PEEK قوی ترین فیلامنت چاپگرهای سه بعدی است و مقاومت کششی نهایی آن حدود PSU 7250 می باشد.

به دلیل اینکه PEEK به دمای چاپ بالایی نیاز دارد، فیلامنت پلی کربنات جایگزین مناسبی برای این فیلامنت است و استحکام بالایی نیز دارد.

در پرینت سه بعدی استحکام تا حد زیادی به مواد فیلامنت بستگی دارد. در مواقع حساس باید از فیلامنتی استفاده کرد که در برابر تغییر شکل مقاوم باشد. دانستن مشخصات فیلامنت ها به طراحان کمک می کند تا انتخاب بهتری داشته باشند و بهترین مواد را برای قطعات خود انتخاب کنند.

در اینجا چند فیلامنت را بررسی می کنیم، استحکام و خواص مکانیکی آن ها را با هم مقایسه می کنیم تا در نهایت تعیین کنیم کدام فیلامنت قوی تر است.

این استحکام میزان توانایی ماده در برابر تغییر شکل در هنگام کشش را نشان می دهد. بهتر است هر فیلامنتی را قبل استفاده در پرینت سه بعدی از نظر استحکام کششی مورد بررسی قرار داد. این تست به ما نشان می دهد که تا چه اندازه می توانیم یک جسم را قبل از شکست بارگذاری کنیم.

مثلا ویژگی کششی یک کارابین به ما نشان نی دهد که آیا این قطعه برای کوهنوردی مناسب است یا نه.

قویترین فیلامنت مورد استفاده در چاپگر سه بعدی باید دارای استحکام کششی بالایی باشد تا به راحتی دچار خرابی یا شکستگی نشود.

فیلامنت PEEK، فیبر کربنی و پلی کربنات بیشترین استحکام کششی را دارند.

مقاومت در برابر ضربه توانایی یک ماده در برابر ضربه بدون شکستگی می باشد و هر چه میزان این استحکام بالاتر باشد، احتمال شکستگی در هنگام مواجهه با فشار کمتر می شود.

PEEK، نایلون و پلی کربنات نمونه هایی از فیلامنت های مقاوم در برابر ضربه می باشند. این مواد می توانند فشارهای ناگهانی را بدون شکست تحمل کنند و معمولا برای قطعاتی مانند جعبه ایمنی، عینک، جعبه ابزار و در کل لوازم ایمنی استفاده می شود.

وقتی که قرار است قطعه در یک محیط شیمیایی و خشن باشد، مقاومت شیمیایی اهمیت پیدا می کند. پلی کربنات و نایلون مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارند. ABS هم در برابر برخی مواد شیمیایی مقاومت خوبی دارد ولی نه به اندازه نایلون و پلی کربنات.

برای قطعاتی که قرار است در فضای باز قرار بگیرند باید از فیلامنتی استفاده شود که در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم باشد.

وقتی قطعه در مقابل نور خورشید قرار می گیرد، باعث می شود تا پیوند ها ضعیف شود و قطعه از کار بیفتد. 

فیلامنت هایی مانند ABS، ASA و نایلون بیشترین مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را دارند.

قطعات مورد استفاده در دمای بالا به فیلامنتی نیاز دارند که در دمای بالا نرم نشود و فیلامنتی مناسب است که در چنین شرایطی بدون هیچ گونه خرابی کار کند.

PEEK، نایلون و پلی کربنات نسبت به دیگر فیلامنت ها مقاومت حرارتی بالاتری دارند و همچنین باید در دمای بالاتری نیز پرینت شوند و قبل از شروع عملیات چاپ باید مطمئن شوید که پرینتر شما قابلیت تحمل چنین دمایی را داشته باشد.

پلی کربنات یا (PC) مقاومت زیادی در برابر ضربه و دما دارد. این فیلامنت با کیفیت یکی از قوی ترین رشته های سبک و شفاف است. در سال 2020 اعلام شد که پلی کربنات به دلیل استحکام کششی زیادی که دارد ( چیزی حدود 5200 PSI) یکی از قوی ترین فیلامنت ها در بازار امروز است.

 

PC همچنین مقاومت بالای شیمیایی و ماوراء بنفش نیز دارد و می تواند تا دمای بالای 140 درجه سانتی گراد را نیز تحمل کند.

حتی می توان این ماده را با فیلامنت ABS نیز ترکیب کرد تا خواص آن را افزایش داد.

از این ماده برای تولید تجهیزات حفاظتی، نمونه های اولیه کاربردی و ابزار پزشکی استفاده می شود.

این ماده معایبی نیز دارد: به راحت تاب می خورد و رطوبت هوا را جذب می کند.

این فیلامنت متعلق به پلاستیک های پلی آمیدی است. نایلون به دلیل استحکام مکانیکی و ضریب اصطکاک پایین معروف است.

این ماده در پرینترهای SLS بسیار رایج است، اگر چه در پرینترهای FDM نیز می توان از آن استفاده کرد.

فیلامنت نایلون دارای قدرت ضربه ای 75 کیلو ژول بر متر مربع است و در قطعه هایی که مقاومت در برابر ضربه اهمیت دارد بسیار مناسب است. ضریب اصطکاک کم و مقاومت بالای آن در برابر ضربه، این ماده را به یک ماده عالی برای ساخت قطعات ماشین آلات، لولا، یراق آلات و چرخ دنده تبدیل کرده است.

 

این ماده نیز مانند پلی کربنات تمایل به تاب برداشتن و جذب رطوبت دارد و برای اطمینان کامل از چاپ به یک محیط چاپ با کنترل دقیق نیاز است.

این رشته که به ABS معروف است یکی از اولین ترموپلاست های چاپ سه بعدی است. این ماده هنوزهم به دلیل قیمت پایین و تطبیق پذیری بالا پرکاربرد و پر طرفدار است، اما رشته های PETG و ASA به دلیل خواصی که دارند بیش از ABS طرفدار دارند.

براساس نتایج آزمایشی که در سال 2019 منتشر شد ABS دارای استحکام کششی نهایی PSI 4500 می باشد. استحکام کششی این فیلامنت نسبت به پلی کربنات کمتر است اما سهولت چاپی آن بیشتر است.

از فیلامنت ABS می توان برای چاپ نمونه های اولیه، قطعات خودرو و جعبه استفاده کرد. این فیلامنت به دلیل دمای ذوب بالا، نسبت به سایر فیلامنت ها مقاومت حرارتی بالایی دارد و این داشتن خصوصیت برای برخی از قطعه ها بسیار مهم است مانند قطعات خودرویی که در مقابل نور مستقیم خورشید قرار می گیرد.

 

جالب است بدانید قطعات ساخته شده با این فیلامنت با استون قابل پردازش است و به سطح قطعه، ظاهری صاف و براق می دهد و از ABS برای ساخته مجسمه و فیگور نیز استفاده می شود.

از خصوصیات منفی ABS می توان به راحت تاب خوردن و ایجاد دود کردن آن اشاره کرد.

TPU فیلامنتی انعطاف پذیر است که مقاومت در برابر ضربه آن بسیار عالی است و انعطاف پذیری خوبی نیز دارد اما به ترکیب مواد بستگی دارد. این ترکیب می تواند توسط سازنده تغییر کند تا بتوان استحکام یا کشش بالاتری را ارائه داد.

پس از انجام آزمایشات گوناگون مشخص شد که TPU می تواند بارهای بالایی را قبل از شکستن تحمل کند. همچنین در برابر پارگی و سایش نیز مقاوم است و دارای مقاومت شیمیایی بالایی نیز هست.

از این فیلامنت برای چاپ چرخ دنده، پروتز، کفش، قاب گوشی و ... استفاده می شود.

یکی از مزایای فیلامنت TPU این است که نیازی به پرینترهای سطح بالا ندارد و در دماهای پایین نیز چاپ می کند.

 

این رشته قویترین رشته چاپ سه بعدی با مقاومت کششی 7250PSI  می باشد. استحکام این فیلامنت حدود 50 درصد از پلی کربنات بیشتر است و این خاصیت PEEK را به یک ترموپلاست با کارایی بالا تبدیل کرده است که برای برخی کاربردهای خاص استفاده می شود.

از خصوصیات بارز این فیلامنت می توان به استحکام بالا، وزن پایین و مقاومت حرارتی بالای آن اشاره کرد. از این فیلامنت برای کاربردهای پزشکی، صنایع هوافضا، چاپ اجزای ساختاری و سپرهای حرارتی استفاده می شود.

البته این را نیز باید گفت که این فیلامنت جزء ترموپلاست های گران قیمت است و به راحتی در دسترس نیست.