فیلامنت چیست؟ همه چیز درباره فیلامنت

در دنیای پرینترهای سه‌بعدی، فیلامنت یکی از اجزای کلیدی و ضروری است که نقش حیاتی در فرآیند چاپ ایفا می‌کند. اما فیلامنت چیست و چرا این‌قدر اهمیت دارد؟ فیلامنت به زبان ساده، ماده‌ای است که در پرینترهای سه‌بعدی FDM (مدل‌سازی رسوب ذوبی) به کار می‌رود تا اشیاء سه‌بعدی را لایه به لایه بسازد. این ماده به شکل رشته‌های نازک و بلند تولید می‌شود و از مواد مختلفی مانند پلاستیک، چوب، فلز و حتی مواد زیستی ساخته می‌شود. در این مقاله از 3dRD، به بررسی دقیق‌تر مفهوم فیلامنت و انواع مختلف آن می‌پردازیم تا شما را با این عنصر مهم در چاپ سه‌بعدی آشنا کنیم.

اما به زبان ساده باید بدانید که پرینتر سه بعدی برای ساخت قطعات سه بعدی نیازمند موادی پلاستیکی شبیه به رشته های ماکارونی است.پرینتر سه بعدی رشته های فیلامنت را (توسط سیستمی به نام اکسترودر) آب می کند و به وسیله آن قطعات را تولید می نماید. فیلامنت ها بر اساس جنس و قطر دسته بندی می شوند.

فیلامنت چیست؟

مواد مصرفی مثل سیم مفتول یا رشته های ماکارانی هستند که از بیس پلاستیک هستند وارد دستگاه می شوند دستگاه این رشته ها را ذوب میکند و لایه لایه روی هم می ریزد و سطح آن بالاتر می آید. این مواد دنیای بسیار بزرگی دارد البته ما فعلاً تولید کننده مواد نیستیم اما توضیحی کوتاه بدیم که چی هست. بیس اصلی مواد پلاستیک هست.

در بازار پلاستیک نرم داریم، پلاستیک خشک داریم، پلاستیک حلال در آب داریم، پلاستیک داریم داخلش پودر فلز هست ، پلاستیک داریم رسانای برق هست، پلاستیک داریم که دمای بالا هم می‌تواند تحمل کند شما با توجه به نوع مصرفتان انتخاب می‌کنید.مثلا برای ساخت یک قطعه که در مجاورت دمای بالا هست باید از موادی استفاده بشود که تحمل آن مقدار دما را داشته باشد یا از موادی استفاده می‌کنند که نرم باشد، سیلیکونی باشد، حلال در آب باشد و یا قابلیت شکنندگی بالایی داشته باشد. همه اینها مواد اولیه شان موجود است.

قطر فیلامنتها به چند دسته تقسیم می شود؟

فیلامنتها در قطر های 1/75 میلی متر، 3 میلی متر و 6 میلیمتر به بالا وجود دارند. اما 99 درصد از فیلامنت های موجود در بازار ایران و جهان قطر 1/75 هستند.

فیلامنت ها از نظر رنگ

همه نوع رنگ فیلامنت در بازار موجود است. آبی، زرد، سبز و مشکی از پر فروش ترین رنگ های موجود هستند. همچنین فیلامنت ها رنگ پذیر هستند و می توان آن ها را رنگ کرد.

برای پرینت سه بعدی می توانید از هر رنگی بدون در نظر گرفتن رنگ خروجی استفاده کنید. یک مثال : برای مثال می توانید برای ساخت سپر خودرو از فیلامنت مشکی استفاده نمائید و پس از تولید نمونه سه بعدی سپر، آن را به هر رنگی درآورید.

جالب است بدانید که به طور مثال فیلامنت PLA هزاران رنگ مختلف می تواند داشته باشد. PLA قرمز روشن، PLA قرمز تیره از انواع پر فروش آن هستند.

فیلامنت طلا چیست؟

فیلامنت طلا موارد اولیه ای است که در ساخت طلا با استفاده از پرینتر سه بعدی استفاده می شود. در سال 2020 توجه بسیار ویژه ای به این نوع سبک و کاربرد پرینتر سه بعدی شده است که جالب است اگر علاقه مند باشید جزئیات آن را در مقاله طلا سازی با پرینتر سه بعدی می توانید مطالعه کنید.

فیلامنتها از نظر جنس یا متریال

فیلامنت ها از نظر جنس مواد سازنده آن ها به چند دسته اصلی تقسیم بندی می شوند. ABS ، PLA ، TPU ، TPE ، HIPS ، PETG ، PC ، PC plus ، PA ، Wood ، Metal و … از انواع فیلامنت های موجود از نظر جنس هستند.

اصلی ترین و محبوب ترین فیلامنت ها از نظر جنس ABS و PLA هستند. جالب است بدانید  99 درصد از فیلامنت هایی که در ایران و جهان کار شده است فیلامنت های ABS و PLA می باشند.

همچنین فیلامنت ABS و PLA به هزاران زیر شاخه تقسیم بندی می شوند. یک مثال : فیلامنت PLA زیر شاخه هایی به نامهای SILK و SOFT را در دسته خود جای می دهد.

فیلامنتها از نظر سطح کیفیت ساخت

تمامی فیلامنتها از نظر سطح کیفیت ساخت به سه گرید A و B و C تقسیم می شوند.

مطلب مرتبط: فیلامنت ها چگونه ساخته میشوند؟

یک فیلامنت خوب چه خصوصیاتی دارد؟

سطح A بهترین کیفیت را در بین فیلامنتها داراست و از نظر قیمت گرانتر از دو سطح دیگر است، سطح B با کیفیت متوسط و سطح C فیلامنتهای کیفیت پایین هستند.

جالب است بدانید که این نوع از مواد اولیه نباید به هیچ عنوان ناخالصی درون خود داشته باشند، حتی حباب ها و مواد افزودنی نباید در این فیلامنت ها جای بگیرند!

• خالص ذوب شدن از دیگر معیار های یک فیلامنت خوب است.
• رنگ اولیه فیلامنتهای خوب با رنگ خروجی آن کاملا یکسان بوده و تغییر رنگ احساس نخواهد شد.

چرا فیلامنت ها در سایز های مختلف تولید می شوند؟

تولید فیلامنت ها در سایز های مختلف دقیقا به این دلیل است که پرینتر های سه بعدی مختلف با کاربری های مختلف در بازار و در انواع مختلف وجود دارند! عمده پرینتر های سه بعدی معمولی، قطعاتی با ابعاد 20*20*20 یا 40*40*40 یا 50*50*50 سانتی متر را تولید می کنند.

بدیهی است که برای تولید این ابعاد، استفاده از فیلامنت سایز یا قطر 1/75 لازم و کافیست. یک مثال : اگر یک پرینتر یک قطعه با ابعاد 10*10 متر را تولید نماید، آیا می توان از فیلامنت 1/75 استفاده کرد؟ قطعا خیر! برای تولید این قطعه احتمالا می بایست از فیلامنت 100 میلی متر استفاده نمود!

تفاوت فیلامنت ABS و PLA چیست؟ از کدام یک استفاده کنیم؟

اصلی ترین تقاوت فیلامنت PLA با فیلامنت ABS این است که PLA ها سفت هستند و ABS ها نرم! یک مثال : آیا قاب های محافظ تلفن همراه را دیده اید؟ قاب هایی که مرسوم به “قاب ژله ای” هستند بسیار انعطاف پذیرند و با خم کردن نمی شکنند. فیلامنت استفاده شده در این قاب ها می تواند از نوع ABS باشد.

این موضوع را شما تعیین می کنید. یک مثال : اگر میخواهید یک قاب گوشی بسازید، باید در نظر بگیرید که این قطعه باید نرم و منعطف باشد، لذا از ABS استفاده می کنید. یا به طور مثال می خواهید یک قطعه خودرو را بسازید؟ پس باید از PLA اسفاده کنید. اگر یک قطعه سخت افزاری خودرو میخواهید بسازید، سراغ فیلامنت TPU یا TPE بروید!

چگونه فیلامنت ABS را از PLA تشخیص دهید؟

در صورتی که فیلامنت ABS را در دست بگیرید متوجه نرم بودن آن خواهید شد و PLA ها کاملا سفت به نظر می آیند. این موضوع در خروجی پرینت سه بعدی هم صدق خواهد کرد.

یعنی خروجی که از فیلامنت ABS تولید می شود نرم است و خروجی فیلامنت PLA سفت به نظر می آید.

مقایسه فیلامنت ABS و PLA از نظر خروجی پرینت سه بعدی

از نظر خروجی پرینت سه بعدی، PLA نیاز به میز گرم یا (hit pad) ندارد. حال آنکه ABS نیازمند میز گرم می باشد. جالب است بدانید میز گرم به سطح مقطع زیرین چاپگرهای سه بعدی گفته می شود که از دفرمه شدن خروجی جلوگیری می نماید و اینکار را با هم دما شدن با دمای فیلامنت خروجی انجام می دهد.

یک مثال : فرض بگیرید نازل چاپگر سه بعدی فیلامنت ABS با دمای 210 درجه را از خود خارج کند؛ در این صورت دمای میز گرم می بایست 90 تا 100 درجه سانتی گراد باشد که طرح به بهترین شکل نمونه سازی شود.

انواع مختلف فیلامنت ABS و PLA

abs و pla هر دو انواع چوب و فلز دارند که خروجی آن طرح چوب و طرح فلز است. برخی از فیلامنتها طرح شیشه نیز دارند که خروجی آن ها چیزی شبیه به شیشه یا طلق است و نور را از خود عبور می دهند.

فیلامنت TPE

termoplast elastomer نام مخفف فیلامنت tpe است که به فیلامنت رابر یا robber نیز شناخته شده است. فیلامنت  tpe به ندرت وارد ایران می شوند و تعداد انگشت شماری از شرکت های پلاستیکی بزرگ اقدام به واردات آن می کنند.

فیلامنت TPU

poliuretan thermoplastic یا TPU بسیار شبیه به TPE هستند. فیلامنت TPU بسیار نرم هستند و در عین حال مستحکم نیز هستند و به راحتی شکسته نمی شوند! خاصیت دیگر فیلامنت TPU این است که کاملا ضد آب هستند و به هیچ وجه سمی نیستند. به عبارت دیگر از این نوع مواد برای ساخت قطعات سفت منعطف استفاده می شود.

یک مثال : آیا تا به حال جنس کله پلوس خودروتان را لمس کرده اید؟ این قطعه بسیار محکم است اما در فشار های زیاد مقداری منعطف است. تسمه خودرو یا شیلنگ های آتشنشانی یا چرخ های اسکیت همگی از مواد TPU ساخته شده اند.

فیلامنت PETG

از خانواده پلی استیر هاست. فیلامنت petg درجه خلوص بسیار بالایی دارد و عموما برای ساخت درب های بطری مایعات مانند آب معدنی استفاده می گردد. جالب است بدانید که فیلامنت petg مقاومت حرارتی دارد.

به این معنی که اگر در دماهای بالا قرار بگیرد تغییر حالت نمی دهد و حل نمی شود. پیشنهاد می کنیم مقاله بسیار مفید پرینتر سه بعدی دقیقا چطور کار می کند؟ را از دست ندهید.

دمای تنظیم شده برای فیلامنتهای مختلف

• برای PLA دمای تنظیم شده برای نازل :  190-210 درجه سانتی گراد
• برای TPU و TPE دمای تنظیم شده برای نازل : 210-230 درجه سانتی گراد
• برای ABS دمای تنظیم شده برای نازل : 230-250 درجه سانتی گراد

اسلایسرها، رابط طرح سه بعدی با فیلامنت

به زبان ساده اسلایسر ها رابط بین طرح و فیلامنت هستند. شما می توانید از طریق اسلایسر پرینتر سه بعدی، سایز و قطر فیلامنت و مقادیر دیگری چون اندازه نازل را تنظیم کنید.

فیلامنت ها و محیط زیست

تمام فیلامنتها زیست تجزیه پذیر هستند. به این معنی که هیچ آسیبی برای محیط زیست ندارند. ساختار پتروشیمی آن ها طوری طراحی شده است که حتی بو و بخار مضری از خود ساطع نمی کنند.

خرید فیلامنت از 3dRD

شرکت 3dRD ارائه دهنده فیلامنت های pla و فیلامنت های ABS در طرح ها و رنگ های مختلف می باشد. برای خرید میتوانید از طریق لینک های زیر اقدام کنید. همه نوع فیلامنت هم در شرکت 3dRD و هم در بازار موجود است. از هر عزیزی خرید کنید هیچ فرقی نمی‌کند مثلا اگر شما پرینتر سه بعدی را از ما بخرید و مواد اولیه (فیلامنت) را از جای دیگری تهیه کنید هیچگونه مساله ای ندارد. یا برعکس دستگاه را از جای دیگری تهیه کنید و فیلامنت را از ما بخرید فرقی ندارد استانداردهای جهانی وجود دارند که در فیلامنتها معمولاً رعایت میشوند و شما میتونید برای دستگاه ها استفاده کنید.

اسم اصلی این مواد فیلامت هست که این مواد برپایه پلی لاکتیک اسید ABS یا PLA و مدل های بسیار متفاوتی دارد. با جستجو در اینترنت می توانید جزئیات بیشتری را ببینید و شرکت 3dRD هم مدل های مختلفی موجود دارد.

فیلامنتها گرید بندی دارند. یک نکته خیلی مهم اینکه وقتی فیلامنت ذوب می‌شود باید ناخالصی مواد کمتر ۵۰ میکرون باشد که داخل سوراخ نازل گیر نکند به همین دلیل سعی کنید از هر عزیزی خرید میکنید از گریدهای خوب استفاده کنید که دچار مشکل گرفتگی نازل نشوید.

نتیجه‌گیری

درک اینکه فیلامنت چیست و چه نقشی در چاپ سه‌بعدی ایفا می‌کند، می‌تواند به شما کمک کند تا بهترین مواد را برای پروژه‌های خود انتخاب کنید. با توجه به تنوع گسترده‌ای از فیلامنت‌ها، از PLA و ABS گرفته تا فیلامنت‌های تخصصی مانند فیلامنت‌های چوبی و فلزی، انتخاب مناسب می‌تواند تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی چاپ شما داشته باشد. بنابراین، آشنایی با ویژگی‌ها و کاربردهای مختلف فیلامنت‌ها می‌تواند به شما در دستیابی به نتایج بهتر و دقیق‌تر کمک کند. برای اطلاعات بیشتر و خرید انواع فیلامنت با کیفیت، به فروشگاه ما مراجعه کنید و از مشاوره تخصصی تیم ما بهره‌مند شوید.

بررسی تخصصی هر یک از فیلامنت ها به صورت جداگانه و مقایسه آنها:

• خصوصیات فیلامنت TPE انعطاف پذیر
• خصوصیات فیلامنت PETG
• خصوصیات فیلامنت PLA
• خصوصیات فیلامنت ABS

تجربه کار با کدام نو فیلامنت را داشتید؟، نظرخودتان را با ما در خصوص مقاله فیلامنت چیست؟ به اشتراک بگذارید