در این مقاله قصد داریم شما را با فیلامنت ABS در صنعت چاپ سه بعدی آشنا کنیم. ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) احتمالاً رایج‌ترین جنس پلاستیک مورد استفاده در چاپ سه بعدی است. به‌ویژه در قطعات پلاستیکی مرغوب و درجه یکی که باید در برابر نوسانات و تغییرات دمایی، از انعطاف‌پذیری قابل قبولی برخوردار باشند. فیلامنت ABS عمدتاً در چاپگرهای سه بعدی FDM (مدل‌سازی رسوب ذوب‌شده) استفاده می‌شود. ABS یک پلیمر‌ترموپلاستیک است که از سه مونومر آکریلونیتریل، بوتادین و استایرن تشکیل شده است. این ماده برای اولین بار در دهه ۱۹۴۰ ثبت و اختراع شد و به دلیل مزایا و ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارد، خیلی سریع توانست در صنعت چاپ به محبوبیت بالایی دست پیدا کند. امروزه ABS به دلیل انعطاف‌پذیری، قالب‌گیری و استحکام، علاوه بر چاپ سه بعدی، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شما می‌توانید فیلامنت ABS را در محصولات متنوعی مانند اسباب‌بازی‌های لگو، لوازم خانگی و سیستم‌های لوله‌کشی مشاهده کنید. در مقایسه با اکثر پلیمرهای ارزان قیمت، ABS کاملاً انعطاف‌پذیر است، در برابر دماهای بالا مقاومت می‌کند و به‌راحتی می‌توان آن را ماشین کاری کرد. در قلمرو پرینت سه بعدی، به این دلیل که فیلامنت ABS سریع چاپ می‌شود و از بسیاری از گزینه‌های دیگر دوام بیشتری دارد، از ارزش بالایی برخوردار است. ما در این مقاله فیلامنت پرینت سه بعدی ABS را تعریف می‌کنیم، ترکیب و خواص آن را بررسی کرده و آن را با سایر فیلامنت‌های چاپ سه بعدی مقایسه خواهیم کرد. برای کسب اطلاعات به‌روز، کامل و مفید در مورد فیلامنت ABS پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مطلب ما را همراهی کنید.
فهرست مطالب
ABS یک گونه و جنس خاص از فیلامنت‌های پلیمری است که چاپگرهای FDM و FFF می‌توانند از آن استفاده کنند، چرا که در دمای مناسب، تقریباً به هر شکلی قالب‌گیری می‌شود. فیلامنت ABS در صنعت چاپ و تحت پردازش‌هایی که ماشین‌های چاپ برای رسیدن به شکل موردنظر بر روی مواد انجام می‌دهند، به‌طور یکنواخت جامد می‌شود و بدون نیاز به هیچ‌گونه پردازش اضافی پس از آن، خشک می‌شود. افرادی بسیاری در که در صنایع وابسته به چاپ سه بعدی فعالیت می‌کنند، این ماده را به دلیل مقاومت و انعطاف‌پذیری نسبتاً بالایی که در دمای بالا دارد، برای حرفه و تولید محصول نهایی خود انتخاب می‌کنند.
ABS یک کوپلیمر است که از سه مونومر تشکیل شده است. این ماده در واقع از پلیمریزاسیون اکریلونیتریل و استایرن در حضور بوتادین ساخته می‌شود. اکریلونیتریل استحکام، مقاومت شیمیایی و استحکام لازم و کافی برای پردازش‌های ماشین‌های چاپ را به فیلامنت ABS می‌بخشد. استایرن بافتی صاف و براق ایجاد می‌کند و بوتادین جزء لاستیکی ماجرا است که از ABS، یک ماده مستحکم می‌سازد.
فیلامنت ABS یک فیلامنت متداول و همه منظوره برای چاپ است. به‌عنوان برخی از خواص مهم و قابل ذکر فیلامنت ABS، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
به‌عنوان محدودیت‌های پرینت سه بعدی با ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
اما نقاط قوتی که از فیلامنت ABS یک جنس عالی و مناسب برای صنعت چاپ سه بعدی می‌سازد، عبارت‌اند از:
ABS به دلیل مقاومت در برابر ضربه و دمای بالا در پرینت سه بعدی استفاده می‌شود. این فیلامنت پرینتر سه بعدی، تنوع رنگی و طرحی بسیار بالایی دارد و امکان پرداخت صاف و براق را فراهم می‌کند.
چاپ با ABS اگر به‌خوبی مدیریت نشود ممکن است دشوار باشد. در ادامه شما را با نکات و دستورالعمل‌هایی آشنا می‌کنیم که به شما در چاپ سه بعدی با فیلامنت ABS کمک زیادی می‌کند. رعایت کردن موارد زیر، منجر به بهبود نتیجه نهایی کار خواهد شد:
اکثر کارشناسان سرعت چاپ بین ۳۰ تا ۶۰ میلی‌متر بر ثانیه را برای بدنه قطعه توصیه می‌کنند. هدف این است که سرعت را در مقابل نیاز مواد به خنک شدن مناسب، متعادل کنید. چاپ خیلی سریع ممکن است منجر به تاب برداشتن قطعات شود.
دمای ذوب فیلامنت ABS معمولاً بین ۲۱۰ تا ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد است. توصیه می‌شود برگه اطلاعات سازنده را برای دمای ذوب خاص فیلامنت خریداری‌شده بررسی کنید. همان‌طور که اشاره شد، در حین پرینت ABS به تخت گرمکن نیاز است. گرما از سرد شدن خیلی سریع و تاب برداشتن یا جدا شدن قطعه از تخت جلوگیری می‌کند.
با اینکه فیلامنت ABS از انعطاف‌پذیری بالا و قابل قبولی برخوردار است، بهتر است دیواره‌های نازک‌تر از ۱.۵ میلی‌متر را چاپ نکنید. دیواره‌های نازک مقدار مواد اولیه مورد نیاز قطعه شما را محدود کرده و فرآیند چاپ را سرعت می‌بخشد. چگالی دیواره مناسب برای پرینت سه بعدی ABS چیست؟ این نیاز بر اساس کاربرد قطعه است. برای قطعات چاپ‌شده با ABS، این تراکم مورد توصیه در حدود ۲۰ الی ۵۰ درصد است.
سؤال مهمی که در ذهن بسیاری از افراد در مورد فیلامنت ABS نقش می‌بندد این است که آیا این ماده زیست‌تخریب‌پذیر بوده و قابلیت بازیافت شدن را دارد یا خیر. در پاسخ باید گفت که خیر، ABS یک پلاستیک غیرقابل تجزیه زیستی است، بوی تندی دارد و در هنگام ذوب مواد شیمیایی سمی از خود ساطع می‌کند. این ماده اما در عین حال قابل بازیافت است. ABS بازیافتی اغلب به شکل ورق، سینی، جعبه، قطعات خودرو و لوله‌هایی از جنس ABS ساخته شده و مجدد وارد بازار و چرخه مصرف می‌شود.
PLA یا پلی لاکتیک اسید، یک ترموپلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر است که با پردازش مواد طبیعی مانند نیشکر و نشاسته ذرت تولید می‌شود. اگرچه ممکن است مواد ساخته شده از PLA در درازمدت به دامان طبیعت برگردند؛ اما با سهولت چاپی که دارد، در تولید بسیاری از محصولات و قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در حالی که ABS به یک چاپگر سه بعدی مجهز به یک تخت گرم با قابلیت رسیدن به دمای حداقل ۹۵ درجه سانتی‌گراد نیاز دارد؛ اما این ماده حتی بر روی سطوحی که به‌خوبی گرم نشده‌اند نیز کاملاً قابل چاپ است. اکثر فیلامنت‌های PLA به دمای حداقلی ۱۷۵ درجه سانتی‌گرادی نیاز دارند؛ اما ABS برای جریان ثابت فیلامنت و چسبندگی بین لایه‌ای قوی، به حداقل ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد، دما نیاز دارد.
نیاز به دمای چاپ پایین یکی از ویژگی‌های برتر PLA در مقایسه با ABS است که امکان چاپ قطعات بزرگ بدون تاب برداشتن و لایه‌برداری را آسان می‌کند. این برتری به دلیل مقاومت ذاتی این ماده در برابر جریان هوا و نوسانات دما بوده و حتی امکان چاپ بدون محفظه را هم فراهم می‌کند. چاپ قطعات بزرگ ABS حتی در چاپگرهای بسته خطر تاب برداشتن و لایه‌برداری را دارد، مگر اینکه دمای محفظه همواره بالاتر از ۶۰ درجه سانتی‌گراد باقی بماند.
سهولت استفاده PLA بیشتر به توانایی این ماده در رسیدن به برآمدگی‌های بسیار تندتر و تیزتر است. این امر حتی ارزان‌ترین چاپگرهای سه بعدی را قادر می‌سازد تا مدل‌های چالش‌برانگیز و اشکال فضایی ناهمگون سه بعدی را بدون کمترین تغییر شکل، چاپ کنند.
دمای پایین نازل همچنین به PLA اجازه می‌دهد تا به‌راحتی پل شود، در نتیجه حتی به افراد مبتدی اجازه می‌دهد تا مدل‌های سه بعدی پیچیده را با سهولت نسبی چاپ کنند. کار کردن با PLA بسیار راحت‌تر و آسان‌تر از کار کردن با فیلامنت ABS است، موردی که امکان آموزش را برای افراد مبتدی فراهم می‌کند.
در حالت کلی، ABS همان‌طور که اشاره شد، یک ترموپلاستیک زیست تخریب ناپذیر است و برای چاپ قطعات مصرفی نهایی، پوشش‌ها و نمونه‌های اولیه کاربردی استفاده می‌شود. PLA (اسید پلی لاکتیک) از سوی دیگر، از مواد زیست‌تخریب‌پذیر مانند نشاسته ذرت ساخته شده است و برای چاپ پروژه‌های سریع مانند مدل‌های ویترین و نمونه‌های اولیه استفاده می‌شود. ABS در دمای بالا بسیار سفت‌تر و انعطاف‌پذیرتر است و به‌راحتی PLA نمی‌شکند. برای اطلاعات بیشتر، راهنمای ما در مورد چاپ سه بعدی PLA در مقابل ABS را ببینید.
PLA+ یک نسخه پیشرفته از فیلامنت‌های PLA است. ترکیب مواد سازنده اساسی PLA+ مشابه با PLA است، با این تفاوت که برای رسیدن به جنس PLA+، باید مواد افزودنی اضافی به فیلامنت PLA اضافه شود. PLA+ از مواد زیست‌تخریب‌پذیر ساخته شده است، در حالی که ABS غیرقابل تجزیه است. PLA+ دارای محدوده دمایی چاپ باریک‌تر (۲۰۰ الی ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد) در مقایسه با ABS (۲۱۰ الی ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد) است. PLA+ همچنین کیفیت چاپ بالاتری نسبت به ABS دارد.
PETG (پلی‌اتیلن ترفتالات گلیکول) از PET به دست می‌آید. گلیکول برای اصلاح خواص شیمیایی این ماده و رسیدن به استحکام و دوام بهتر اضافه می‌شود. ABS تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد گرما را تحمل می‌کند و در صورت قرار گرفتن در معرض اشعه UV برای مدت طولانی آسیب می‌بیند. مقاومت حرارتی PETG در حدود ۸۰ درجه سانتی‌گراد است؛ اما به دلیل مقاومت بالا در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید، برای کاربردهای فضای باز مناسب‌تر است.
با مشکلات و محدودیت‌هایی که فیلامنت ABS برای صنعت چاپ سه بعدی به‌وجود می‌آورد، در بیشتر موارد استفاده از ABS برای پرینت سه بعدی راحت نیست، زیرا جایگزین‌های دیگری وجود دارند که برای چاپ، کارآمدتر و آسان‌تر هستند.
با تمام محدودیت‌هایی که برای استفاده از فیلامنت ABS ذکر شد، یک مورد خاص وجود دارد که چاپ با ABS بهترین گزینه است: زمانی که قرار است بعد از آن از استون برای پولیش نهایی یا چسباندن قطعات اضافی استفاده کنید. استفاده از حلال استون بر روی فیلامنت ABS بسیار ایمن و راحت است. به همین دلیل است که از استون برای صاف کردن ABS استفاده می‌شود.
در این مقاله سعی کردیم شما را کم و کیف کار با فیلامنت ABS در صنعت‌های وابسته به چاپ سه بعدی آشنا کنیم. مزایایی مانند خواص مکانیکی عالی، مقاومت دمایی بهتر و پردازش آسان‌تر، از ABS ماده‌ای قوی و بادوام ساخته است. این ماده همچنین در برابر حرارت و مواد شیمیایی مقاوم است. همچنین در مقایسه با سایر مواد پرینت سه بعدی می‌تواند استرس، گرما و فشار بیشتری را تحمل کند.
به همین دلیل، ABS یک انتخاب عالی برای پرینت‌های سه بعدی است که باید در برابر ساییدگی و پاره شدن مقاوم باشند. اگر محصول نهایی قرار است در محیط باز و در برابر اشاعه خورشید استفاده شود یا اگر به بوی بد و نسبتاً سمی ABS در حین چاپ حساسیت دارید، بهتر است از این ماده استفاده نکنید.
برای آشنایی بیشتر با فیلامنت ABS پیشنهاد می کنیم ویدئوی زیر را مشاهده نمایید.
