ویژگی‌های PLA
ویژگی‌های رئولوژیکی
- PLA یک سیال غیر نیوتنی است.
- این بدان معنی است که ویسکوزیته آن (مقاومت در برابر جریان) بسته به فشاری که در معرض آن قرار دارد، تغییر خواهد کرد.
- به طور کلی PLAیک ماده نازک شده برشی است که ویسکوزیته آن با فشار کاربردی کاهش می‌یابد.
ویژگی‌های مکانیکی
- پلاستیک PLA خواص مکانیکی بهتری در مقایسه با پلیمرهای سنتی مانند پلی پروپیلن، پلی استایرن و پلی اورتان دارد.
- به خصوص وقتی به مدل یانگ (توانایی تحمل طویل شدن تحت کشش و فشار)، مقاومت کششی (نیروی مورد نیاز برای کشیدن چیزی)
- و مقاومت انعطاف پذیری (فشار مورد نیاز برای شروع تغییر شکل پلاستیک) توجه میشود.
خواص دمایی
- خصوصیات حرارتی به وزن مولکولی بستگی دارد و PLA به عنوان یک پلیمر نیمه بلوری طبقه بندی میشود.
- دمای انتقال شیشه آن ~ 55 درجه سانتیگراد و دمای ذوب آن ~ 180 درجه سانتیگراد است
- که در مقایسه با سایر ترموپلاستیک ها مانند ABS نسبتاً پایین است
- و درست مثل پلاستیک های پایه روغن، PLA می تواند بسوزد،
- پس تمام اقدامات احتیاطی در هنگام سوختن باید انجام شود.
انواع مختلف PLA
- همه انواع ذرات PLA از اسید لاکتیک تشکیل شده‌اند
- و تفاوت آنها، با وجود داشتن فرمول مولکولی یک‌سان، جهت گیری اتم‌ها در فضا است
- انواع آن ها عبارتند از پلی آل – لاکتید (PLLA)، پلی دی – لاکتید (PLDA)، و پولی – دی ال (PDLLA)
- توجه داشته باشید که PLA یک نام گذاری است
- که با آیوپاک به توافق نرسیده است، زیرا PLA یک پلی استر است نه پلی اسید
کجا استفاده میشود؟
- صنعت بسته‌بندی غذا: PLA در حالت کلی به عنوان محافظی ایمن ( (GRASبرای ذخیره غذا استفاده میشود
- اگر چه PLA، در تماس با مایعات خاص، اسید لاکتیک آزاد میکند ولی این مقدارهای کم به انسان‌ها نمیتواند آسیب برساند.
صنعت پزشکی و دارویی
- پلاستیک PLA سازگار با محیط زیست است، به این معنی که برای بدن انسان التهاب و مشکل ایجاد نمیکند.
- در نتیجه با توجه به منبع زیستی آن، در تولید لوازم کلینیکی و بالینی، در دستگاه‌های تثبیت استخوان،
- مانند پیچ ها، صفحات، ساختار جراحی و شبکه و سیستم‌های تحویل دارو به کار گرفته میشود.
- علاوه براین در مهندسی بافت نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
- سازگاری زیستی آن و توانایی آن برای حل شدن در بدن نشان میدهد
- که در حل مشکلاتی مانند از دست دادن بافت و شکست اعضا میتواند مورد استفاده قرار بگیرد.
کاربردهای ساختاری
- مواد PLA را می توان در صنعت ساخت‌وساز
- به عنوان مثال، فوم برای عایق‌بندی، الیاف در فرش و مبلمان، مورد استفاده قرار داد
- با این حال، با توجه به خواص و حساسیت زیستی آن، کاربرد محدودتری در این صنعت دارد
صنعت نساجی:
- تلاش در صنعت پلاستیک، برای به دست آوردن الیاف PLA با منبع بیولوژیکی برای جایگزینی منسوجات پلی استر تجدید ناپذیراست
- از جمله مزایای الیاف PLA می توان به تنفس پذیری ، وزن کم و قابلیت بازیافت آن اشاره کرد
صنعت لوازم آرایشی
آگاهی مصرف کنندگان از مضرات پلاستیک، باعث شده است تا صنایع ها به دنبال راهی برای تغییر جنس لوازم خود باشند
PLA پایدار است
پاسخ به این سوال بستگی به این دارد که در کجای کره زمین پرسیده شود. در مفهوم کلی، بله، پلاستیک PLA پایدار است. PLA از منابع تجدید پذیری ناشی میشود که CO۲ را جذب کرده و آن را به گلوکز تبدیل میکند. این کار انجام میشود تا یک محصول تقریبا عاری از کربن بدست آید، پس بعد از این که مواد PLA توسط مصرف کنندگان دفع میشوند، توسط محیط زیست تجزیه میشود.
با این حال، این نکته آخر وابسته به جایی است که PLA دفع میشود. دفع صحیح پلاستیک PLA نیاز به شرایط بسیار ویژه‌ای دارد و مخلوط کردن آن با سایر پلاستیک‌ها میتواند کل فرآیند بازیافت را تحت‌تاثیر قرار دهد. پلاستیک های PLA را باید از هم جدا کرد و به یک کارخانه کود شیمیایی صنعتی ارسال کرد. این به معنای هزینه برای حمل و نقل است. پس از آن، PLA قرار است تا حدود ۶۰ درجه سانتی گراد گرم شود و در معرض میکروب‌های مخصوص قرار بگیرد که مواد را هضم کرده و تجزیه میکند.
با این وجود، بسیاری از شهرها امکانات انجام این فرآیند را ندارند و حتی اگر این کار را انجام دهند، PLA نیاز به یک فرآیند جداسازی سخت دارد که نمی توان آن را تضمین کرد. در نتیجه بیشتر ضایعات پلاستیکی PLA در محل‌های دفن زباله و یا در اقیانوس‌ها دفع خواهند شد.
آیا PLA سمی است
- خبر مهم، PLA، سمی نیست! در حقیقت از آن در صنعت پزشکی و ایمپلانت ها استفاده میشود
- که میتواند زمان زیادی در بدن موجود باشد. توجه داشته باشید
- که این جمله تنها برای زمانی درست است که PLA در فرم جامد خود است
- تهویه بعضی از خانه ها یا چاپگرهای سه بعدی به عنوان منبع خطر گزارش شده است
- حتی با اینکه ادعا شده است مواد شیمیایی منتشر شده توسط PLA بی ضرر هستند
- بازهم انتشار نانوذرات می تواند به طور بالقوه تهدیدی برای سلامتی انسان باشد
مشکلات چاپ سه بعدی در پرینتر FDM – پرینتر سه بعدی چیزی چاپ نمی کند
- ممکن است سازه سه بعدی چاپ نشود و از هات اند هیچ فیلامنتی اکسترود نشود
- دلایل احتمالی زیادی برای این نوع مشکلات چاپ سه بعدی وجود دارد.
1- فروپاشی ساپورت ها در انواع پرینترهای سه بعدی
فروپاشی ساپورت در پرینتر های سه بعدی
مشکل فرآیند چاپ سازه در پرینترهای سه بعدی چیست؟
- چاپ سه بعدی مدل های پیچیده در پرینتر سه بعدی نیازمند یک یا دو ساپورت در پرینترهای سه بعدی است
- با اینکه حذف ساپورت ها سخت است اما متاسفانه یکی از ضروری ترین قسمت های مدل سازی با پرینترهای سه بعدی هستند
- هدف از ساپورت سه بعدی پشتیبانی کردن است
- اما در مواقعی حذف آنها باعث خراب شدن مدل سه بعدی در پرینترهای سه بعدی می شود
- بعد از اکسترود شدن ساختارهای ساپورت سه بعدی، ممکن است متوجه ناهمواری، ترک یا نقص آنها در پرینترهای سه بعدی شوید
- نه تنها ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی ناقص هستند
- فیلامنت های اضافی هم به جای محکم کاری چاپ مدل سه بعدی در پرینترهای سه بعدی را خراب میکنند
علت این مشکل در پرینترهای سه بعدی صنعتی و غیر صنعتی چیست؟
- ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی اجزای پیچیده ای هستند
- بیشتر اسلایسرها در پرینترهای سه بعدی گزینه های مختلفی را به شما ارائه می دهند
- راحت ترین کار استفاده از تنظیمات پیش فرض پرینترهای سه بعدی است ولی این کار ضمانت دهنده چاپ یک مدل سه بعدی خوب نیست
- نکته مهم در انتخاب ساپورت قابلیت پشتیبانی در پرینترهای سه بعدی و محکم نگه داشتن مدل سه بعدی در طول فرآیند چاپ در پرینترهای سه بعدی است.
- حذف ساپورت های زیگزاگی و خطی بعد از فرآیند چاپ در پرینترهای سه بعدی راحت تر است
- اما استحکام خوبی ندارند. در حالی که ساپورت های مثلثی و شبکه ای در پرینترهای سه بعدی پشتیبانی بهتری ارائه می دهند
- ولی حذف کردنشان به مراتب سخت تر است
- قبل از استفاده از ساپورت از یک بریج با ستون های نازک در پرینترهای سه بعدی استفاده کنید
- اگر می خواهید از ساپورت های خطی و زیگزاگی در پرینترهای سه بعدی استفاده کنید
- امکان اینکه مدل حین چاپ تکان بخورد و ساپورت های ظریف را بشکند بالاست
- بریج ها استحکام مدل سه بعدی در پرینترهای سه بعدی را بالا می برند
ساختارهای سفت و سخت
- مثل ساپورت های شبکه ای گزینه بهتری در پرینترهای سه بعدی خواهند بود.
- بعضی از نرم افزارهای اسلایسر در پرینترهای سه بعدی اجازه چاپ ساپورت بدون افزایش چسبندگی صفحه در پرینترهای سه بعدی را می دهند
- در این صورت طرح اولیه ساپورت تمام تلاشش را میکند که به صفحه چاپ در پرینترهای سه بعدی بچسبد
در مدل های سه بعدی بلند
- ممکن است طول ساپورت ها بیش از اندازه باشد و فضایی برای چاپ نمانده باشد
- در این موارد استفاده از ساپورت های فیزیکی در پرینترهای سه بعدی مثل بلوک میتواند گزینه مناسبی باشد
- وجود این نوع ساپورت ها زیر برآمدگی های بزرگ در سازه سه بعدی میتواند باعث استحکام و پشتیبانی بهتر سازه سه بعدی شود
- عده ای به علت دردساز بودن حذف ساپورت ها در سازه سه بعدی چگالی آنها را کاهش می دهند که این کار نیز میتواند مشکلاتی را ایجاد کند
- اگر قرار است ساپورت ها در سازه سه بعدی وزن سنگینی را تحمل کنند، باید چگالی آنها را در سازه سه بعدی افزایش دهید
فیلامنت ارزان قیمت یا قدیمی در پرینترهای سه بعدی نیز میتواند مشکل ساز باشد. اگر فیلامنت عمر مفیدش را گذرانده باشد، ممکن است بعد از اکسترود شدن، لایه های سازه سه بعدی در پرینترهای سه بعدی بهم بچسبند یا نامرتب و ترکدار باشند که منجر به چاپ ساپورت های سه بعدی شکسته می شود. در آخر حواستان به چاپ کردن پرینتر سه بعدی باشد. اگر پرینتر سه بعدی موقع چاپ بیشتر از حد معمول تکان می خورد، لازم است تسمه ها و هرزگردهایش را چک کنید و از محکم بودن آنها مطمئن شوید. بعد از چک کردن آنها روند کالیبراسیون را در پرینتر سه بعدی اجرا کنید.
راه حل پیشنهادی: ساپورت مناسب را در پرینترهای سه بعدی انتخاب کنید.
- به مدلی که می خواهید به صورت سه بعدی چاپ کنید نگاه کنید
- اگر برآمدگی های بزرگی دارد که می تواند بخش های مختلف مدل سه بعدی را بهم وصل کند
- و همچنین با صفحه چاپ در پرینترهای سه بعدی سطح تماس بالایی دارد،
- میتوانید از ساپورت های سه بعدی خطی و زیگزاگی استفاده کنید
- اما اگر تماس کمی با صفحه داشت یا به ساپورت های سه بعدی محکمی نیاز داشت
- از مثلثی یا شبکه ای استفاده کنید.
راه حل پیشنهادی: چسبندگی صفحه چاپ در پرینترهای سه بعدی را بالا ببرید.
از ابزارهای مختلف مثل “بریم” جهت بالا بردن چسبندگی صفحه چاپ در پرینترهای سه بعدی استفاده کنید تا قسمت های بیشتری از فونداسیون به صفحه چاپ چاپ در پرینترهای سه بعدی بچسبد.
راه حل پیشنهادی: چگالی ساپورت را در پرینترهای سه بعدی افزایش دهید.
- در مرحله آخر این کار را انجام دهید
- افزایش چگالی ساپورت در پرینترهای سه بعدی ساختار متراکم تری ارائه میدهد
- و هرگونه حرکت اضافی مدل سه بعدی در پرینترهای سه بعدی را کاهش می دهد
- اما حذف آن سخت تر میشود.
راه حل پیشنهادی: ساپورت های درون سازهای در پرینترهای سه بعدی ایجاد کنید.
- ساپورت های خیلی بلند در پرینترهای سه بعدی ، ضعیف تر هستند
- اضافه کردن بلوک بلندی که دقیقا تا محلی که باید ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی اعمال شوند ادامه دارد
- می تواند زیرسازی محکمی به ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی ارائه بدهد
- و از چاپ بلند و ضعیف در پرینترهای سه بعدی جلوگیری کند.
راه حل پیشنهادی: فیلامنت را در پرینترهای سه بعدی تغییر دهید.
- فیلامنت ها با اتمام عمر مفیدشان شکننده میشوند
- و روی کیفیت ساپورت در پرینترهای سه بعدی تاثیر می گذارند
- فیلامنت را در پرینترهای سه بعدی تغییر دهید و تاثیر آن را ببینید.
راه حل پیشنهادی: استحکام همه قطعات را در پرینترهای سه بعدی بررسی کنید.
- تکان ها و لق بودن پرینتر سه بعدی مشکلی جدی است
- دستگاه پرینتر سه بعدی خود را یک بار دیگر بررسی کنید
- و مطمئن شوید همه اجزا محکم هستند
- در صورت نیاز دوباره پرینتر سه بعدی خود را کالیبره کنید.
لیست بررسی مشکلات چاپ سه بعدی: فروپاشی ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی
- از ساپورت مناسب در پرینترهای سه بعدی استفاده کنید.
- چسبندگی صفحه را در پرینترهای سه بعدی بالا ببرید.
- چگالی ساپورت را در پرینترهای سه بعدی افزایش دهید.
- ساپورت های درون سازهای در پرینترهای سه بعدی ایجاد کنید.
- از فیلامنت جدید در پرینترهای سه بعدی استفاده کنید.
- همه قطعات را در پرینترهای سه بعدی محکم کنید.
2- ناهمواری قسمت های زیر ساپورت در پرینترهای سه بعدی
مشکلات ساپورت های سه بعدی هنگام پرینت سه بعدی
مشکل فرآیند چاپ در پرینترهای سه بعدی چیست؟
- مدلی پیچیده در پرینترهای سه بعدی با ساپورت هایی که با نرم افزار دلخواهتان ایجاد کردید چاپ کرده اید
- ولی وقتی می خواهید ساپورت ها را در پرینترهای سه بعدی حذف کنید
- قسمت های کوچکی از مواد روی زمینه باقی می ماند
- با سنباده کشی یا تلاش برای حذف مواد باقی مانده هم جلوه های کلی مدل در پرینترهای سه بعدی از بین می رود
علت این مشکل در پرینترهای سه بعدی چیست؟
- ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی یکی از ضروری ترین قسمت های مدل سازی سه بعدی هستند
- که نظرات مختلفی درموردشان داده میشود
- در برخی مدل های سه بعدی با کمی تنظیمات جزئی مثل زاویه سازی یا اضافه کردن پشتیبانی های کلی در پرینترهای سه بعدی می توانید جلوی استفاده از ساپورت ها را در پرینترهای سه بعدی بگیرید
- اکثر پرینترهای سه بعدی می توانند شکاف 50 میلیمتری را بریج کنند
- و بدون نیاز به ساپورت سه بعدی چاپ 50 درجه ای انجام دهند
نرم افزارهایی مثل Cura و Simplify 3D قادر به ساخت ساپورت های فوق العاده ای در پرینترهای سه بعدی هستند
که کیفیت آنها به مراتب بهتر از ساپورت های دست ساز در پرینترهای سه بعدی است.
با وجود اینکه ساپورت های اتوماتیک عملکرد خوبی در پرینترهای سه بعدی دارند اما حذفشان سخت است.
اضافه کردن ساپورت هایی که خودتان طراحی کردید، راه تمیزتری است
اما باید تنظیمات دستگاه را در پرینترهای سه بعدی زیر و رو کنید تا بتوانید آنها را به مدلتان بچسبانید.
با توجه به نرم افزار اسلایسینگی که در پرینترهای سه بعدی استفاده می کنید
- اجرای ساپورت ها نیازمند فعال کردن گزینه خاصی است.
- گزینه های زیادی برای تنظیم ساختارهای ساپورت در پرینترهای سه بعدی وجود دارد
- که موجب کاهش حداکثری تاثیرات آنان روی ظاهر مدل در پرینترهای سه بعدی میشود
- با این حال هرقدر هم که محتاط باشید باز هم ساپورت ها به مدل سه بعدی میچسبند و به نوعی ردی از خود به جا میگذارند.
- با اعمال ساپورت در پرینترهای سه بعدی مسئله پاکسازی سطح مدل از اهمیت بالایی برخوردار خواهد شد
- و بسته به نوع موادی که در پرینترهای سه بعدی استفاده می کنید شدت اثر متفاوت است
- کار حذف فیلامنت های شکننده در پرینترهای سه بعدی مثل PLA به مراتب از فیلامنت های ABS سخت تر است.
راه حل پیشنهادی: محل قرارگیری ساپورتها را در پرینترهای سه بعدی بررسی کنید.
- بیشتر نرم افزارهای اسلایسینگ به شما اجازه می دهد انتخاب کنید که ساپورت ها روی صفحه چاپ پیاده می شوند یا هرجایی که میخواهند
- برای بیشتر مدل ها گزینه “پیاده سازی روی صفحه چاپ” باید انتخاب شود
- انتخاب گزینه “همه جا” باعث میشود که ساپورت به معنای واقعی “همه جا” پیاده سازی شوند و در این مورد سطحی ناهموار به شما تحویل میدهد.
راه حل پیشنهادی: قابلیت های پرینتر سه بعدی خود را بررسی کنید.
- بسیاری از افراد بدون اطلاع از قابلیت های پرینتر سه بعدی خود در بریج کردن شکاف ها و ایجاد دیوارههای زاویه دار شروع به استفاده از ساپورت در سازه های سه بعدی میکنند
- بیشتر پرینترهای سه بعدی قادر به بریج کردن شکاف های 50 میلیمتری و چاپ سه بعدی زوایای 50 درجهای بدون هیچ خطایی هستند
- یک مدل آزمایشی برای پی بردن به تمام توانایی های پرینترسه بعدی خود چاپ کنید.
راه حل پیشنهادی: الگوی ساپورت ها را در پرینترهای سه بعدی تنظیم کنید.
- بسته به نوع مدل سه بعدی، ایجاد تغییر مختصری در الگوی ساپورت در پرینترهای سه بعدی می تواند یک ساپورت با ظاهر بهتر ارائه دهد
- الگو را از شبکه ای به زیگزاگ در پرینترهای سه بعدی تغییر دهید.
راه حل پیشنهادی: چگالی ساپورت را در پرینترهای سه بعدی کاهش دهید.
- در نرم افزار اسلایسینگ در پرینترهای سه بعدی زاویه دید را به Layers تغییر دهید
- و نگاهی به ساختار ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی بیندازید
- تنظیمات پیش فرض معمولا ساپورت های متراکم اعمال میکند
- با کاهش چگالی ساپورت ها در پرینترهای سه بعدی، آنها را ضعیف تر می کنید
- ولی اگر دستگاهتان تنظیم شده باشد مشکلی ایجاد نمی شود.
- در Cura چگالی 5 میتواند ساپورت خوبی را در پرینترهای سه بعدی ارائه دهد
- و همچنین تاثیرات مواد باقی مانده روی بدنه را در پرینترهای سه بعدی به مقدار زیادی کاهش دهد
راه حل پیشنهادی: دمای چاپ را در پرینترهای سه بعدی کاهش دهید.
محدوده دمای فیلامنت را در پرینترهای سه بعدی بررسی کنید و دمای هات اند را در پرینترهای سه بعدی روی کمترین مقدار مناسب برای مواد مورد استفادتان قرار دهید. این کار باعث چسبندگی کمتر لایه ها در پرینترهای سه بعدی می شود اما راحت تر می توانید ساختارهای ساپورت را در پرینترهای سه بعدی حذف کنید.
راه حل پیشنهادی: اکستروژن را دو برابر و مواد ساپورت را در پرینترهای سه بعدی حلال کنید.
راه حل گرانی است اما اگر مدلتان نیازمند ساپورت های پیچیده در پرینترهای سه بعدی است، تنها راهتان استفاده از پرینترهای دو اکسترودری است. استفاده از ساپورت هایی در پرینترهای سه بعدی با مواد محلول در آب مثل PVA راهی مناسب برای چاپ مدل های پیچیده بدون از بین بردن سطح آنان در پرینترهای سه بعدی می باشد.
از همه مهم تر می توانید در حفره هایی که قبلا حذف ساپورت در پرینترهای سه بعدی از آنان مشکل بود نیز اعمال ساپورت کنید که این به معنای توانایی ساخت مدل های پیچیده تر در پرینترهای سه بعدی است.
لیست بررسی مشکلات چاپ سه بعدی: ناهمواری قسمت های زیر ساپورت در پرینترهای سه بعدی
- اکستروژن را در پرینترهای سه بعدی دو برابر کنید.
- محل قرارگیری ساپورت ها را در پرینترهای سه بعدی بررسی کنید.
- قابلیت های پرینتر سه بعدی را بررسی کنید.
- الگوی ساپورت را در پرینترهای سه بعدی تنظیم کنید.
- چگالی ساپورت را در پرینترهای سه بعدی کاهش دهید.
- از حداقل دمای مناسب برای فیلامنت در پرینترهای سه بعدی استفاده کنید.