به همراه ترکیب، خواص و محدودیت های آن مورد بحث قرار می دهد و آن را با سایر فیلامنت های چاپ سه بعدی مقایسه می کند.

فیلامنت PP پلی پروپیلن
فیلامنت PP پلی پروپیلن

پرینت سه بعدی PP چیست؟

پرینت سه بعدی فرآیند ساختن یک قطعه با ساخت لایه به لایه لایه به لایه با رسوب پلاستیک ذوب شده است. فیلامنت پلی پروپیلن می تواند به عنوان ماده اولیه برای چاپ سه بعدی استفاده شود. با رفع مشکلات فنی چاپ این ترموپلاستیک، مقبولیت و سهم بازار را به دست می آورد. فیلامنت چاپ سه بعدی PP (پلی پروپیلن) به دلیل مقاومت در برابر خستگی و چقرمگی عالی یکی از محبوب ترین مواد برای چاپ لولاهای زنده است. پلی پروپیلن همچنین دارای مقاومت شیمیایی عالی در برابر طیف گسترده ای از اسیدها، بازها و حلال ها در دمای اتاق است و به طور گسترده در صنایع پزشکی و خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. برای اطلاعات بیشتر درباره پرینتر سه بعدی، راهنمای پرینتر سه بعدی 3dRD را ببینید .

ترکیب فیلامنت PP چیست؟

پلی پروپیلن یک مونومر نیمه بلوری با فرمول (C3H6)n است. از طریق پلیمریزاسیون رشد زنجیره ای پروپن تولید می شود. پلی پروپیلن به عنوان یک هموپلیمر (درجه عمومی)، یک کوپلیمر بلوکی (دارای بین 5 تا 15 درصد اتیلن) ​​و یک کوپلیمر تصادفی (شامل مونومرهای تصادفی مرتب شده در امتداد زنجیره مولکولی پلی پروپیلن اصلی و شامل بین 1 تا 7 درصد اتیلن است. ). رنگدانه اکسید تیتانیوم سیاه را می توان برای رنگ آمیزی پلاستیک و بهبود مقاومت در برابر نور UV (فرابنفش) اضافه کرد. فیلامنت پلی پروپیلن پر شده با شیشه برای افزایش دمای انحراف حرارتی استاندارد پلی پروپیلن به قیمت مقاومت در برابر ضربه در دسترس است.

خواص فیلامنت PP چیست؟

برخی از خواص کلیدی پلی پروپیلن در زیر لیست شده است و برخی از خواص مکانیکی و حرارتی کلیدی فیلامنت چاپ سه بعدی PP را فهرست می کند:

  1. دمای ذوب پلی پروپیلن 130 درجه سانتی گراد و دمای انحراف حرارتی 64.1 درجه سانتی گراد است.
  2. یکی از مهمترین خواص PP پایداری شیمیایی آن است. این پایداری شیمیایی به این معنی است که در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مختلف از جمله اسیدها و قلیاها مقاوم است.
  3. پلی پروپیلن می تواند در برابر بارگذاری ضربه ای با ترمز یا شکستن مقاومت کند.
  4. پلی پروپیلن می تواند میلیون ها چرخه استرس را بدون شکست تحمل کند.

مقایسه خواص فیلامنت PP

جدول 1 خواص فیلامنت پرینت سه بعدی PP را در مقایسه با طیف وسیعی از فیلامنت های دیگر با کارایی بالا فهرست می کند:

جدول 1: مقایسه PP در مقابل ABS در مقابل PETG
ویژگیPPABSPETG

مدول کششی (MPa)

16 ± 234

113 ± 1699

45 ± 1711

تنش کششی @ بازده (MPa)

0.4 ± 8.6

0.3 ± 38.1

0.8 ± 46.2

کشیدگی @ بازده (%)

3.0 ± 18.7

0.1 ± 4.1

0.1 ± 5.9

مدول خمشی (MPa)

9 ± 250

28 ± 1317

25 ± 1489

مقاومت خمشی (MPa)

0.3 ± 9.4

1.8 ± 21.5

50 ± 3.5

قدرت ضربه چارپی (کیلوژول بر متر مربع)

3.2 ± 49.1 (بریدگی)

0.1 ± 1.5 (لولا)

0.6 ± 7.9 (بریدگی)

سختی (شور D)

42

76

76

دمای انحراف گرما (0.455 مگاپاسکال)

64.1 ± 3.6

0.4 ± 86.6

0.8 ± 76.2

دمای انتقال شیشه ای (°C)

-20

100.5

77.4

دمای ذوب (درجه سانتیگراد)

130.6

200

230-250

فیلامنت PP پلی پروپیلن
فیلامنت PP پلی پروپیلن

محدودیت های چاپ سه بعدی با PP چیست؟

پلی پروپیلن (PP) معمولا برای پرینت سه بعدی به دلیل مشکلات کلی موجود در این فرآیند استفاده نمی شود. چالش های کلیدی برای استفاده از فیلامنت چاپ سه بعدی PP عبارتند از:

  1. اگر دما دقیقاً کنترل نشود، در حین چاپ تمایل به تاب برداشتن دارد. بنابراین برای محدود کردن انقباض و تاب برداشتن به حجم چاپ گرم شده نیاز است.
  2. در صورت عدم استفاده از چسب مناسب، PP چاپ شده تمایل دارد از بستر چاپ جدا شود.
  3. تحت قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور UV تخریب می شود. اگرچه این مشکل را می توان با افزودنی ها کاهش داد، PP به طور کلی برای برنامه های کاربردی در فضای باز مناسب نیست.

بیشتر بدانید: راهنمای انتخاب فیلامنت

در زیر برخی از مزایای کلیدی چاپ با پلی پروپیلن ذکر شده است:

  1. در برابر طیف وسیعی از حلال ها، بازها و اسیدها در دمای اتاق مقاوم است. با این حال، PP در برابر اسید نیتریک با غلظت بالای 65٪ یا اسید سولفوریک بالای 93٪ مقاوم نیست.
  2. مقاومت در برابر خستگی عالی دارد. PP به طور گسترده برای لولاهای زنده استفاده می شود (یعنی لولاهای انعطاف پذیر که به توانایی مواد برای خم شدن تکیه می کنند)، که می تواند میلیون ها چرخه برگشت تنش را بدون تغییر شکل دائمی متحمل شود.
  3. PP در مقایسه با ترموپلاستیک‌های مهندسی رایج‌تر مانند نایلون یا ABS، مقاومت ضربه‌ای عالی دارد.

چرا PP در پرینت سه بعدی استفاده می شود؟

فیلامنت چاپ سه بعدی PP (پلی پروپیلن) از نظر مکانیکی بسیار قوی نیست. با این حال، برخی از کاربردهای منحصر به فرد مانند لولاهای زنده، ظروف نیمه شفاف و تسمه های دستگاه پوشیدنی دارد. این کاربرد به دلیل استحکام خستگی عالی و مقاومت شیمیایی آن است. PP همچنین به طور گسترده در صنایع پزشکی و خودرو استفاده می شود. مانند بیشتر ترموپلاستیک ها، پلی پروپیلن نیز قابل بازیافت است.

نحوه استفاده از PP در پرینت سه بعدی

فیلامنت چاپ سه بعدی PP یکی از سخت ترین ترموپلاستیک ها برای چاپ است. با این حال، اگر تنظیمات صحیح استفاده شود، دلیلی ندارد که نتوان به نتایج عالی دست یافت. در زیر چند نکته برای چاپ با پلی پروپیلن ذکر شده است:

  1. فیلامنت چاپ سه بعدی PP به راحتی به یک صفحه ساختنی آماده نمی چسبد. نوار بسته بندی اعمال شده روی صفحه ساخت، پیوند خوبی با اولین لایه چاپ شده ایجاد می کند، و همینطور چسب های تخصصی خاصی مانند Magigoo PP.
  2. اگر محیط چاپ در دمای نسبتاً بالای 45 درجه سانتیگراد نگهداری نشود، پلی پروپیلن در حین چاپ به راحتی تاب می خورد. در این صورت، حجم چاپ بسته توصیه می شود.
  3. “کلک” یک پایه چاپ شده است که در بالای آن می توان یک قسمت واقعی را چاپ کرد. استفاده از قایق از لایه پایه قطعه محافظت می کند، زیرا گاهی اوقات قطعه به خوبی به صفحه ساختنی که به درستی آماده شده است می چسبد و برداشتن قطعه می تواند به پایه آن آسیب برساند. یک قایق را می توان به راحتی با کشیدن آن جدا کرد.

بهترین تنظیمات پیکربندی برای پرینت سه بعدی PP چیست؟

در حالی که حجم ساخت گرم شده و روش‌های چسبندگی مناسب بستر، چاپ پلی پروپیلن را بسیار آسان‌تر می‌کند، همچنان استفاده از تنظیمات بهینه مهم است. در زیر برخی از پارامترهای کلیدی برای استفاده به عنوان نقطه شروع فهرست شده است. با این حال، همیشه توصیه می شود برای یافتن تنظیمات بهینه، به برگه داده فنی فیلامنت چاپ سه بعدی PP خاص برای فیلامنت چاپی خاص خود مراجعه کنید. داده های زیر در جدول 2 برخی از تنظیمات مهم چاپگر برای تعیین و تنظیم قبل از چاپ با فیلامنت پلی پروپیلن است:

 
جدول 2. تنظیمات معمولی چاپگر PP
تنظیمات چاپگرارزش

دمای میز گرم

85-100 درجه سانتیگراد

دمای نازل

205-220 درجه سانتیگراد

سرعت چاپ

30-90 میلی‌متر بر ثانیه (سرعت کمتر نتایج بهتری ایجاد می‌کند)

فاصله انقباض

6.5 میلی متر

تراکم پر کردن

20%

بهترین سرعت چاپ سه بعدی PP چیست؟

سرعت چاپ برای پلی پروپیلن می تواند از 30 میلی متر بر ثانیه تا 90 میلی متر بر ثانیه باشد. چاپ با سرعت های بالاتر زمان کلی چاپ را کاهش می دهد اما بی ثباتی ابعادی را افزایش می دهد. چاپ با سرعت‌های بالاتر همچنین استحکام کلی قطعه را بهبود می‌بخشد، زیرا زمان بین چاپ هر لایه کاهش می‌یابد و امکان اتصال بین لایه‌ها را بهبود می‌بخشد. اگر سرعت چاپ بالاتری مورد نظر است، چاپگر سه بعدی مورد استفاده باید به اندازه کافی سفت باشد تا لرزش بیش از حد در حین چاپ ایجاد نشود. لرزش بیش از حد باعث کاهش کیفیت قطعه می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر  ویدیوهای آموزش استفاده از پرینتر سه بعدی را تماشا کنید.

قطعات پرینت شده با فیلامنت PP پلی پروپیلن
قطعات پرینت شده با فیلامنت PP پلی پروپیلن

دمای ذوب فیلامنت PP چقدر است؟

دمای ذوب کلی فیلامنت PP 130.6 درجه سانتیگراد است. با این حال، دمای ذوب فیلامنت چاپ سه بعدی PP بستگی به سازنده خاص و مواد افزودنی دارد. توصیه می شود قبل از چاپ به برگه اطلاعات فنی در صفحات معرفی فیلامنت ها مراجعه کنید.

آیا هنگام چاپ با PP به میز گرم نیاز است؟

بله، هنگام چاپ با پلی پروپیلن، میز گرم لازم است. عدم چاپ با تختی که حداقل تا 85 درجه سانتیگراد گرم شده باشد، باعث ایجاد مشکلاتی در چسبندگی صفحه تخت می شود و در نتیجه چاپ ناموفق خواهد بود.

ضخامت دیوار خوب برای چاپ سه بعدی PP چیست؟

ضخامت بهینه دیوار برای یک قطعه پلی پروپیلن بستگی به استفاده نهایی قطعه در حال چاپ دارد. به طور کلی، ضخامت دیوار در حدود 1 میلی متر ایده آل خواهد بود. اگر یک دیوار به عنوان یک لولای زنده دو برابر شود، ضخامت چاپ ایده آل می تواند تا 0.4 میلی متر باشد.

چگالی دیوار خوب برای چاپ سه بعدی PP چیست؟

تراکم پرکننده بهینه برای قطعه غیرکاربردی پلی پروپیلن چاپ شده 3 بعدی 20 درصد است. با این حال، این چگالی باید بسته به کاربرد مورد نظر تنظیم شود. کاربردهای باربر ممکن است به تراکم پرکننده 50 تا 80 درصد نیاز داشته باشند. پر کردن استاندارد از نوع شبکه برای اکثر برنامه ها کافی است.

سوالات و پاسخ ها

فیلامنت پلی پروپیلن برای چاپ سه بعدی قابل تجزیه زیستی نیست و باید در یک مرکز صنعتی بازیافت شود.

مانند بیشتر ترموپلاستیک ها، پلی پروپیلن نیز قابل بازیافت است.

فیلامنت چاپ سه بعدی پلی پروپیلن رطوبت سنجی نیست. به راحتی رطوبت را جذب نمی کند.

PLA (پلی لاکتیک اسید) ماده ای سفت و شکننده است که در مقایسه با پلی پروپیلن مقاومت خستگی ضعیفی دارد. با این حال، PLA به طور قابل توجهی ارزان تر از فیلامنت چاپ سه بعدی فیلامنت pp است و چاپ آن بسیار آسان تر است.

ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) استحکام مکانیکی بسیار بهتری نسبت به فیلامنت چاپگر سه بعدی پلی پروپیلن دارد. با این حال، هر دو ماده مستعد تاب برداشتن هستند و در حین چاپ نیاز به حجم های حرارتی دارند.

همپوشانی قابل توجهی در کاربردهای فیلامنت pp و PET (پلی اتیلن ترفتالات) وجود دارد. به عنوان مثال، هر دو برای ذخیره ایمن مواد غذایی و مایعات استفاده می شوند. فیلامنت pp و PET نیز مقاومت در برابر دما و خواص سفتی مشابهی دارند.

سایر فیلامنت ها

3dRD

شرکت صنعت سامه با نام تجاری 3dRD بزرگترین و تخصصی ترین تولیدکننده پرینترهای سه بعدی در ایران

Source: SIMPLIFY3D.COM

 

به اشتراک بگذارید:

دیدگاهتان را بنویسید

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

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید