در مقاله “راهنمای کامل چاپ با فیلامنت ABS” به چه موضوعاتی پرداخته شده است :

چرا از فیلامنت ABS استفاده کنیم؟
چرا از فیلامنت ABS استفاده نکنیم؟
جمع بندی
راه کارهای عملی چاپ با فیلامنت ABS
پولیش فیلامنت ABS
مقایسه وزن فیلامنت ABS
کاربردهای مهم فیلامنت ABS
درباره فیلامنت ABS ایکستروژن

در مقاله “راهنمای کامل چاپ با فیلامنت ABS” می خواهیم یک راست بریم سراغ نکات کلیدی و راه حل های اساسی برای رسیدن به یک پرینت سه بعدی مناسب با فیلامنت ABS. بنابراین خیلی وارد مقدمه های علمی و تخصصی نمی شویم. فقط همینقدر بدونیم که فیلامنت ABS در حقیقت مخفف Acrylonitrile Butadiene Styrene ، هستش و شاید یکی از پرکاربردترین مواد پلاستیکی در دنیا باشد .

یکی از دلایل کاربرد گسترده این ماده استحکام بالا و رفتار مکانیکی ایده آل آن می باشد. همچنین قیمت مناسب این ماده، دلیل دیگری در کاربردی بودن آن می باشد. شاید همه ما با آجرهای اسباب بازی لگو خاطره داشته باشیم. جالبه که بدونیم LEGO از متریال ABS برای تولید این آجرها استفاده می‌کند .

چرا از فیلامنت ABS استفاده کنیم؟

متریال ABS تافنس (Toughness) یا چقرمگی بسیار بالایی دارد. رفتار نرم دارد و استحکام خیلی مناسبی دارد. همچنین از نظر حرارتی هم دمای ترنزیشن یا دمای انتقال شیشه ای (Glass Transition Temperature) به نسبت بالایی دارد که خیلی نقطه مثبت بزرگی محسوب می‌شود . دمای انتقال شیشه ای به دمایی گفته میشود که ماده شروع به نرم شدن می‌کند و پایداری هندسی خودش را از دست میدهد .

مجموعه چند دلیل بالا دلایلی هستند که از فیلامنت ABS در چاپ سه بعدی نیز به صورت گسترده استفاده شود. لیکن در کنار موارد بالا، قیمت بسیار مناسب نیز مزید بر علت شده و کاربران هر روز بیشتر به سمت این متریال گرایش پیدا میکنند .

چرا از ABS استفاده نکنیم؟

اما چرا با وجود خواص مکانیکی عالی و قیمت بسیار مناسب، در حوزه چاپ سه بعدی هنوز فیلامنت ABS ، پرکاربردترین فیلامنت نیست؟ در پاسخ به برخی ویژگی های فیلامنت ABS توجه می کنیم که اصلا برای چاپ سه بعدی مناسب نیستند. شاید مهمترین مشکل استفاده از متریال ABS تمایل شدید این متریال به شرینکیج یا انقباض باشد. در حقیقت ماده ABS، به تغییرات دمایی به شدت حساس است .

در فرایند پرینت سه بعدی چون مواد با دمای بسیار بالا (بالای 200 درجه دمای حقیقی مواد) بر روی میز به آرامی با محیط اتاق هم دما می‌شوند، تمایل شدیدی به انقباض دارند. از طرفی چون فرایند پرینت لایه لایه است، این لایه ها به هنگام جمع شدن به لایه های دیگر، تنش وارد می‌کنند. به طوری که لایه های بالاتر، لایه های زیرین را به سمت بالا کشیده و صفحات مسطح شکل قایق پیدا می کنند. به این پدیده Warping گفته میشود .

جمع بندی موارد بالا

جدول جمع بندی راهنمای کامل چاپ با فیلامنت ABS

راهکارهای عملی چاپ با فیلامنت ABS :

راه حل های زیر برای کنترل مشکلات معمول در چاپ سه بعدی فیلامنت ABS توصیه می‌شوند .

1 . کنترل Warping :

همانطور که پیشتر نیز گفته شد، قایقی شدن سطح پرینت یا Warping، یکی از مشکلات معمول در چاپ سه بعدی فیلامنت ABS می‌باشد . تمایل شدید ABS به جمع شدن یا انقباض در اثر اختلاف دما، در لایه اول پرینت سبب ایجاد تنش بین لایه ای و بلند شدن سطح پرینت از میز گرم می‌شود. با گرم کردن میز گرم تا دماهای بالا (80 الی 110 درجه سلسیوس) این مشکل به حداقل می‌رسد .

همچنین اگر دمای لایه های اول چند درجه بالاتر باشد، معمولا به حذف اثر warping کمک میکند. برای قطعات بزرگتر، داشتن محفظه گرم حتما توصیه می‌شود. محفظه گرم علاوه بر کاهش اختلاف دما در لایه های مختلف پرینت، از برخورد جریان هوا با قطعه در حال پرینت که منجر به ایجاد اختلاف دمای بالاتر می‌شود جلوگیری به عمل می‌آورد .

استفاده از چسب های مخصوص برای نگه داشتن قطعه بر روی میز، یکی از راه حل های دیگر برای مقابله با Warping است. یکی از بهترین گزینه ها برای چسباندن قطعه به میز کار، چسب های ماتیکی هستند که در زمره لوازم تحریر به شمار می‌روند .

دقت کنید که حتما چسب را بلافاصله قبل از شروع فرایند پرینت روی سطح بزنید. در حقیقت بسیاری از چسب ها بعد از مدتی خشک شده و خاصیت چسبندگی خود را تا حد زیادی از دست می‌دهند. لذا بسیار مهم است که چسب بلافاصله قبل از پرینت لایه اول روی میز قرار داده شود .

نکته:

به جای چسب های ماتیکی آماده که در بازار هستند، می توان از محلول چسب ABS هم استفاده کرد.این محلول از طریق حل کردن ای بی اس در استون ساخته می‌شود . با اضافه کردن یک لایه نازک از این چسب بر روی میز، چسبندگی قطعه به میز خیلی بیشتر خواهد شد .

استفاده از Brim و یا Raft هم باعث چسبندگی بهتر لایه اول به میز و جلوگیری از Warping می شود. اما بسیار مهم است که تنظیمات Brim و Raft به گونه ای باشد که قطعه به راحتی بعد از پرینت جدا شود. گاهی تنظیمات اشتباه به خصوص در تعریف تنظیمات Raft سبب چسبیدن قطعه به Raft می شود و پرینت را خراب می کند.

2 . کنترل ترک در قطعه :

برای کاهش ترک خوردن لایه های مختلف پرینت، به صورت کلی موارد زیر توصیه می شود .

3 . بوی نامطبوع فیلامنت ABS در زمان چاپ :

به دلیل متصاعد شدن بخارات استایرنی که علاوه بر سمی بودن بوی نامطبوع نیز دارد، پرینت با فیلامنت ABS الزاما باید در محیط غیر بسته با تهویه مناسب صورت بگیرد .

پرداخت شیمیایی سطح قطعه :

یکی از دلایلی که چاپ سه بعدی با متریال ABS را بیشتر توجیه می کند، قابلیت پولیش شیمیایی این ماده است. حلال ABS ماده شیمیایی استون است. برای پرداخت شمیایی سطح قطعه به صورت کلی دو روش وجود دارد.

استفاده از بخار استون :

با قرار دادن قطعه در مجاورت بخار استون در یک محفظه بسته، می توان قطعه مورد نظر را به صورت شیمیایی پرداخت نمود. در این روش قطعه مورد نظر باید حدودا 3 الی 10 دقیقه بسته به میزان پولیش مورد نیاز در محفظه بماند. معمولا از یک روش گرمایش برای گرم کردن استون و تسریع فرایند تبخیر استون استفاده می شود.

توجه : استون یک ماده شیمیایی بسیار خطرناک است. به هنگام استفاده حتما از ماسک و دستکش استفاده شود. همچنین این ماده به شدت قابل اشتعال و خطرناک است و تماس مستقیم با شعله نباید داشته باشد. همچنین توجه شود که دمای جوش استون حدود 60 درجه است و لذا گرم کردن بیشتر آن خطرناک است.

نمونه قطعه پرینت شده با فیلامنت ABS در دو وضعیت خام (تصویر سمت راست) و پولیش شده (تصوری سمت چپ)

استفاده از روش غرق آبی :

روش غرق آبی خیلی روش ساده تری نسبت به روش پولیش با بخار استون است. در این روش کل قطعه داخل استون مایع قرارداده شده و بلافاصله خارج می شود .

متریال HIPS :

بد نیست همینجا در خصوص متریال HIPS هم به اختصار توضیح دهیم. ماده HIPS، یک ماده مکمل برای ABS می باشد. از این نظر که در زمانی که بخواهیم با استفاده از یک پرینتر دونازله، ساپورت ها را با یک ماده و خود قطعه اصلی را با ABS بزنیم، ماده مورد نظر ایده آل برای ساخت ساپورت ها ماده HIPS خواهد بود. ماده HIPS به دلیل تشابه دمایی در اکستروژن با ماده ABS و همچنین خاصیت حل شوندگی در حلالی به نام d-limonene یک ماده ایده آل برای ساپورت گذاری در پرینت ABS می باشد. اگرچه خود HIPS نیز می تواند یک ماده مناسب برای تولید با پرینتر سه بعدی در نظر گرفته شود که به دلیل وزن کم و مقاومت به خوردگی بالا مناسب می باشد .

وزن مخصوص ABS :

وزن مخصوص فیلامنت ABS ، به طور کلی کمتر از فیلامنت PLA می باشد . این مسئله سبب می شود که در طول برابر، فیلامنت ABS قدری سبک تر باشد. بنابراین برای بستن یک کیلوگرم ای بی اس بر روی یک حلقه یا اسپول در شرایط کلی باید اسپول یا حلقه بزرگتری داشته باشیم تا بتوانیم طول بیشتری از فیلامنت را بر روی آن جای دهیم.

برخی کاربردهای مهم فیلامنت ABS :

ساخت قطعات کاربردی نظیر محفظه و قاب های الکترونیکی و …
اسباب بازی یا اکشن فیگور
قطعات خودرو
قطعات روباتیک و کنترل
بیس قالب (شمع، صابون و …)
قطعات مقاوم به حرارت تا 90 درجه

درباره فیلامنت ABS ایکستروژن :

فیلامنت های ABS برند ایکستروژن از بهترین گرانول های ای بی اس تولید داخل ساخته و تولید می شوند. دقت ابعادی این فیلامنت ها در قطر میلیمتر می باشد و با فناوری چینش منظم یا Neat winding، بر روی قرقره چیده می شوند. ایکستروژن تولید فیلامنت های ABS را در رنگ های مختلف در دستور کار دارد و کاهش حساسیت این ماده به تغییرات دمایی را در فرمولاسیون خاص خود لحاظ کرده است.

اگر علاوه بر مقاله “راهنمای کامل چاپ با فیلامنت ABS” نیاز به توضیحات بیشتری راجب فیلامنت ABS داشتید اینجا کلیک کنید .