فهرست مطالب
فیلامنت یکی از مواد اولیه‌ی مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی است. این ماده پلیمری در میزان کیفیت قطعات پرینت شده بسیار تاثیرگذار است. فیلامنت‌ها در انواع مختلف تولید و به بازار عرضه می‌شوند. هرکدام از آنها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به خود می‌باشند. یکی از پر استفاده‌ترین فیلامینت‌ها نوع نایلون است که پلیمری ترکیبی از پلی آمید می‌باشد. فیلامنت نایلون نخستین بار در تاریخ 28 فوریه 1935 و توسط والاس کاروترز در مرکز پژوهش دوپونت اختراع گردید. نایلون ماده‌ای نیمه انعطاف‌پذیر است که در برابر ضربه و فشار مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. از این رو فیلامنت نایلون انتخاب بسیار مناسبی برای ساخت قطعات با استفاده از پرینتر سه بعدی است. فیلامنت nylon یا به اختصار PA در مقایسه با فیلامنت PLA و ABS از استحکام و دوام شیمیایی بیشتری برخوردار است. با این تفاسیر می‌توان از فیلامنت نایلون در ساخت قطعات مکانیکی مانند چرخ دنده‌ها، یاتاقان‌ها، لوازم خانگی و… استفاده کرد.
البته گفتنی است که فیلامنت نوع نایلون مانند ABS سرعت انقباض بسیار بالایی دارد. همین موضوع باعث تاب برداشتن قطعات نایلونی می‌شود. استفاده از فیلامنت nylon بسیار ساده است و قطعات تولید شده از کیفیت مناسب و سطحی صاف برخوردار هستند. فلاینت نایلون‌های با کیفیت، چسبندگی بسیار بالایی ایجاد می‌کنند و با استفاده از تکنیک کشیدن سرد به خوبی در نازل می‌چرخند و هیچگونه ضایعاتی برجا نمی‌گذارند. از این رو قطعات نهایی با جزئیات دقیق و بسیار ظریف تولید می‌شوند.
به لطف استحکام، انعطاف پذیری و دوام بسیار بالا از فیلامنت نایلون در صنایع مختلف و برای ساخت قطعات گوناگون استفاده می‌شود. به طور اختصار کاربرد فیلامنت nylon شامل موارد زیر است.
فیلامنت نایلون به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد علاوه بر این که فرایند چاپ را سهولت می‌بخشد موجب افزایش کیفیت قطعات تولیدی می‌شود. ساخت قطعات با دقت و ظرافت بالا برای آزمایشات بصری یا ساخت قطعه یدکی نایاب یا گران قیمت تنها نمونه‌ای از کاربرد فیلامنت نایلون هستند. قطعات چاپ شده با این فیلامنت از سطح بسیار صاف و با کیفیتی برخوردار هستند. همچنین در صورت استفاده از نموه‌های با کیفیت شاهد چسبندگی بسیار بالای لایه‌ها خواهید بود که موجب افزایش استحکام قطعات تولیدی می‌شود. از آنجا که فیلامنت نایلون قادر به ایجاد جزئیات به طور کاملا دقیق است محدودیتی برای استفاده در پرینترهای سه بعدی مختلف ندارد. از این رو در پرینترهای کوچک و یا بسیار پیچیده قابل استفاده است.
فیلامنت nylon تا حدودی انعطاف پذیر است و از میزان شکنندگی بسیار پایینی برخوردار است. با این وجود در صورتی که قطعات ساخته شده با تراک و پرشوندگی مناسب چاپ شوند در برابر ضربه و ساییدگی مقاومت بسیار مناسبی از خود نشان می‌دهند. از سوی دیگر در صورتی که ضخامت قطعات کاهش یابد انعطاف پذیری آنها نیز افزایش می‌یابد. همین خاصیت فیلامنت نایلون را برای ساخت طیف وسیعی از قطعات مناسب می‌کند.
همانند سایر ترموپلاستیک‌های پرینت سه بعدی، فیلامنت نایلون در انواع مختلف و با ویژگی‌ها و خواص گوناگون تولید و به بازار عرضه می‌شود. به همین دلیل باید نوع فیلامنت nylon را مناسب با فعالیت مورد نظر انتخاب کنید تا نتیجه‌ی نهایی رضایت بخش باشد. فیلامنت Nylon 6 با نام Nylon 6/6 نیز شناخته می‌شود. شرکت Taulman Nylon یکی از تولیدکنندگان این محصول است که فیلامنت Nylon 6 را در مدل‌های 618 و 645 با درجه کیفی بسیار بالا تولید می‌کند. فیلامنت Nylon 6 از استحکام و مقاومت بسیار بالایی برخوردار است، اما ثبات حرارتی و شیمیایی آن با فیلامنت Nylon 12 قابل مقایسه نیست.
فیلامنت Nylon 12 علاوه بر این که مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت از خود نشان می‌دهد و دچار تغییر شکل نمی‌شود، کمتر از فیلامنت Nylon 6 مستعد جذب آب و رطوبت است. میزان جذب آب فیلامنت Nylon 12 تقریبا نصف فیلامنت Nylon 6 است. با توجه به مقاومت بیشتر فیلامنت Nylon 12 در برابر جذب رطوبت قطعات ساخته شده استحکام بیشتری دارند. بنابراین استفاده از فیلامنت Nylon 12که کمتر مستعد جذب رطوبت است منطقی‌تر به نظر می‌رسد.
به طور کلی تمام فیلامنت نایلون‌ها مستعد جذب رطوبت یا Hygroscopic هستند و آب را سریعا به خود جذب می‌کنند. فیلامنت نایلون می‌تواند در کمتر از 24 ساعت به اندازه‌ی 10 درصد از چگالی خود آب جذب کند. از این رو باید در شرایط ویژه و به دور از رطوبت مانند بسته‌های وکیوم شده یا ظروف حاوی رطوبت گیر نگهداری شود. فیلامنت نایلونی که حاوی مقادیری رطوبت باشد از سطح نهایی ضعیف‌تری برخوردار خواهد بود. حتی در حین چاپ می‌تواند پرینتر سه بعدی را با مشکل مواجه کند.
در برخی مواقع قطعه چاپ شده دارای ظاهری لایه لایه است که به دو دلیل متفاوت بستگی دارد. دلیل اول وجود رطوبت در فیلامنت و علت بعدی کافی نبودن میزان حرارت در حین چاپ است. در صورت وجود رطوبت در فیلامنت فرایند چاپ همراه با سر و صدا خواهد بود. رطوبت موجود در فیلامنت با قرار گیری در معرض حرارت به بخار تبدیل شده و با فشار از اکسترودر خارج می‌شود. در چنین شرایطی باید عملیات چاپ را متوقف کرد و فیلامنت را کاملا خشک نمایید. این اتفاق علاوه بر این که در ساخت قطعه اختلال ایجاد می‌کند، موجب آسیب دیدن پرینتر سه بعدی نیز می‌شود. پس باید فیلامنت نایلون را پیش از استفاده کاملا خشک کنید.
حتی ممکن است فیلامنت نایلون پس از پرینت هم رطوبت را به خود جذب کند. این اتفاق باعث کاهش خواص متریال می‌شود. ناگفته نماند که خاصیت جذب رطوبت و آب نایلون مزیت نیز محسوب می‌شود. این ویژگی امکان رنگ آمیزی نایلون را ممکن می‌سازد. با قرار دادن فیلامنت نایلون در بسته بندی وکیوم و فاقد هوا و در مجاورت نمگیر دیگر نیازی به خشک کردن فیلامنت پیش از پرینت نمی‌باشد. با استفاده از سیلیکاژل یا هر نوع ماده رطوبت گیر دیگری می‌توانید رطوبت موجود در فیلامنت را خارج کنید.
برای این که کیفیت چاپ را افزایش دهید باید به موارد مختلفی توجه کنید. عدم توجه به برخی نکات موجب تاب خوردگی و دفرمگی قطعه ساخته شده می‌شود.
فیلامنت nylon 618 تولید شده توسط شرکت Taulman متریال رده صنعتی محسوب می‌شود. این محصول برای نمونه سازی و ساخت قطعات نهایی به دلیل دقت و استحکام بالا بسیار مناسب است. با ایجاد شرایط مساعد فیلامنت nylon 618 در مقایسه با سایر محصولات پیوستگی بسیار عالی میان لایه‌ها ایجاد می‌کند. فیلامنت nylon 618 هیچگونه گاز سمی تولید نمی‌کند. بخارات ناشی از عملیات چاپ تنها آب موجود در فیلامنت هستند که بر اثر حرارت تبخیر می‌شوند. مهم‌ترین مزیت این نوع فیلامنت را می‌توان در قابلیت ماشین کاری قطعات تولید شده دانست.
ویژگی‌های عمومی فیلامنت nylon 618
فیلامنت نایلون 645 نسخه‌ی اصلاح شده‌ی فیلامنت نایلون 618 است. این محصول تقریبا تمام ویژگی‌های nylon 618 را دارد. اما میزان استحکام و پیوستگی میان لایه‌های آن به مراتب بیشتر است. فیلامنت nylon 645 همانند سایر فیلامنت‌ها، ظاهری نیمه شفاف دارد اما در مقایسه با nylon 618 کمی مات‌تر است. نسخه ارزان‌تر فیلامنت nylon 645، فیلامنت Taulman Bridge nylon است که طیف وسیعی از کاربری‌ها را پوشش می‌دهد. از ویژگی‌های بارز این محصول می‌توان به استحکام عالی، چسبندگی بالا در لایه‌ی نخست، مقرون به صرفه بودن، جذب رطوبت کم، شفافیت و ضریب آبرفتگی یا shrinkage پایین و… اشاره کرد. گفتنی است که به تازگی شرکت Rigid Ink محصول جدیدی با عنوان فیلامنت Nylon Plus را به بازار عرضه کرده است. این نوع فیلامنت نایلون با شیشه تقویت شده که موجب افزایش استحکام آن در برابر سایش گردیده و همچنین ضریب اصطکاک را نیز کاهش داده است. برای استفاده از این نوع فیلامنت نایلون باید از نازل فولادی به جای برنجی استفاده شود.
