فیلامنت چیست ؟

فیلامنت (Filament ) چیست ؟ مواد مصرفی پرینتر سه بعدی از نوع FDM هستند که از رشته های پلیمری (پلاستیکی) ساخته می شوند و غالباً به شکل رول های یک کیلو گرمی موجود می باشند. فیلامنت ها مواد اولیه قابل ارتجاع در برابر گرما  می باشند که برای ساخت مدل در پرینتر سه بعدی استفاده می شوند و در رنگ، جنس و ضخامت های مختلفی عرضه می شوند. این مواد بسته به دمای ذوب خود تغییر حالت داده و هر کدام برای پرینت به درجه حرارت متفاوتی نیاز دارند، پرینتر سه بعدی از طریق نازل می تواند لایه ها را روی هم قرار دهد تا قطعه ساخته شود

امروزه فیلامنت ها در انواع مختلف با ویژگی های مختلف وجود دارد. فیلامنت ها به لحاظ ضخامت دارای دو نوع قطر استاندارد تعریفی 1.75 میلیمتر و 3 میلیمتر می باشند. استفاده غالب و رایج فیلامنت در پرینترها با اندازه 1.75 میلیمتر است که اندازه خروجی نازل دستگاه تعیین کننده ضخامت مناسب فیلامنت برای آن دستگاه است.

از لحاظ جنس، ترکیبات متعددی برای پرینترهای سه بعدی FDM عرضه شده است و روز به روز نیز بر تنوع آن افزوده می شود. فیلامنت های ABS و PLA یکی از پرکاربردترین متریال در پرینتر سه بعدی محسوب می شود و دارای انواع رنگ، وزن و قطر فیلامنت می باشند، هم ABS و هم PLA با عنوان ترموپلاست ها شناخته می شوند. به این معنی که در معرض گرما نرم و منعطف می شوند و در هنگام سرما سخت می شوند. قابلیت ذوب شدن و دوباره شکل گرفتن، ویژگی هایی است که این دو ترموپلاست را در بین پرینترهای سه بعدی رایج کرده و باعث شده این دو نوع بیشتر به عنوان متریال پرینتر سه بعدی شناخته شوند.

یک فیلامنت خوب باید بر اثر گرما دهی، از خود بویی متصاعد نکند. در تمامی طول خود، دارای قطر یکسانی باشد، داخل آن حباب های هوا محبوس نباشند زیرا وجود حباب باعث خراب شدن و کاهش ظرافت قطعه می شود. در طول آن هیچ گونه شکستگی وجود نداشته باشد زیرا وجود شکستگی باعث نرسیدن مواد به اکسترودر و ناقص شدن قطعه می شود. جنس مواد اولیه بکار رفته در آن مرغوب باشد تا خروجی کار آن دارای کیفیت باشد.

فیلامنت های پرینتر سه بعدی با استفاده از سه فرایند گرمایشی، اکسترود کردن و خنک کردن پلاستیک به محصول نهایی پرینت تبدیل می شوند. بر خلاف پرینتر سه بعدی، فیلامنت ها به جای اینکه در طول  نازل فشار داده شوند کشیده میشوند، قطر فیلامنت بجای اینکه از قطر اکسترودر کردن نازل بدست آید، توسط فرایندی که از گرم کردن پلاستیک صورت می پذیرد مشخص می شود. برای تعیین عرض رشته، که اغلب 1.75 میلی متر یا 3 میلی متر قطر دارد نیرو و سرعت متفاوت به فیلامنت اعمال می شود.

مواد اولیه پلاستیکی همیشه سفید یا روشن هستند. قبل از اینکه این مواد گرما دیده شوند رنگدانه ها یا سایر مواد افزودنی به مواد اضافه می شود تا تبدیل به فیلامنت های رنگی با خواص خاصی ایجاد شوند برای مثال جهت افزایش قدرت فیلامنت یا ایجاد خواص مغناطیسی در فیلامنت را می توان نام برد. قبل از اکسترودر کردن فیلامنت ها مواد اولیه در دمای 80 درجه سانتی گراد گرم می شوند. اغلب توسط یک لیزر به عنوان بخشی از یک مکانیزم کنترل کیفیت برای اطمینان از قطر صحیح فیلامنت ها استفاده می شود. سپس فیلامنت ها از طریق گرما دیدن به شکل گرد تبدیل می شوند. و پس از عبور از نازل قالب محصول نهایی ایجاد می کنند.

در بین فیلامنت های موجود فروش فیلامنت PLA بسیار رایج تر می باشد، زیرا برای کار با فیلامنت ABS باید مهارت بیشتری در کار با پرینترهای سه بعدی پیدا کرد تا بتوان یک شئ را به خوبی ساخت. فیلامنت ABS بعد از ذوب شدن و روی سطح قرار گرفتن دچار پیچش می شود که می بایست این پیچش و شکستگی را برطرف کرد که معمولا با تنظیم دمای صفحه و اتاق و انتخاب چسب و سرعت حرکت نازل و .. می توان مانع از خراب شدن شئ پرینت شده با فیلامنت ABS شد.

فیلامنت ABS در دمای 250 درجه سانتی گراد ذوب می شود و مقاومت در برابر دمای بالاتر را دارد. از معایب این فیلامنت می توان به بوی نامطبوع ذوب شدن پلاستیک در هنگام پرینت قطعات اشاره کرد. در صورتیکه پرینت قطعه با فیلامنت PLA در دمای 200 درجه سانتی گراد و بدون بو صورت می گیرد. هنگام پرینت قطعه با این فیلامنت مشکل پیچش و شکستگی رخ نخواهد داد، ضمن اینکه طیف رنگی فیلامنت PLA بیشتر از ABS است و تنوع را برای پرینت قطعه به وجود می آورد.

با این توضیحات بهتر است برای شروع کار و پرینت قطعه ها از فیلامنت PLA استفاده کرد و پس از مهارت یافتن در کار با پرینترهای سه بعدی در صورت نیاز میتوان از فیلامنت قوی و محکم ABS استفاده کرد.