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…
فیلامنت ULTEM
پلی تریمید ULTEM (PEI) یک پلیمر با کارایی بالا است که غیر متبلور است. خواص حرارتی فوق العاده، پایداری ابعادی بالا، بازدارندگی شدید شعله و مقاومت عالی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی را ارائه می دهد. بنابراین مواد ULTEM ویژگی های بسیاری را ارائه می دهد که استفاده از آن در طیف گسترده ای از صنایع مفید است.
این ماده به عنوان مثال در صنعت هوافضا، خودروسازی و صنعت پزشکی استفاده می شود. مواد ULTEM در این صنایع به دلیل توانایی آن در رسیدگی به کاربردهای سخت به گونه‌ای که دیگر ترموپلاستیک‌ها قادر به انجام آن نیستند، استفاده می‌شود. به عنوان مثال برای محصولات برتر که در آن کاربردها به سطح معینی از عملکرد مکانیکی و تاخیر در شعله نیاز دارند (رده بندی UL 94-VO).
در این مقاله از 3dRD همراه ما باشید.
عناوین مقاله
مشخصات فیلامنت ULTEM
جدول مشخصات فیلامنت PEI یا ULTEM
| امکانات | |
| دقت ابعادی | بالا |
| هزینه های مواد | بالا |
| استحکام – قدرت | خیلی بالا |
| انعطاف پذیری | کم |
| مقاومت | |
| مقاومت در برابر حرارت | خیلی بالا |
| مقاومت شیمیایی | خیلی بالا |
| بازدارنده شعله | آره |
| مقاومت آب | بالا |
| دماها | |
| دمای انتقال شیشه ای | 217 درجه سانتیگراد (423 درجه فارنهایت) |
| دمای نازل | 350 – 380 درجه سانتیگراد |
| میز گرم | 120 – 150 درجه سانتیگراد |
| مقاوم در برابر گرما | تا 120 درجه سانتیگراد |
ویژگی های اصلی فیلامنت های ULTEM
چه چیزی فیلامنت ULTEM را منحصر به فرد می کند؟ خواص حرارتی بالا با مقاومت ذاتی در برابر شعله همراه است. از جمله تکامل کم دود و سمیت کم دود. به عنوان ماده ای شناخته شده است که به دستیابی به سطح قابل توجهی از پایداری از جمله پایداری هیدرولیتیک طولانی مدت و پایداری ابعادی کمک می کند. این شامل حساسیت خزش کم و ضریب کم و یکنواخت انبساط حرارتی است، در حالی که امکان ایجاد ابعاد قسمت به قطعه بسیار قابل تکرار را فراهم می کند.
حتی زمانی که فیلامنت ULTEM در معرض دماهای بالا قرار می گیرد، همچنان به رفتار خود ادامه می دهد که سطح استثنایی از استحکام و مدول را ارائه می دهد. ULTEM در صنعت خودرو و هوافضا استفاده می شود زیرا این ماده می تواند در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مانند مایعات خودرو، هیدروکربن های کاملا هالوژنه، الکل ها و محلول های آبی مقاومت کند. در طیف وسیعی از دماها و فرکانس ها، مواد ULTEM همچنین ثابت دی الکتریک و اتلاف را ارائه می دهد.
نقاط ضعف مواد ULTEM
مواد ULTEM بسیار گران است و برای به دست آوردن نتیجه مورد انتظار به یک چاپگر سه بعدی با دمای بالا با عملکرد خوب نیاز دارید.
نقاط قوت فیلامنت های ULTEM
دارای گواهینامه برای استفاده در هواپیما
ULTEM به دلیل توانایی آن در مقابله با دمای بالا گواهینامه استفاده در هواپیماها را دریافت کرده است. مقاومت در برابر حرارت بسیار بالایی دارد که آن را برای کاربرد در صنعت هواپیمایی عالی می کند.
ULTEM 9085 توسط FAA (اداره هوانوردی فدرال) به عنوان پلیمر مقاوم در برابر شعله برای استفاده در کابین هواپیما تایید شده است.
5 نکته برای پرینت سه بعدی با فیلامنت ULTEM
وقتی نوبت به چاپ با ULTEM می رسد، مهم است که نقاط قوت و ضعف آن را درک کنید، اما همچنین باید بدانید که چگونه از این ماده بیشترین بهره را ببرید. هنگام تصمیم گیری برای شروع چاپ سه بعدی ULTEM، در نظر گرفتن مشکلات احتمالی بسیار مهم است. بنابراین شرکت 3dRD پنج پیشنهاد خود را برای چاپ با مواد ULTEM به اشتراک می گذارد:
1. پرکننده لانه زنبوری
از آنجایی که ULTEM در صنایعی استفاده می شود که مدیریت وزن در آنها حیاتی است، اطمینان از سبک بودن قطعات بزرگ مهم است. یکی از نمونه‌های آن صنعت هوافضا و به‌ویژه سازه‌های هواپیماهای بزرگ مانند بال‌های توخالی و غیره است، مواد ULTEM امکان اجرای ساختارهای لانه زنبوری را می‌دهد که می‌تواند قطعه را حتی سبک‌تر کند. توصیه می شود که یک الگوی پرکننده داخلی مثلثی بهترین کار را برای دستیابی به فضای داخلی صاف و توخالی دارد.
2. زوایای خود نگهدارنده
زوایای خود نگهدارنده هزینه و زمان را کاهش می دهد. در آن صورت شما نیازی به استفاده از ساختارهای پشتیبانی (ساپورت گذاری) ندارید. در این زوایای کم عمق، اکثر لایه پلاستیکی توسط لایه قبلی زیر آن پشتیبانی می شود. بنابراین، هنگام پرینت سه بعدی مواد ULTEM، می توانید زوایای برآمدگی تا 45 درجه ایجاد کنید. این یک راه خوب برای افزایش کارایی زمان و کاهش هزینه مواد است. همچنین ایجاد هندسه های پیچیده را بدون نیاز به برداشتن تکیه گاه جداکننده به صورت دستی ممکن می سازد.
3. دمای محفظه ثابت
دما در محفظه بسته پرینتر سه بعدی باید یکنواخت باقی بماند. از آنجایی که ULTEM دمای اکستروژن بسیار بالایی دارد، توصیه می شود از یک محفظه گرم استفاده کنید. گرما باید همیشه به طور مساوی توزیع شود و مطمئن شوید که نوسانات دما به حداقل می رسد. این به این واقعیت مربوط می شود که اگر قسمت های خنکی در محفظه وجود داشته باشد، باعث می شود که مواد ULTEM به شکلی ناهموار جمع شود. این منجر به تاب برداشتن و عدم اتصال به لایه‌های چاپ شده قبلی می‌شود. پرینتر های سه بعدی 3dRD در مدل های نیمه صنعتی پلاس، صنعتی و صنعتی پلاس دارای اتاقک پرینت میباشند که در حفظ یکنواخت دمای محفظه چاپ سه بعدی بسیار تاثیرگذار است.
4. آنیل کردن (سخت کردن) قطعات چاپ شده ULTEM 3D
قطعاتی که با مواد ULTEM چاپ می شوند را می توان در اجاق با هوای گرم آنیل کرد. بازپخت کردن، تسکین تنش های داخلی را تسریع می کند. اگر تنش‌های چاپ سه‌بعدی یافت شود، این می‌تواند منجر به استحکام کمتر قطعه شود و منجر به مشکلات مکانیکی شود.
5. فیلامنت ULTEM را خشک نگه دارید
این مواد باید در مکانی خنک و تاریک، ترجیحاً در یک کیسه در بسته نگهداری شود. با انجام این کار، کیفیت مواد ULTEM را حفظ کرده و اطمینان حاصل می کنید که نتیجه فرآیند چاپ سه بعدی تا حد امکان بالا است.
پنج مورد از صنایعی که از فیلامنت ULTEM استفاده می کنند
هوافضا
مواد ULTEM به دلیل تعادل چشمگیر بازدارندگی در شعله، سمیت کم دود و انتشار کم دود در صنعت هوافضا استفاده می شود. بنابراین، این مواد را می‌توان در کاربردهایی یافت که شامل واحدهای خدمات شخصی، پانل‌های اکسیژن، اجزای سیستم تهویه، اتصالات، کانال‌های کابل، چفت‌ها، دستگیره‌های در و قطعات روکش داخلی می‌شود.
خودرو
تولیدات خودرو به سطح بالایی از مقاومت شیمیایی نیاز دارند، ULTEM این را ارائه می دهد. از نظر حرارتی پایدار است و به عنوان یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه برای فلز شناخته می‌شود که در برخی موارد توانایی جایگزینی فولاد را دارد و در عین حال به اندازه کافی سبک است که به جای آلومینیوم استفاده شود. همچنین می توان آن را در قطعات گیربکس و احتراق، حسگرها، محفظه ترموستات و بدنه دریچه گاز یافت. قبل از خرید پرینتر سه بعدی حتماً این ویدیو را ببینید تا بهترین انتخاب را داشته باشید: راهنمای خرید بهترین پرینتر سه بعدی
برنامه های کاربردی برق
با توجه به نیازهای زیاد، مواد ULTEM برای کاربردهای الکتریکی بسیار مناسب است. به دلیل توانایی مقابله با تقاضاهای بالا، در کانکتورها، اجزای MCB مانند شفت، اهرم و محفظه، قطعات داخلی هارد دیسک، BiTS، PCB، قطعات داخلی MCCB، FOUP، دستگاه های Plenum، قطعات داخلی پروژکتور LCD یافت می شود. و اجزای پیل سوختی
تولید غذا
ULTEM با ویژگی های عالی خود برای استفاده در محصولات تولید مواد غذایی گواهی نامه دریافت کرده است. به دلیل مقاومت در برابر حرارت، می توان آن را در تولید ورقه های پخت، الگوها، قالب ها و فیکسچرها یافت. دارای گواهی تماس با غذا (NSF 51) و قابل استریل شدن است.
صنعت پزشکی
در تولید ابزار و وسایل سفارشی، ULTEM روز به روز رایج تر می شود. زیرا سطوح بالایی از دوام را می توان در این فیلامنت یافت. همچنین در راهنماهای جراحی و سینی های سفارشی استفاده می شود در حالی که زیست سازگار است (USP کلاس VI/ISO 10993) و قابل استریل شدن است.
پرینت سه بعدی با فیلامنت ULTEM
ULTEM نام تجاری دسته ای از ترموپلاستیک های PEI (پلی ترمید) است که دارای خواص استثنایی است که حتی به عملکرد برخی از پلیمرهای ترموست پیشرفته نزدیک می شود.
پلاستیک ULTEM مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت، شعله و شیمیایی دارد بدون اینکه مقاومت مکانیکی خود را به خطر بیندازد. این تا حد زیادی قوی ترین پلاستیک موجود برای پرینت سه بعدی FDM است و برخی از گریدهای آن نیز زیست سازگار هستند و آن را به یک انتخاب رایج در صنعت پزشکی تبدیل می کند.
وقتی نوبت به چاپ قطعات با کارایی بالا با استفاده از فناوری FDM می رسد، ULTEM در یک کلاس خاص خود قرار می گیرد. این ماده دارای خواص مکانیکی، حرارتی و عایق عالی است که آن را برای کاربردهای با کارایی بالا در زمینه های خودرو، هوافضا و پزشکی ایده آل می کند.
خواندن این مقاله 3dRD ممکن است برایتان جالب باشد:
آموزش تمیز کردن سطح چاپ پرینتر سه بعدی
چاپ سه بعدی ULTEM در یک نگاه
کاربرد | ابزار پزشکی، جگ و فیکسچر، قالب برای ساخت کامپوزیت |
مزایای | استحکام بسیار بالا، عایق الکتریکی، مقاومت در برابر دما، سازگاری با مواد غذایی |
معایب | هزینه بالا |
زمان بین شروع و اتمام فرآیند تولید | 1 روز |
قیمت | نسبتاً گران |
حداقل اندازه ویژگی | 0.010 اینچ (0.254 میلی متر) برای قطعات زیر 16 اینچ (406.4 میلی متر) و 0.013 اینچ (0.330 میلی متر) برای قطعات بالاتر از 16 اینچ (406.4 میلی متر) |
تحمل ها | صفحه Z: +/- 0.010 اینچ (0.254 میلی متر) برای اولین اینچ، به علاوه +/- 0.002 اینچ (0.0508 میلی متر) برای هر اینچ پس از آن. صفحه XY: +/- 0.004 اینچ (0.1016 میلی متر) برای اولین اینچ، به علاوه +/- 0.002 اینچ (0.0508 میلی متر) برای هر اینچ پس از آن. |
ارتفاع لایه | 0.010 اینچ (0.254 میلی متر) برای قطعات زیر 16 اینچ (406.4 میلی متر) و 0.013 اینچ (0.330 میلی متر) برای قطعات بالاتر از 16 اینچ (406.4 میلی متر) |
حداکثر اندازه قطعه | 24 × 36 × 36 اینچ (610 × 915 × 915 میلی‌متر) |
FDM ULTEM 1010
این درجه از ULTEM دارای مقاومت حرارتی عالی است و به آن اجازه می دهد در اتوکلاوهای بخار بدون شکستگی استفاده شود. اگر قطعات نیاز به تماس با مواد غذایی داشته باشند، یک درجه تایید شده (NSF/ANSI 51) برای اطمینان از انطباق در دسترس است. با توجه به ویژگی های ذکر شده در بالا، ULTEM 1010 به طور گسترده در صنایع خودروسازی، غذا، پزشکی و هوافضا استفاده می شود. کاربردها شامل جیگ ها و راهنماهای جراحی است که نیاز به تحمل دوره های زمانی در اتوکلاو بخار دارند.
ویژگی های FDM ULTEM 1010
| مقاومت کششی (MPa) | ازدیاد طول در نقطه شکستن (٪) | مقاومت خمشی (MPa) | دمای انحراف گرما (℃) | انتقال شیشه ای (℃) |
|---|---|---|---|---|
64 | 3.3 | 144 | 216 | 215 |
FDM ULTEM 9085
این درجه از ULTEM به طور خاص برای بازدارندگی آتش مطابق با UL 94 VO فرموله شده است و دارای رتبه عالی FST (آتش، دود و سمیت) است. علاوه بر این، ULTEM 9085 نسبت مقاومت به وزن بسیار خوبی دارد. کاربردهای معمولی می تواند شامل نمونه های اولیه کاربردی و قالب های کامپوزیت باشد.
ویژگی های FDM ULTEM 9085
| مقاومت کششی (MPa) | ازدیاد طول در نقطه شکستن (٪) | مقاومت خمشی (MPa) | دمای انحراف گرما (°C) | استحکام ضربه ناچ (J/m) |
|---|---|---|---|---|
69.2 | 5.4 | 104 | 176.9 | 88.5 |
پرداخت نهایی
پرینت سه بعدی در ULTEM با استفاده از فناوری FDM به بسیاری از گزینه های پرداخت سطحی کمک نمی کند. با این حال، ULTEM در رنگ های مشکی، قهوه ای مایل به زرد یا کهربایی شفاف موجود است. علاوه بر این، برخی از پرداخت های سطح پایه در زیر ذکر شده است.
استاندارد : سازه های تکیه گاه برداشته شده و مقداری سنباده زنی سبک در محل های تکیه گاه انجام می شود. باید درک کرد که به طور کلی، قطعات FDM خطوط لایه های سطحی را به وضوح نشان میدهند. اگر یک قطعه کاملاً صاف خارج از امکان دستگاه FDM مورد نیاز است، مشتریان باید به جای آن، سایر فناوری های چاپ سه بعدی را در نظر بگیرند.
سفارشی: سطوح سفارشی مانند رنگ آمیزی و سنباده اضافی را می توان انجام داد.
نکات طراحی صرفه جویی در هزینه
چاپ سه بعدی FDM در ULTEM به ملاحظات خاصی در هنگام طراحی قطعات نیاز دارد. پرینترهای تکنولوژی FDM قطعات را از پایین به بالا می‌سازند، بنابراین هر قطعه پل دار بزرگ نیاز به پشتیبانی دارد. حفره های داخلی بزرگ ایده آل نیستند زیرا ساختارهای نگهدارنده آنها را نمی توان برداشت. با این حال، می توان با پشتیبانی های محلول ویژه بر این امر غلبه کرد، اگرچه آنها پیچیدگی بیشتری به طراحی اضافه می کنند. پرینت سه بعدی در ULTEM می تواند منجر به قطعاتی شود که در مقایسه با سایر پلاستیک های FDM از استحکام بالاتری در محور z برخوردار هستند. با این وجود، برای به دست آوردن بیشترین سود از مواد، قطعات نباید طوری طراحی شوند که بارهایی عمود بر لایه های چاپ اعمال شود.
انتخاب مواد: ULTEM یک ترموپلاستیک پیشرفته است که هنگام استفاده در کاربردهای خشن ارزش هزینه را دارد. در حالی که هر دو گرید ULTEM ذکر شده در بالا دارای خواص مکانیکی عالی هستند، هر کدام دارای مزایای خاصی هستند، مانند تاخیر در شعله برای ULTEM 9085 و سازگاری زیستی برای ULTEM 1010. انتخاب ماده مناسب برای کار مهم است.
سایر فیلامنت ها
3dRD
شرکت صنعت سامه با نام تجاری 3dRD بزرگترین و تخصصی ترین تولیدکننده پرینترهای سه بعدی در ایران
Source: tractus3d.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…
