تولید افزودنی به فرآیند ایجاد یک قطعه با ساخت تدریجی آن از طریق افزودن مواد اشاره دارد. این ماده می تواند فلز، سرامیک، پلاستیک، فوتوپلیمر یا حتی غذا باشد! ISO/ASTM…
پلی کربنات (PC) یک گروه استثنایی از پلیمرهای ترموپلاستیک است که با وجود گروه های کربناته در ساختار شیمیایی آن ها متمایز می شود. این پلی کربنات های درجه مهندسی به دلیل استحکام و دوام چشمگیر خود مشهور هستند. برخی از انواع حتی دارای شفافیت نوری هستند که آنها را برای کاربردهایی با لنزهای پلی کربنات عالی می کند. این مواد دارای کارایی قابل توجهی هستند که امکان قالب گیری و فرم دهی آسان را فراهم می کند. این مجموعه منحصر به فرد از خواص شیمیایی راه را برای کاربردهای متعدد در صنایع مختلف هموار کرده است.
پلی کربنات در زندگی روزمره
ممکن است متوجه نباشید، اما پلی کربنات در اطراف شما وجود دارد. از عینک گرفته تا دستگاه‌های پزشکی، تجهیزات محافظ تا قطعات خودرو، دی‌وی‌دی تا وسایل روشنایی و حتی بلو-ری، همه کاره بودن پلی کربنات می‌درخشد. شفافیت طبیعی آن شبیه به شیشه است، قادر به انتقال موثر نور و مقاومت در برابر ضربه های قابل توجه است و عملکرد بسیاری از پلاستیک های معمولی را بهتر می کند.
انعطاف پذیری ذاتی پلی کربنات یک مزیت دیگر است. بدون ترس از ترک خوردن یا شکستن می توان آن را بدون زحمت در دمای اتاق قالب گیری کرد. علاوه بر این، بدون نیاز به گرمای اضافی می توان آن را تغییر شکل داد و کیفیت بی شکل را تضمین کرد. اصطلاح “ترموپلاستیک” این ویژگی منحصر به فرد پلی کربنات و پلاستیک های مشابه را مشخص می کند، که نشان دهنده توانایی آنها برای انتقال به حالت مایع در نقطه ذوب است. این کیفیت فرآیندهای مختلف از جمله قالب گیری تزریقی و بازیافت را تسهیل می کند.
هنر سنتز پلی کربنات
پلی کربنات ها به طور دقیق از طریق پلیمریزاسیون بیسفنول A (C15H16O2) و فسژن (COCl2) ساخته می شوند. با نقطه ذوب بین 260 تا 320 درجه سانتی گراد، پلی کربنات در طیف دمایی وسیعی رشد می کند. مقاومت ضربه ای آن تقریباً دو برابر نزدیکترین همتایان خود یعنی ABS و PVC است. با این حال، در نظر گرفتن ضریب انبساط آن، که از فلزاتی مانند فولاد و آلومینیوم، در مونتاژها استفاده می شود، بسیار مهم است.
ورق های پلی کربنات را می توان از طریق جوش حلال یا چسباندن چسب به هم وصل کرد و با اتصال دهنده های مکانیکی مانند پرچ ها محکم کرد. این ماده دارای استحکام کششی قابل توجه 8500 psi و نرخ انقباض بین 0.006 و 0.009 اینچ در اینچ است.
کار با فیلامنت پلی کربنات
پلی کربنات انعطاف پذیری قابل توجهی را در دمای اتاق نشان می دهد و می تواند با استفاده از ابزارهای معمولی مانند مته، اره و تجهیزات فرز ماشین کاری شود. در دمای اتاق به راحتی خم می شود و گاهی اوقات گرمایش موضعی برای به حداقل رساندن شکستگی های استرس در طول خط خم اعمال می شود. ترموفرمینگ به عنوان یک روش مقرون به صرفه و مورد علاقه برای شکل دادن به ورق های پلی کربنات، به ویژه برای قطعات متوسط تا بزرگ در حجم تولید محدود ظاهر می شود. در شکل گلوله، این ماده خود را به فرآیندهای قالب گیری تزریقی و اکستروژن بدون زحمت می رساند.
پلی کربنات خود را به دلیل ماهیت آمورف خود متمایز می کند، که نشان دهنده عدم وجود ساختار مرتب معمولی جامدات کریستالی است. در نتیجه، بر خلاف پلیمرهای کریستالی که یک انتقال ناگهانی را تجربه می کنند، نرم شدن آن به تدریج و در یک محدوده دمایی وسیع رخ می دهد.
مدیریت رطوبت و طبیعت هیگروسکوپیک
مانند بسیاری از ترموپلاستیک ها، پلی کربنات رفتار رطوبت سنجی از خود نشان می دهد و حذف رطوبت را قبل از پردازش ضروری می کند. به طور معمول، خیساندن پلاستیک در فر 120 درجه سانتیگراد برای دو تا چهار ساعت به اندازه کافی مواد را در محدوده رطوبت توصیه شده 0.02٪ قرار می دهد.
تولید مواد پلی کربنات
ماده پلی کربنات اولیه از واکنش بین بیسفنول A (BPA) و COCl فسژن پدید می آید. سفر سنتز با درمان بیسفنول A با استفاده از هیدروکسید سدیم آغاز می شود و گروه های هیدروکسیل را پروتونه می کند.
دی فن اکسید حاصل با فسژن درگیر می شود تا یک کلروفرمات تولید کند که متعاقباً توسط فن اکسید دیگری مورد حمله قرار می گیرد. این فرآیند که مسئول تقریباً یک میلیارد کیلوگرم تولید پلی کربنات سالانه است، شاهد اکتشاف دیول‌های جایگزین از جمله بی (4-هیدروکسی فنیل) سیکلوهگزان و دی هیدروکسی بنزوفنون بوده است. این تغییرات از سیکلوهگزان به عنوان یک کومونومر برای سرکوب کریستالیزاسیون محصول مشتق از BPA استفاده می کند. Tetrabromobisphenol A همچنین برای افزایش مقاومت در برابر آتش پلی کربنات کاربرد دارد.
پلاستیک های پلی کربنات: طیفی از انواع
دوران مدرن طیف متنوعی از فرمولاسیون های پلی کربنات و فرآیندهای تولید را از توسعه دهندگان مختلف آغاز کرد. هر گونه دارای دستور العمل و روش ساخت پلی کربنات متمایز است. در اینجا نگاهی اجمالی به برخی از تکرارهای معاصر و کاربردهای رایج آنها آورده شده است:
ورق Clear GP: ورق پلی کربنات Clear GP که برای مصارف شیشه ای و صنعتی طراحی شده است به عنوان یک قلعه در برابر خرابکاری و شکستن عمدی ایستاده است. با استحکام ضربه 250 برابر شیشه و 30 برابر ورقه اکریلیک، در محافظت عالی است.
Clear SL Sheet : Clear SL در مبارزه با اثرات بی امان نور طبیعی، مقاومت استثنایی در برابر اشعه ماوراء بنفش را نشان می دهد. در محیط های خشن رشد می کند، عمر مفید را افزایش می دهد و در برابر تغییر رنگ مقاومت می کند. علاوه بر این، این ورق پلی کربنات از هر دو طرف محافظت کامل در برابر اشعه ماوراء بنفش را ارائه می دهد.
ورق آینه پلی کربنات: با ارائه کیفیت آینه مانند شیشه، ورق آینه پلی کربنات مقاومت در برابر حرارت، استحکام ضربه عالی، پایداری ابعادی و انعطاف پذیری UV را ارائه می دهد. این یک انتخاب مناسب برای صنایع خودروسازی و امنیتی است که معمولاً به دلیل نقش آن در ساخت آینه های دو طرفه و آینه های سنتی در محیط های پر استرس شناخته می شود.
انعطاف‌پذیری ذاتی پلی‌کربنات، ایجاد محصول در اندازه‌ها، شکل‌ها، رنگ‌ها و شفافیت‌های مختلف را امکان‌پذیر می‌سازد و در عین حال استحکام، عملکرد و مقرون به صرفه بودن را تضمین می‌کند.
کاربردهای فراگیر پلی کربنات
پلاستیک های پلی کربنات خود را در جنبه های مختلف زندگی بافته اند و در موارد زیر هدف پیدا کرده اند:
چراغ های جلو اتومبیل
پنجره های امنیتی
محافظ صورت موتورسیکلت و شیشه جلو
لنزهای تجویزی
عینک ایمنی
نگهبان ماشین آلات
نورگیر
لامپ های خیابان
انعطاف پذیری و دوام پلی کربنات آن را به یک انتخاب واضح برای انتقال نور در مکان هایی تبدیل می کند که خطر ضربه زیاد است.
مواد افزودنی اغلب برای افزایش مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش معرفی می شوند، زیرا پلی کربنات مستعد تغییر رنگ است، به ویژه در مه شدن چراغ های جلوی خودرو مشخص می شود. مقاومت ضعیف این ماده در برابر خراش، نیاز به پوشش در برخی کاربردها، مانند عینک دارد.
پلی کربنات حضور خود را در عرصه های الکتریکی و الکترونیکی قویاً تثبیت کرده است. محفظه‌ها، کانکتورها، محفظه‌های باتری، رسانه‌های نوری، گوشی‌های هوشمند و موارد دیگر از مقاومت الکتریکی عالی، مقاومت حرارتی و خواص ضد شعله آن بهره می‌برند. علاوه بر این، به عنوان دی الکتریک در خازن های با پایداری بالا عمل می کند.
پلی کربنات نقش محوری در تولید دیسک های فشرده، دی وی دی و دیسک های بلوری ایفا می کند، جایی که قالب گیری تزریقی آن را زنده می کند، همراه با چاپ داده ها. فراتر از دیسک‌ها، ورق‌های پلی کربنات در تبلیغات نقش بسزایی دارند و به عنوان مواد بادوام برای تابلوها، نمایشگرها و محافظت از پوستر عمل می‌کنند.
در حالی که مواد پلی کربنات معمولاً شفاف هستند، به اشکال مختلف شفاف و مات در دسترس هستند، با شکل‌های استوک مانند ورق‌ها، میله‌ها و میله‌هایی که در رنگ‌های شفاف، سیاه و سفید ارائه می‌شوند.
مزیت های فیلامنت پلی کربنات
انتخاب پلی کربنات دارای مزایای فراوانی است:
مقاومت در برابر آتش: بر خلاف ورق های اکریلیک، پلی کربنات دارای مقاومت در برابر آتش است و امتیاز آتش B1 را به خود اختصاص می دهد که نشان دهنده ماهیت غیر قابل احتراق آن است. پلی کربنات ذاتا خود خاموش شونده است.
پایداری: پایداری درخشنده است زیرا پلی کربنات طول عمر طولانی و قابلیت بازیافت کامل را ارائه می دهد. مقاومت آن در برابر اشعه ماوراء بنفش آن را به عنوان یک ماده ورق بیرونی ایده آل قرار می دهد.
مقاومت در برابر خرابی: پلی کربنات تقریباً نشکن و غیرقابل نفوذ در برابر خرابی است، به عنوان انتخاب برتر برای شیشه های ایمنی می درخشد. کاربردهای آن از پناهگاه ها و سوله های دوچرخه گرفته تا ماشین آلات، تابلوهای نورانی و شیشه های دریایی را شامل می شود.
قدرت عایق: پلی کربنات در حفظ گرما برتر است و آن را به ماده ایده آل برای گلخانه تبدیل می کند. این یک ریزاقلیم ایجاد می کند که رشد گیاهان را پرورش می دهد و از تلاش های باغبانی حمایت می کند.
سهولت پردازش: محکم و بادوام، پلی کربنات خطر شکستگی را در مقایسه با ورق های اکریلیک قالب گیری شده به حداقل می رساند. می توان آن را سوراخ کرد، اره کرد، حکاکی کرد، سوراخ کرد، چسب زد، خم کرد (گرم)، و با همان سهولت اکریلیک جلا داد.
طراحی سبک وزن: وزن پلی کربنات تنها نصف وزن شیشه استاندارد در حجم های معادل است. این ویژگی سبک وزن قابلیت استفاده آن را در کاربردهای متعدد از جمله سایبان های پاسیو افزایش می دهد.
بررسی معایب پلی کربنات
حتی به عنوان یک ماده قدرتمند، پلی کربنات دارای معایبی است:
حساسیت به خراش: یکی از ایرادات برجسته پلی کربنات، حساسیت آن به خراش است. به عنوان مثال، افتادن شاخه ها روی سایبان پاسیو پلی کربنات می تواند منجر به خراش شود. با این حال، این نگرانی را می توان از طریق پولیش برطرف کرد.
انبساط حرارتی: پلی کربنات انبساط حرارتی را با نرخ 0.065 میلی متر بر متر بر درجه سانتیگراد نشان می دهد. برای کاهش مشکلات مربوط به انبساط، سوراخ‌های نصب باید انبساط حرارتی را بدون تداخل پیچ‌ها یا پیچ‌ها در خود جای دهند. استفاده از چسب یا درزگیر انعطاف پذیر نیز توصیه می شود.
پلی کربنات و سلامت انسان
با افزایش آگاهی در مورد تأثیر آلودگی محیطی بر سلامت انسان و حیات وحش، انتخاب ظروف پلی کربنات برای نگهداری مواد غذایی بحث‌هایی را برانگیخته است. نکته اصلی این مسئله در حساسیت پلی کربنات به هیدرولیز است که در دماهای بالا رخ می دهد و منجر به شستشو، به ویژه بیسفنول A (BPA) در هنگام تماس با آب می شود.
بیش از 100 مطالعه فعالیت زیستی BPA ناشی از پلی کربنات ها را بررسی کرده اند. به عنوان مثال، BPA از قفس های حیوانات پلی کربنات درجه صنعتی به آب در دمای اتاق شسته شده و به نظر می رسد که باعث بزرگ شدن اندام های تولید مثل موش ماده می شود. با این حال، توجه به این نکته مهم است که در این مطالعات از پلی کربنات صنعتی استفاده شده است، نه مواد غذایی FDA.
تجزیه و تحلیل اثرات دوز پایین مربوط به شیرابه BPA، که توسط vom Saal و Hughes در اوت 2005 انجام شد، ارتباط بین منابع مالی و نتایج مطالعه را پیشنهاد کرد. تحقیقات با بودجه صنعت اغلب هیچ اثر قابل توجهی را گزارش نمی‌کنند، در حالی که مطالعات با بودجه دولت اغلب اثرات قابل‌توجهی را مستند می‌کنند که حاکی از یک سوگیری بالقوه به نفع تلاش‌های تامین‌شده توسط صنعت است.
آسیب پذیری پلی کربنات در برابر سفید کننده های هیپوکلریت سدیم و پاک کننده های قلیایی، آزادسازی BPA را کاتالیز می کند. ناسازگاری با آمونیاک و استون بیشتر بر نیاز به احتیاط تأکید می کند. الکل یک حلال آلی توصیه شده برای از بین بردن چربی و روغن از پلی کربنات است.
آیا پلی کربنات سمی است؟
اکثر پلاستیک های پلی کربنات مدرن غیر سمی در نظر گرفته می شوند. با این حال، پلی کربنات های غیرغذایی زمانی که در معرض مواد غذایی قرار می گیرند به دلیل انتشار BPA در هنگام تخریب در تماس با آب، خطرناک تلقی می شوند. فشار به سوی پلی کربنات های بدون BPA، کاربرد آنها را در سناریوهای مربوط به غذا یا آب فاسد شدنی ممکن کرده است.
پلی کربنات در مقابل اکریلیک: یک نگاه مقایسه ای
تفاوت های پلی کربنات و اکریلیک که بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد:
اکریلیک از نظر مقاومت در برابر ضربه از پلی کربنات برتری دارد و تقریباً 17 برابر مقاومت دارد، در حالی که پلی کربنات از نظر استحکام عالی است و مقاومت قابل توجهی در برابر ضربه 250 برابر شیشه استاندارد دارد.
اکریلیک به دلیل براقیت و شفافیت بالا شهرت دارد که آن را به گزینه ای عالی برای ویترین تبدیل می کند. با این حال، بیشتر مستعد شکستگی است. در مقابل، پلی کربنات راحت تر خراشیده می شود اما سخت تر شکسته می شود.
اکریلیک به طور کلی مقرون به صرفه تر از پلی کربنات است. اکریلیک همچنین مزیت قالب‌گیری حرارتی را ارائه می‌کند که در عین حفظ جذابیت بصری، امکان تغییر شکل را فراهم می‌کند.
هر دو ماده مزیت این را دارند که تقریباً نصف وزن شیشه ای با اندازه نسبتاً حجمی دارند و در عین حال استحکام را ارائه می دهند و وزن را به حداقل می رساند.
خلاصه
پلی کربنات یک ترموپلاستیک همه کاره و انعطاف پذیر است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. استحکام استثنایی، شفافیت نوری و سهولت پردازش آن را در زمینه هایی از عینک گرفته تا اجزای خودرو ضروری می کند. با توجه به حساسیت آن به خراش و مواد شیمیایی خاص، پلی کربنات به عنوان یک ماده مورد علاقه برای اهداف مختلف باقی می ماند و دوام، پایداری و سهولت استفاده را در یک بسته بندی ترکیب می کند. درک نقاط قوت و محدودیت‌های آن امکان استفاده بهینه از آن را فراهم می‌کند و تضمین می‌کند که پلی کربنات همچنان به شکل‌دهی دنیای مدرن ما ادامه می‌دهد.
چاپ سه بعدی پلی کربنات: تعریف، هدف، نحوه کار، مزایا و مثال ها
پلی کربنات (PC) با دوام ذاتی، تحمل حرارت و مقاومت در برابر مواد شیمیایی در پرینت سه بعدی استفاده می شود، مشروط بر اینکه دستورالعمل های خاصی رعایت شود. این یک انتخاب ترموپلاستیک عالی برای تولید اجزای مکانیکی، قالب‌ها (به ویژه آنهایی که در شکل‌دهی حرارتی استفاده می‌شوند)، نمونه‌های اولیه کاربردی، لولاها و حتی بلبرینگ‌های قرقره است. PC اغلب با پلاستیک های مختلف دیگر ترکیب می شود تا توانایی آن در مقاومت در برابر ضربه ها را افزایش دهد. یک مثال PC-ABS است. این آلیاژ در محصولاتی مانند بدنه هواپیماهای بدون سرنشین و قطعات جایگزینی که نیاز به دوام بیشتری نسبت به ABS دارند، کاربرد دارد.
چاپگری با قابلیت سازگاری با خواص پلی کربنات برای پرینت سه بعدی موفق با این ماده ضروری است. یک چاپگر سه بعدی مناسب مجهز به نازلی است که می تواند به دمای حدود 300 درجه سانتیگراد برسد، یک محفظه چاپ محصور، و یک سیستم کنترل دما قوی. این ویژگی‌ها احتمال دستیابی به یک چاپ رضایت‌بخش را افزایش می‌دهند و اطمینان می‌دهند که الزامات منحصر به فرد مواد به طور مؤثر برآورده می‌شوند.
در این مقاله نگاهی دقیق تر به چاپ سه بعدی پلی کربنات خواهیم داشت: تعریف آن، نحوه کار، مزایا و معایب آن و نمونه هایی از کاربردها.
چاپ سه بعدی پلی کربنات چیست؟
چاپ سه بعدی پلی کربنات یک فرآیند تولیدی است که از مواد پلی کربنات (PC) برای ایجاد اشیاء سه بعدی از طریق فناوری ساخت افزودنی (لایه به لایه) استفاده می کند. فناوری اصلی چاپ سه بعدی که برای ایجاد اشیاء ساخته شده از این ماده استفاده می شود، مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) نامیده می شود. از فیلامنت پلی کربنات به عنوان ماده اولیه برای ایجاد شکل مورد نظر استفاده می کند.
پلی کربنات (PC) دارای ویژگی های قابل توجهی است – قوی است، با استحکام کششی نهایی 70 مگاپاسکال و استحکام تسلیم حدود 63 مگاپاسکال، و می تواند حرارت و ضربه های بالا را تحمل کند و یکپارچگی ساختاری را حتی در دمای تا 150 درجه سانتیگراد حفظ کند (شیشه آن). دمای انتقال). به دلیل این ویژگی ها، PC در صنایع بی شماری مانند: هوافضا، خودروسازی، الکترونیک، دستگاه های پزشکی و کالاهای مصرفی کاربرد گسترده ای پیدا کرده است.
چاپ سه بعدی پلی کربنات معمولاً به عنوان چاپ سه بعدی PC یا چاپ سه بعدی فیلامنت PC نیز شناخته می شود.
هدف از چاپ سه بعدی پلی کربنات در تولید چیست؟
هدف از چاپ سه بعدی پلی کربنات در تولید، مهار خواص مکانیکی استثنایی و پایداری حرارتی PC از طریق تکنیک های تولید افزودنی است. چاپ سه بعدی پلی کربنات امکان ایجاد هندسه های پیچیده و ساختارهای داخلی پیچیده را فراهم می کند که دستیابی به آنها از طریق روش های تولید سنتی ممکن است چالش برانگیز یا غیرممکن باشد. این امر به ویژه برای تولید اجزایی با کانال‌های داخلی، ساختارهای شبکه‌ای یا طرح‌های پیچیده که عملکردهای خاصی را انجام می‌دهند بسیار ارزشمند است. علاوه بر این، ماهیت افزودنی پرینت سه بعدی امکان سفارشی سازی سریع و تولید دسته های کم حجم را بدون هزینه های قابل توجه راه اندازی فراهم می کند.
در نهایت، PC پرینت سه بعدی امکان تکرار سریع طرح ها را با همان موادی که برای محصول نهایی استفاده می شود را می دهد. این به تنظیم دقیق طرح ها و ارزیابی عملکرد بدون نیاز به انتقال بین مواد مختلف و تکنیک های ساخت کمک می کند.
صنایعی که از چاپ سه بعدی پلی کربنات استفاده می کنند کدامند؟
پلی کربنات در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. صنایع اصلی که از پلی کربنات استفاده می کنند عبارتند از: هوافضا، خودروسازی، کالاهای مصرفی، وسایل برقی و الکترونیک و تجهیزات پزشکی. به عنوان مثال، پلی کربنات به دلیل مقاومت در برابر شعله، مقاومت در برابر حرارت، وزن سبک و خواص عایق بودن، انتخاب مناسبی برای کاربرد در بخش های الکتریکی و خودروسازی است. این برنامه ها شامل محفظه های الکتریکی، وسایل روشنایی و حتی چراغ های جلو در وسایل نقلیه می شود. ماهیت شفاف و مقاوم در برابر شکستگی پلی کربنات آن را برای تجهیزات حفاظتی مناسب می کند. این به ویژه در زمینه های ایمنی و ساخت و ساز مهم است، جایی که در عینک های ایمنی و مواد پنجره استفاده می شود.
چاپ سه بعدی پلی کربنات چگونه کار می کند؟
پرینت سه بعدی با پلی کربنات شامل فرآیند تولید افزودنی لایه به لایه است. این فرآیند با ایجاد یک مدل سه بعدی دیجیتالی از شی مورد نظر با استفاده از نرم افزار CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) آغاز می شود. این نمایش دیجیتال به عنوان طرحی عمل می کند که اقدامات چاپگر را هدایت می کند. متعاقباً، از این نرم افزار برای “برش” مدل سه بعدی به لایه های افقی نازک استفاده می شود که مجموعه ای از دستورالعمل ها را برای چاپگر ایجاد می کند تا از آنها پیروی کند.
در حین چاپ، فیلامنت پلی کربنات در داخل اکسترودر چاپگر گرم می شود. سپس مواد مذاب با دقت بر روی میز پرینت و مطابق با دستورالعمل های مشتق شده از مدل برش داده می شود. با اضافه شدن هر لایه، ماده شروع به سرد شدن و جامد شدن می کند و با لایه قبلی پیوند می زند تا به تدریج ساختار جسم را بسازد.
فرآیند گام به گام برای چاپ سه بعدی پلی کربنات
چاپ سه بعدی پلی کربنات معمولاً شامل چندین مرحله کلیدی است:
1. طراحی
این فرآیند با ایجاد یک مدل سه بعدی دیجیتالی از شی مورد نظر با استفاده از نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) آغاز می شود. این مدل به عنوان طرح اولیه برای فرآیند چاپ بعدی عمل می کند که شکل، ابعاد و ساختارهای داخلی جسم را مشخص می کند. سپس مدل سه بعدی با استفاده از نرم افزار برش به لایه های افقی نازک تقسیم می شود. مشخصات هر لایه، از جمله مسیری که نازل چاپگر سه بعدی برای رسوب دقیق مواد طی می کند، تولید می شود.
2. پیش پردازش
پس از تکمیل طراحی، مدل سه بعدی برای چاپ آماده می شود. این شامل وظایفی مانند مقیاس‌بندی، جهت‌یابی و قرار دادن مدل در حجم ساخت است. علاوه بر این، ساختارهای پشتیبان ممکن است برای ایجاد ثبات برای برآمدگی ها و ویژگی های پیچیده در طول چاپ ایجاد شوند.
3. راه اندازی پرینتر سه بعدی
قبل از چاپ، چاپگر سه بعدی باید کالیبره و آماده شود. این شامل یک سری مراحل ضروری برای اطمینان از شرایط بهینه چاپ است. اولاً، تأیید اینکه تخت چاپ کاملاً تراز است بسیار مهم است. این مرحله به ویژه هنگام کار با موادی که می توانند به چسبندگی بستر حساس باشند مانند پلی کربنات بسیار مهم است. تمایل پلی کربنات به تاب برداشتن در حین چاپ می تواند منجر به چالش هایی در حفظ چسبندگی لایه ثابت شود.
علاوه بر تسطیح بستر، مهم است که اطمینان حاصل شود که نازل تمیز و عاری از هر گونه باقیمانده ای است که می تواند بر روند اکستروژن تأثیر بگذارد. نگهداری صحیح نازل برای دستیابی به چاپ های دقیق و با کیفیت ضروری است. علاوه بر این، انتخاب پارامترهای چاپ مناسب ضروری است. به ویژه برای پلی کربنات، تنظیمات دقیق دما هم برای اکسترودر و هم برای محفظه ساختمان بسیار مهم است. دمای انتقال شیشه ای نسبتاً بالای پلی کربنات به مدیریت دقیق دما برای جلوگیری از تاب برداشتن و اطمینان از اتصال مناسب لایه نیاز دارد.
4. چاپ
فرآیند چاپ واقعی با اکسترودر یا نازل چاپگر سه بعدی شروع می شود که فیلامنت پلی کربنات را تا نقطه ذوب آن گرم می کند. سپس نازل به سمت موقعیت های چاپی که توسط دستورالعمل های دستگاه تعریف شده است حرکت می کند و مواد مذاب را لایه به لایه روی میز چاپ می گذارد. همانطور که هر لایه رسوب می کند، پلی کربنات مذاب با لایه های قبلی ذوب شده و یک پیوند قوی بین آنها ایجاد می کند. این رویکرد لایه به لایه منجر به ساخت تدریجی شی نهایی می شود.
هنگامی که همه لایه ها چاپ می شوند، جسم اجازه می دهد تا کاملا خنک و جامد شود. این کار بسته به پیچیدگی و اندازه چاپ ممکن است زمان های متفاوتی را ببرد. مکانیسم‌های اضافی ممکن است برای تنظیم دما، از جمله استفاده از فن‌ها یا حتی یک محفظه ساختمانی گرم‌شده، به منظور حفظ شرایط چاپ ایده‌آل استفاده شود.
5. پس از پردازش
پس از اتمام چاپ و خنک سازی، شی از صفحه ساخت خارج می شود. پس از پردازش ممکن است شامل حذف مواد اضافی پشتیبانی، تمیز کردن قطعه و رفع هرگونه نقص روی سطح باشد. این به پیچیدگی طراحی و وجود ساختارهای پشتیبانی بستگی دارد. مطلب حمام استون را مطالعه کنید.
6. اتمام
ممکن است برای دستیابی به ظاهر و عملکرد مطلوب، مراحل تکمیل لازم باشد. این می تواند شامل سنباده زدن به سطوح صاف، رنگ آمیزی یا پوشش برای زیبایی شناسی، و افزودن هر گونه اجزای مونتاژ مورد نیاز باشد.
موادی که می توان در چاپ سه بعدی پلی کربنات استفاده کرد چیست؟
چاپ سه بعدی پلی کربنات طیف وسیعی از گزینه های مواد فراتر از پلی کربنات خالص را ارائه می دهد، از جمله:
1. پلی کربنات (PC)
پلی کربنات ماده اولیه برای چاپ سه بعدی پلی کربنات است. PC به دلیل استحکام استثنایی، مقاومت در برابر ضربه و تحمل گرما انتخاب شده است. برای کاربردهایی که نیاز به دوام و پایداری حرارتی دارند مناسب است.
2. مخلوط پلی کربنات/ABS
ترکیب پلی کربنات با ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) می تواند تعادلی بین استحکام پلی کربنات و مقرون به صرفه بودن و چاپ پذیری ABS ایجاد کند. این ترکیب می تواند برای کاربردهایی که مصالحه بین قدرت و هزینه دارند مناسب باشد.
3. کامپوزیت های پلی کربنات/فیبر کربن
ترکیب فیبر کربن در پلی کربنات می تواند استحکام و سفتی مواد را افزایش دهد و در عین حال مقاومت حرارتی آن را حفظ کند. کامپوزیت های پلی کربنات / فیبر کربن برای تولید اجزای سبک وزن، قوی و سفت و سخت مورد علاقه هستند. کامپوزیت های چاپ سه بعدی را مطالعه نمایید.
4. مخلوط پلی کربنات/FR
“FR” مخفف “دفع شعله” است. ترکیب پلی کربنات با مواد افزودنی مقاوم در برابر شعله، این ماده را برای کاربردهایی که ایمنی آتش سوزی یک نگرانی است، مناسب می کند. این ترکیبات خواص مکانیکی پلی کربنات را حفظ می کنند و در عین حال اشتعال پذیری را کاهش می دهند.
5. مخلوط پلی کربنات/پلی اتیلن گلیکول (PEG).
افزودن پلی اتیلن گلیکول به پلی کربنات می تواند چاپ پذیری آن را بهبود بخشد و پیچ خوردگی را کاهش دهد. این ترکیب می تواند هنگام کار با هندسه های پیچیده یا قطعات بزرگی که در طول چاپ تغییر شکل می دهند مفید باشد.
چه مدت طول می کشد تا چاپ سه بعدی پلی کربنات انجام شود؟
زمان مورد نیاز برای تکمیل یک پروژه پرینت سه بعدی پلی کربنات می تواند بر اساس طیف وسیعی از عوامل، از جمله: اندازه و پیچیدگی جسم مورد چاپ، ارتفاع لایه، سرعت چاپ، تراکم پر کردن، چاپگر سه بعدی مورد استفاده و الزامات منحصر به فرد مواد به عنوان یک دستورالعمل کلی، اشیاء کوچکتر و پیچیده تر ممکن است در عرض چند ساعت تکمیل شوند، در حالی که طرح های بزرگتر و پیچیده تر ممکن است چندین روز طول بکشد.
بسیاری از ابزارهای نرم‌افزار برش، تخمین تقریبی «زمان برای چاپ» را بر اساس تنظیمات انتخاب شده در اختیار کاربران قرار می‌دهند، اگرچه این تخمین باید به‌عنوان یک تقریب به‌جای اطمینان مطلق در نظر گرفته شود. ویدیوی آموزش تنظیمات پرینتر سه بعدی را مطالعه نمایید.
هزینه چاپ سه بعدی پلی کربنات چقدر است؟
هزینه چاپ سه بعدی پلی کربنات تحت تأثیر طیف وسیعی از متغیرها قرار می گیرد و هزینه آن را کاملاً متغیر می کند. فیلامنت چاپ جزء مهمی از هزینه کل است. فیلامنت پلی کربنات در مقایسه با سایر مواد پرینت سه بعدی گران است. شما می توانید انتظار داشته باشید که برای هر قرقره فیلامنت PC حدود 30 تا 60 دلار بپردازید. هزینه های کار شامل کارهایی مانند راه اندازی چاپگر، پس پردازش و عیب یابی خواهد بود. هزینه های اضافی از نرم افزار و ابزار طراحی و همچنین مراحل تکمیلی مانند سنباده کاری، رنگ آمیزی یا اعمال پوشش ناشی می شود.
با توجه به همه این عوامل، تعیین هزینه دقیق برای چاپ سه بعدی پلی کربنات بدون جزئیات پروژه خاص چالش برانگیز است. یک ارزیابی هزینه جامع نیاز به در نظر گرفتن تعمیر و نگهداری چاپگر، مصرف انرژی، نیروی کار و فرآیندهای تکمیلی دارد.
آیا چاپ سه بعدی پلی کربنات در مقایسه با ریخته گری گران است؟
بستگی دارد. چاپ سه بعدی پلی کربنات می تواند برای دوره های تولید کم حجم، نمونه های اولیه و طرح های پیچیده مقرون به صرفه تر باشد. این به دلیل انعطاف‌پذیری طراحی و قابلیت‌های نمونه‌سازی سریع آن سودمند است. از طرف دیگر ریخته گری دایکست به دلیل هزینه کمتر مواد برای مواد فله و کارایی پردازش دسته ای برای تولید در حجم بالا مناسب تر است.
مزایای چاپ سه بعدی پلی کربنات چیست؟
پرینت سه بعدی پلی کربنات طیف وسیعی از مزیت ها را ارائه می دهد که آن را به انتخابی پرطرفدار برای کاربردهای مختلف تبدیل می کند:
قطعات PC پرینت سه بعدی خواص مکانیکی خوبی دارند.
این می تواند دمای بالا را تحمل کند و یکپارچگی ساختاری را در دمای بالای 150 درجه سانتیگراد حفظ کند.
در برابر مواد شیمیایی، روغن ها و حلال های مختلف مقاومت نشان می دهد.
شفافیت نوری پلی کربنات آن را به گزینه ای عالی برای کاربردهایی که نیاز به شفافیت دارند تبدیل می کند.
مقاومت خوب در برابر ضربه، PC را برای قطعاتی که ممکن است با نیروهای ناگهانی یا برخورد مواجه شوند، مناسب می کند.
به عنوان یک عایق الکتریکی ارزشمند است.
علیرغم قدرت، ماهیت سبک وزن فیلامنت PC برای کاربردهایی که کاهش وزن مورد نظر است مفید است.
قابل بازیافت است.
معایب پرینت سه بعدی پلی کربنات چیست؟
در حالی که مزایای قابل توجهی در چاپ سه بعدی PC وجود دارد، معایبی نیز وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. این شامل:
فیلامنت پلی کربنات در مقایسه با سایر مواد پرینت سه بعدی نسبتاً گران تر است، که ممکن است بر مقرون به صرفه بودن پروژه ها تأثیر بگذارد.
فیلامنت پلی کربنات رطوبت سنجی است، به این معنی که تمایل به جذب رطوبت از هوای اطراف دارد. پس از باز شدن بسته بندی پلی کربنات، ضروری است که پلی کربنات را در یک محیط دربسته و بدون رطوبت نگهداری کنید.
نیاز به دمای بسیار بالایی دارد که در حالت ایده آل بین 290 تا 300 درجه سانتیگراد قرار دارد. سرعت چاپ آهسته تر یا استفاده از رشته های پلی کربنات کامپوزیت ممکن است دمای کمی پایین تر را فراهم کند. دمای نامناسب یا سرعت چاپ بیش از حد بالا می تواند منجر به گیر کردن رشته در نازل چاپگر شود.
کنترل ناکافی دما می تواند منجر به چسبندگی ضعیف لایه روی بستر چاپ و جدا شدن یا ترک خوردن بالقوه به دلیل سرد شدن و تاب برداشتن مواد شود. در حالت ایده آل، دمای بستر باید در محدوده 135-150 درجه سانتیگراد باشد.
جریان هوا در محفظه چاپ در حین چاپ می تواند منجر به نتایج ضعیف مانند چاپ های شکننده شود. این به این دلیل رخ می دهد که خنک شدن سریع می تواند بر پیوند لایه و یکپارچگی ساختار تأثیر بگذارد.
حساس به تراوش در حین چاپ، جایی که نازل چاپگر مقادیر کمی فیلامنت را حتی زمانی که به طور فعال چاپ نمی شود آزاد می کند. این می تواند رشته ها یا حباب های ناخواسته ای را روی شی چاپ شده ایجاد کند و بر ظاهر آن تأثیر بگذارد. هنگامی که چاپگرها فاقد تنظیمات از پیش تعیین شده PC هستند، اغلب به تنظیمات دستی نیاز است. محدود کردن فاصله جمع شدن به کمتر از 10 میلی متر می تواند از گیر کردن جلوگیری کند.
هنگامی که پلی کربنات گرم می شود، می تواند BPA را به صورت بخار (به عنوان مثال BPA) در محیط اطراف آزاد کند، که در صورت استنشاق می تواند مضر باشد. این امر باعث می شود تهویه مناسب و کار در مناطق با تهویه مناسب ضروری باشد.
نگاهی دقیق تر به فیلامنت های چاپ سه بعدی: پلیمرهای با کارایی بالا
نمونه هایی از محصولات چاپ سه بعدی پلی کربنات چیست؟
چند نمونه از محصولات چاپ سه بعدی پلی کربنات در زیر فهرست شده است:
عینک ضد گلوله سفارشی
نمونه های اولیه ماسک اسکوبا برای تناسب متناسب
نمونه اولیه بدنه صفحه نمایش الکترونیکی
تجهیزات محافظ چشم شخصی برای نیازهای خاص
اجزای نوری سفارشی طراحی شده برای تحقیق
نمونه های اولیه کلاه ایمنی موتور سیکلت با طرح های منحصر به فرد
صفحه نمایش محافظ ویژه برای کاربردهای طاقچه
نمونه های اولیه الکتریکی و مخابراتی مناسب
قاب عینک آفتابی یا قاب گوشی با طراحی سفارشی
طول عمر محصولات چاپ سه بعدی پلی کربنات چقدر است؟
انتظار می رود پلی کربنات بسته به ذخیره سازی و استفاده به طور متوسط 15 سال طول عمر داشته باشد. به عنوان مثال، انتظار می رود که به طور قابل توجهی بیشتر از محصولات چاپ سه بعدی PLA (اسید پلی لاکتیک) دوام بیاورد. PC مقاومت قابل توجهی در برابر جذب رطوبت از محیط نشان می دهد. این ویژگی به حفظ ثبات و عملکرد محصولات پرینت سه بعدی PC در مدت زمان طولانی کمک می کند. PC همچنین مقاومت استثنایی در برابر اشعه ماوراء بنفش را نشان می دهد. در نتیجه، پیش‌بینی می‌شود که محصولات چاپ‌شده با چاپ سه بعدی PC به میزان قابل توجهی دوام بیشتری داشته باشند، و آنها را برای برنامه‌هایی که به دوام و مقاومت در برابر عوامل محیطی نیاز دارند، انتخابی مطمئن‌تر تبدیل می‌کنند.
آیا محصولات چاپ سه بعدی پلی کربنات بادوام هستند؟
آره. محصولات چاپ سه بعدی پلی کربنات بادوام هستند. آنها به دلیل مقاومت کششی، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر ضربه و خراش شناخته شده اند.
تفاوت های اصلی بین پلی کربنات سنتی و پلی کربنات چاپ سه بعدی چیست؟
پلی کربنات سنتی و پلی کربنات چاپ شده با چاپ سه بعدی تفاوت های مشخصی در خواص ناشی از روش های ساخت خود نشان می دهند. این تفاوت ها منجر به تفاوت در کاربردهایی می شود که می توان برای آنها استفاده کرد. در تولید سنتی پلی کربنات، روش هایی مانند قالب گیری تزریقی و اکستروژن شامل شکل دادن به رزین پلی کربنات ذوب شده با استفاده از قالب ها یا قالب ها است. این منجر به یک ماده با چگالی یکنواخت و ویژگی‌های مکانیکی ثابت می‌شود که به عنوان خواص همسانگرد شناخته می‌شود، که در همه جهات ثابت می‌مانند.
از سوی دیگر، پلی کربنات چاپ سه بعدی از طریق تولید مواد افزودنی تولید می شود. رشته پلی کربنات مذاب برای ساخت جسم نهایی لایه بندی می شود. این تکنیک خواص ناهمسانگرد را معرفی می کند، به این معنی که ویژگی های ماده می تواند در امتداد محورهای مختلف جسم به دلیل ساختار لایه ای و چسبندگی لایه متفاوت باشد. در حالی که یک قطعه پلی کربنات سنتی استحکام و دوام ثابتی را در همه جهات ارائه می دهد، خواص مکانیکی همتای پرینت سه بعدی می تواند بر اساس کیفیت اتصال لایه، پیچیدگی های طراحی و پارامترهای چاپ متفاوت باشد. این تنوع در خواص ناهمسانگرد بر اهمیت درک ویژگی های جهتی پلی کربنات چاپ سه بعدی هنگام در نظر گرفتن مناسب بودن آن برای کاربردهای خاص تأکید می کند.
روش‌های سنتی همچنین به قالب‌ها و ابزارها نیاز دارند، سفارشی‌سازی و مقرون به صرفه بودن را برای اجراهای کوچک محدود می‌کنند، در حالی که چاپ سه بعدی طراحی‌های شخصی و نمونه‌سازی سریع را امکان‌پذیر می‌سازد.
تفاوت بین چاپ سه بعدی پلی کربنات و چاپ سه بعدی چیست؟
چاپ سه بعدی پلی کربنات زیرمجموعه خاصی از چاپ سه بعدی است. این از پلی کربنات به عنوان ماده خام استفاده می کند، در حالی که چاپ سه بعدی عمومی ممکن است با هر ماده قابل چاپ انجام شود.
چاپ سه بعدی پلی کربنات معمولاً با استفاده از روش رسوب ذوب شده انجام می شود. در این فرآیند، رشته پلی کربنات ذوب شده و لایه لایه می شود تا اجسام سه بعدی ساخته شود. از سوی دیگر، پرینت سه بعدی عمومی که به آن تولید افزودنی نیز گفته می شود، طیف وسیع تری از مواد و تکنیک ها را در بر می گیرد. چنین تکنیک هایی عبارتند از: پردازش نور دیجیتال (DLP)، تف جوشی مستقیم با لیزر فلزات / ذوب لیزر انتخابی (DMLS/SLM)، ذوب پرتو الکترونی (EBM)، مدل سازی رسوب ذوب شده / ساخت رشته فیلامنت ذوب شده (FDM/FFF)، جت مواد، جت بایندر استریولیتوگرافی (SLA) و تف جوشی لیزری انتخابی (SLS).
در حالی که پلی کربنات در این چشم انداز وسیع تر یک انتخاب مواد باقی می ماند، فضایی را با دیگر ترموپلاستیک ها مانند PLA و ABS و همچنین فلزاتی مانند آلومینیوم و تیتانیوم به اشتراک می گذارد. انتخاب مواد به عملکرد مورد نظر شی و روش چاپ انتخاب شده بستگی دارد. همچنین، پرینت سه بعدی اصطلاحی است که برای توصیف طیف گسترده ای از روش های مختلف که محصولات سه بعدی را «چاپ» می کنند، استفاده می شود.
سایر فیلامنت ها
3dRD
شرکت صنعت سامه با نام تجاری 3dRD بزرگترین و تخصصی ترین تولیدکننده پرینترهای سه بعدی در ایران
Source: tctmagazine.com azurefilm.com
جدیدترین مقالات:
اسلایسر پروسا Prusa Slicer PrusaSlicer یک نرم افزار برش است – یا به زبان انگلیسی “اسلایسر” Slicer – که توسط شرکت Prusa توسعه یافته است. بر اساس برش دهنده منبع…
Blender که در سال 1995 ایجاد شد، یک نرم افزار کامل مدل سازی سه بعدی است که به لطف ویژگی های زیادی که ارائه می دهد، در دنیای انیمیشن و…
فناوری های سه بعدی به طور فزاینده ای در بخش کالاهای مصرفی مورد استفاده قرار می گیرند. به ویژه، ما شاهد نقش رو به رشد تولید مواد افزودنی در صنعت…
SLA (Stereolithography) یکی از اولین فناوری های چاپ سه بعدی بود که تجاری شد. این از رزین اکریلیک یا رزین های دیگر استفاده می کند که باید با استفاده از…
پرینت سه بعدی سرگرم کننده، سریع و بسیار موثر است – اما بیشتر هنر است تا علم. چاپ آزمایشی و خطا تجربه ای رایج در بین کاربران است، زیرا چاپ…
درباره قالب ASCII/Text و نحوه استفاده از آن بیشتر بیاموزید. در سال 1995، Wavefront Inc. ابزاری به نام Data Visualizer را راه اندازی کرد که از نوع فایل OBJ به…
