مقدمه
پرینت سه بعدی یک فرآیند تولید بسیار متنوع بوده که میتواند هم نمونه های اولیه و هم قطعات بادوام نهایی را تولید نماید. برخی از کاربردها به قطعات پرینت سه بعدی نیاز دارند تا بتوانند بسیار قوی و بادوام باشند. این ویژگی ها تا حد زیادی به طراحی و همچنین به مواد پرینت سه بعدی مورد استفاده برای ساخت قطعه بستگی دارد. اجازه دهید نگاهی به محکمترین گزینه های مواد مورد استفاده در پرینت سه بعدی برای فناوریهای موجود بیاندازیم.
شاخص های مواد پرینت سه بعدی مستحکم
مواد مستحکم یا قطعات تولید شده از آنها دارای استحکام کششی، فشاری یا برشی بالایی هستند. آنها قادر به مقاومت در برابر تنش بالا بوده و تحت بارهای سنگین تغییر شکل نمی دهند. این مواد همچنین ممکن است مقاومت خوبی در برابر ضربه، مواد شیمیایی و شرایط آب و هوایی سخت داشته باشند. استحکام قطعات چاپی به عوامل دیگری مانند طراحی، پس پردازش و تنظیمات پرینت نیز بستگی دارد.
پرینت سه بعدی فلزی
مستحکم ترین مواد پرینت سه بعدی
فناوری های مختلف برای انجام پرینت به پلاستیک یا فلزات گوناگونی نیاز دارند. بیایید ببینیم که هر فناوری به چه مواد چاپی با استحکام خوب نیاز داشته و ویژگی های آن را نیز به تفصیل بررسی نماییم.
CE 221 (سیانات استر)
این ماده به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا و استحکام شناخته شده است. به دلیل دمای انحراف گرمایی بالا، CE 221 را می توان با خیال راحت در کاربردهایی با نیازهای حرارتی زیاد استفاده نمود. این رزین دارای پایداری حرارتی طولانی مدت و دمای تبدیل شیشه ای در حدود 225 درجه ی سانتیگراد است.
این ماده قادر است فشار بالا را تحمل نموده و سطحی بسیار دقیق را ارائه دهد.
· فناوری پرینت سه بعدی: کربن DLS
· کاربردها: محصولات صنعتی، قطعات مونتاژی الکترونیکی، منیفولدهای سیال
قطعه ی پرینت سه بعدی از جنس CE 221
نایلون PA 12 پر کربن
ترکیب رزین نایلون PA 12 با فیبر کربن خرد شده، خواص ساختاری عالی به این ماده میبخشد. فیبر کربن 35 درصد وزن آن را تشکیل می دهد. این امر آزادی متمایزی در طراحی، به ویژه برای نمونه سازی را به ارمغان می آورد.
این ماده کاملا مستحکم و سفت بوده و میتواند در کاربردهای خاصی مانند قید و بندها، راهنماهای مته و اینسرت های پرسی جایگزین فلزات شود. کاربردهای گستردهای در ساخت قطعات خودروسازی، صنعتی و اسباب بازی ها دارد. نایلون PA 12 CF به طور گسترده به عنوان ماده ی FDM دارنده ی بالاترین نسبت استحکام به وزن موجود شناخته می شود.
· فناوری پرینت سه بعدی: FDM
· کاربردها: ابزارسازی، نمونه سازی
EPX 82
این فوتوپلیمر بر پایه ی اپوکسی دارای ترکیبی عالی از چقرمگی، سفتی، دوام، مقاومت در برابر دما و استحکام کششی بالا در حدود 82 مگاپاسکال است. پایداری در برابر اشعه ی ماوراء بنفش و حرارتی، این ماده را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب می سازد. رزین EPX 82 قادر به انجام پرینت های دقیق می باشد.
خاصیت مقاومت در برابر ضربه و حرارت بالا، امکان استفادهی مداوم در کاربردهایی با دماهای متفاوت را فراهم می نماید.
· فناوری پرینت سه بعدی: کربن DLS
· کاربردها: قید و بندها، وسایل روشنایی، براکت ها، اتصالات
پلی کربنات (PC)
پلی کربنات ماده ای سخت و بیشکل با مقاومت ضربه ای بالا، پایداری و خواص الکتریکی خوب است. این ماده امکان انتقال نور را در داخل قطعه تقریبا با همان ظرفیت شیشه فراهم ساخته و دارای محدوده ی دمایی وسیع تری جهت استفاده با دمای انحراف گرمایی 140 درجه ی سانتیگراد است.
این ماده به طور گسترده برای تولید کلاه های ایمنی، لنز چراغ های جلوی اتومبیل و شیشه های ضد گلوله استفاده شده و می توان آن را بدون تخریب قابل توجه، با مواد بازدارنده ی شعله ترکیب نمود.
· فناوری پرینت سه بعدی: FDM
· کاربردها: تجهیزات پزشکی، محصولات صنعتی، قطعات الکترونیکی
پرین 
قطعه ی پرینت سه بعدی از جنس پلی کربنات
فولاد ضد زنگ 17.4 / 1.4542
این ماده، فولاد آلیاژی مس، کروم و نیکل با استحکام بالا و چقرمگی عالی بوده و استحکام کششی آن نیز 1070 نیوتن بر میلیمتر مربع است. فولاد ضد زنگ 17.4 همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی داشته و به دلیل استحکام بالا، به شدت در صنایع هوافضا و فناوری های مربوط به تولید قطعات پیشرفته ای مانند چرخ دنده ها، پره های توربین، شفت ها و قالب ها استفاده می شود.
این ماده را می توان تا طیف وسیعی از درجه های سختی و چقرمگی تحت عملیات حرارتی قرار داد. تفجوشی لیزری مستقیم فلزات (DMLS) فرآیند استاندارد چاپ این نوع از فولاد ضد زنگ است. با این حال، از روش های دیگری مانند بایندر جت و ذوب لیزری گزینشی (SLM) نیز استفاده می شود.
· فناوری پرینت سه بعدی: DMLS، بایندر جت، SLM
· کاربردها: هوافضا، صنایع نیازمند به تکنولوژی های پیشرفته
قطعه ی پرینت سه بعدی از جنس فولاد ضدزنگ
ULTEM 1010
این ماده بالاترین مقاومت حرارتی، مقاومت شیمیایی و استحکام کششی را در مقایسه با سایر ترموپلاستیک های FDM داشته و در گریدهای شفاف، مات و شیشه ای موجود است. همچنین کاربرد گستردهای در تولید ابزارهای سفارشی جهت ساخت قطعات فلزی یا پلاستیکی، ابزارهای پزشکی و قالب های مقاوم در برابر دما دارد.
این ماده یک ترموپلاستیک پلی اتریمید با کارایی بالا و مستحکم ترین ماده ی چاپ FDM موجود بوده و کمترین ضریب انبساط حرارتی را دارد. همچنین دارای گواهینامه های تماس با مواد غذایی و زیست سازگاری است که آن را جهت کاربرد در صنایع غذایی ایده آل می سازد.
· فناوری پرینت سه بعدی: FDM
· کاربردها: صنایع غذایی، ابزارسازی
قطعه ی پرینت سه بعدی از جنس ULTEM 1010
PEEK
این ماده ضمن مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی خشن، استحکام مکانیکی و پایداری ابعادی بالایی داشته و این قابلیت را دارد که سفتی خود را در دماهای بالا حفظ نموده و برای استفاده ی مداوم در دمای 170 درجه ی سانتیگراد گزینه ی مناسبی باشد.
PEEK که با نام پلی اترترکتون نیز شناخته می شود، مقاومت خوبی در برابر خستگی و ترک خوردگی داشته و در صنایع هوافضا، نفت و گاز و همچنین تولید نیمه هادی ها مورد استفاده قرار می گیرد.
· فناوری پرینت سه بعدی: FDM
· کاربردها: بلبرینگ ها، آب بندها، شیرها، لوله ها
ULTEM 9085
این ماده دارای نسبت استحکام به وزن، ضربه پذیری و مقاومت حرارتی خوبی بوده و در برابر شعله نیز بسیار مقاوم است. برای تولید نمونه های اولیه و همچنین ابزارآلات مرتبط با صنایع هوافضا و خودروسازی استفاده شده و با نایلون 6.68 (9800) قابل مقایسه است.
ULTEM 9085 با استحکام مکانیکی خوب و وزن سبک خود، جهت تولید قطعات نهایی مناسب می باشد.
· فناوری پرینت سه بعدی: FDM
· کاربردها: قید و بندها، قالب های کامپوزیتی
قطعه ی پرینت سه بعدی از جنس ULTEM 9085
آلومینیوم AlSiMG / EN 1706: 1998
این ماده دارای استحکام بسیار خوب در دماهای بالا (حدود 200 درجه ی سانتیگراد) و مقاومت مناسبی در برابر خوردگی بوده و به راحتی قابل جلا دادن است. همچنین کارایی خوبی داشته و در برابر ترک های حرارتی نیز مقاومت قابل توجهی دارد. استحکام خستگی آن هم N/mm2110 بوده و عالی است.
این نوع از آلومینیوم جوش پذیری خوبی داشته و به طور گسترده در تولید قطعات وسایل نقلیه، ماشین آلات و هواپیماها استفاده می شود. همچنین دارای مقاومت کششی 290 مگاپاسکال در دمای اتاق است.
· فناوری پرینت سه بعدی: DMLS
· کاربردها: خودروسازی، هوافضا
قطعه ی آلومینیومی پرینت سه بعدی
فولاد ضد زنگ 316L / 1.4404
این ماده کربن کمی داشته و فولاد ضد زنگ آلیاژی کروم، نیکل و مولیبدن است. فولاد ضد زنگ L316 دارای مقاومت در برابر خوردگی و پایداری عالی در برابر محیط های بر پایه ی کلر و اسیدهای غیر اکسید کننده بوده و استحکام کششی بالایی در حدود 500 نیوتن بر میلیمتر مربع دارد.
به طور معمول در فرآوری مواد غذایی و تولید تجهیزات آزمایشگاهی، مبدل های حرارتی و پیچ و مهره ها استفاده شده و در مقایسه با سایر مواد فلزی دارای صیقلی ترین سطح است.
· فناوری پرینت سه بعدی: DMLS
· کاربردها: تجهیزات مربوط به صنایع مواد غذایی و آشامیدنی، تجهیزات دارویی
قطعه ی پرینت سه بعدی از جنس فولاد ضدزنگ
نتیجه گیری
دو نوع اصلی از مواد مستحکم برای پرینت سه بعدی وجود دارد: پلاستیک ها که می توانند با استفاده از فرآیندهای FDM، SLS، SLA، کربن DLSو MJF چاپ شوند و فلزات که به کمک فرآیندDMLS چاپ می شوند. مجموعه 3DHUB خدمات پرینت سه بعدی سریع، قابل اعتماد و بسیار دقیقی را با استفاده از این مواد و فناوری ها ارائه می دهد. برای پرینت قطعات خود می توانید فایل خود را در سایت آپلود کنید و یا برای مشاوره جهت انتخاب بهترین مواد برای قطعات خود می توانید با ما تماس بگیرید.
