فیلامنت PLA پرینتر سه بعدی چیست؟
فیلامنت چیست ؟ فیلامنت Filament متریال یا مواد مصرفی پرینترهای سه بعدی FDM است که از رشته های پلیمری (پلاستیکی ) ساخته می شود را به آن فیلامنت یا Filament می گویندفیلامنت پرینت سه بعدی ماده اولیه ترموپلاستیک برای مدل سازی رسوب ذوب شده پرینتر های سه بعدی است فیلامنت پرینت سه بعدی با استفاده از فرآیند گرم کردن ،اکسترود کردن و خنک کردن پلاستیک برای تبدیل نوردها به محصول نهایی ایجاد می شود
انواع فیلامنت پرینت سه بعدی : فیلامنت PLA ،فیلامنت ABS، فیلامنت PETG، فیلامنت PA نایلون ،فیلامنت TPU انعطاف پذیر ،فیلامنت TPE انعطاف پذیر ،فیلامنت PVA ،فیلامنت PC پلی کربنات ،فیلامنت Hips، فیلامنت POM و ....
پلی لاکتیک اسید (PLA) پلاستیک در پرینت سه بعدی
پلاستیک PLA به عنوان فیلامنت در پرینت سه بعدی استفاده می شود. یک کاربر یک مدل سه بعدی را روی نرم افزار سه بعدی ایجاد می کند که سپس توسط نرم افزار رابط چاپگر سه بعدی به فرمت دیگری تبدیل می شود. این نرم افزار مدل را به بخش هایی تقسیم می کند و نحوه چاپ لایه ها را توسط چاپگر تعیین می کند. سپس رشته پلاستیکی PLA از طریق یک نازل گرم شده خارج می شود که پلاستیک را ذوب کرده و در یک لایه قرار می دهد. پلاستیک سرد و سخت می شود. یک لایه دیگر چاپ می شود و این روند تا زمانی که قطعه کامل شود تکرار می شود.
تاریخچه پلی لاکتیک اسید (PLA) پلاستیک
PLA در دهه 1920 توسط والاس کاروترز، که نایلون را نیز اختراع کرد، کشف شد. او در تلاش برای یافتن یک پلاستیک سازگار با محیط زیست برای DuPont کار می کرد. با این حال، استفاده تجاری از PLA بسیار پرهزینه بود. تا اینکه در سال 1989 دکتر پاتریک آر. گروبر به همراه همسرش سالی چگونگی ساخت PLA را از ذرت روی اجاق گاز خود در خانه کشف کردند که به کاهش هزینه های تولید PLA کمک کرد.
پرینت سه بعدی چیست؟
چاپ سه بعدی به عنوان تولید افزودنی نیز شناخته می شود. این فرآیند لایه به لایه مواد را اضافه می کند تا یک شی سه بعدی تشکیل شود. شما می توانید اشکال پیچیده و دقیق را با استفاده از مواد بسیار کمتر نسبت به سایر فرآیندهای تولید ایجاد کنید. به‌طور سنتی، قطعات با ماشین‌کاری CNC (تفریبی)، قالب‌گیری تزریقی (تشکیل‌دهنده) و فناوری‌های تولید ریخته‌گری ساخته می‌شوند. چاپ زیستی با پرینت سه بعدی متفاوت است. از چاپگرهای زیستی برای چاپ مایعات و مواد مبتنی بر ژل استفاده می کند که برای پیوند بافت و اندام استفاده می شود.
همه چیز در مورد فیلامنت PLA
فیلامنت PLA محبوب ترین و پرکاربردترین ماده پرینت سه بعدی برای پرینترهای سه بعدی FDM است زیرا پرینت با فیلامنت PLA در مقایسه با سایر متریالها آسان تر و پایدار تر و ایمن تر است PLA زیست تخریب پذیر است و انتشار سمی نمی کند و پایدار است PLA همچنین به عنوان اسید پلی لاکتیک یا پلی آستید شناخته می شود مزایای عمده اسید پلی لاکتیک نسبت به سایر پلاستیک ها و مواد عبارتند از: قابل تجزیه زیستی , چاپ سه بعدی DIY ، استفاده از فیلامنت اسید پلی لاکتیک در مقایسه با فیلامنت پلاستیکی ABS آسان و ایمن است .
PLA چگونه تولید می شود ؟
PLA از مواد اولیه تجدیدپذیر و طبیعی مانند ذرت به دست می آید نشاسته (گلوکز ) از گیاهان استخراج شده و با افزودن آنزیم ها به دکستروز تبدیل می شود این توسط میکرو ارگانیسم ها به اسید لاکتیک تخمیر می شود که به نوبه خود به پلی لاکتید تبدیل می شود پلیمریزاسیون زنجیره های مولکولی پیوندی طولانی ایجاد می کند که خصوصیات آن شبیه پلیمرهای پایه نفتی است PLA خالص از مواد اولیه تجدید پذیر تولید می شود و بر اساس مواد اولیه فسیلی نیست مانند مورد ABS این نکته بسیار مثبتی است که شما در نظر بگیرید که نفت خام ما یک منبع محدود است با این وجود یک سوال اخلاقی مطرح می شود ، آیا تولید پلاستیک از مواد غذایی قابل توجیه است ، با توجه به اینکه جمعیت جهان به رشد خود ادامه می دهند . و به غذای بیشتری نیاز است برای تهیه 1 کیلوگرم PLA متداول ترین پلاستیک قابل احتراق در بازار که به بازار عرضه می شود ، 2.65 کیلوگرم ذرت مورد نیاز است از آنجا که هر ساله 270 میلیون تن پلاستیک ساخته می شود ، جایگزینی پلاستیک معمولی با PLA مشتق شده از ذرت باعث می شود 715.5 میلیون تن از منابع غذایی جهان خارج شود ، در زمانی که گرم شدن کره زمین بهره وری مزارع گرمسیری را کاهش می دهد به عبارت دیگر اگر به پلاستیک های زیستی روی بیاوریم ، زمینه های تولید مواد غذایی باید با آنهایی که برای پلاستیک ها رقابت می کنند حتما بیشتر باشد .
تجزیه بیولوژیکی و قابل کود پذیری در مورد PLA به چه معناست ؟
اصطلاحات زیست تخریب پذیر و قابل کمپوست شدن و تفاوت آنها از اهمیت کلیدی برخوردار است و غالباً سو تفاهم نمی شود. جان پیتر ویلی توضیح می دهد بسیاری از مردم زیست تخریب پذیر را با قابل تجزیه اشتباه می گیرند. به طور کلی ، زیست تخریب پذیر به این معنی است که یک شی می تواند از نظر زیست شناختی تجزیه شود ، در حالی که کمپوست پذیر به طور معمول مشخص می کند که چنین فرآیندی منجر به کمپوست خواهد شد.
یک ماده زیست تخریب پذیر می تواند تحت شرایط خاص بی هوازی یا هوازی تجزیه شود. با این حال ، تقریباً هر ماده در طول زمان در طبیعت تجزیه می شود. بنابراین ،شرایط دقیق زیست محیطی برای تجزیه بیولوژیکی باید به صراحت تعریف شود. كمپوست كردن فرآیندی ساخته دست بشر است. طبق استاندارد اروپا EN13432 ، یک پلیمر یا بسته بندی قابل کود پذیری در نظر گرفته می شود ، اگر ظرف 6 ماه در یک کارخانه کمپوست صنعتی ، حداقل 90٪ آن توسط میکروارگانیسم ها به انتشار کربن تبدیل شود و مواد افزودنی حداکثر 1٪ وجود داشته باشد از جرم اولیه هستند و بی ضرر هستند. یا می توان گفت به طور خلاصه ،همه کمپوست ها همیشه تجزیه بیولوژیکی هستند ، اما همه تجزیه های زیستی کمپوست نیستند
آیا می توان فیلامنت PLA را به عنوان زیست تخریب پذیر توصیف کرد ؟
اصطلاح زیست تخریب پذیر اغلب هنگام تبلیغ مواد PLA به کار می رود، این پیشنهاد را می دهد که PLA درست مثل زباله های آشپزخانه می تواند در کمپوست خانگی یا در طبیعت پوسیده شود. به هر حال، این چنین نیست. PLA را می توان به عنوان زیست تخریب پذیر توصیف کرد ، اما در شرایط خاص کمپوست سازی صنعتی ،مناسب تر است که در این مورد بگوییم این یک پلیمر قابل تجزیه زیست است. شرایط کمپوست صنعتی ، به عنوان مثال دما و رطوبت کنترل شده در حضور میکروارگانیسم ها ، برای تخریب پذیری PLA ضروری است ، Florent Port توضیح می دهد.جان پیتر ویلی اضافه می کند ، PLA قابل کود پذیری است اما فقط در یک کارخانه کمپوست صنعتی است.
تحت این شرایط کمپوست صنعتی ، PLA می تواند از طریق بیولوژیکی طی چند روز ،تا چند ماه تخریب شود.دما باید بالای 55-70 درجه سانتیگراد باشد. نیکولاس همچنین تأیید می کند: PLA فقط در شرایط کمپوست صنعتی می تواند از نظر بیولوژیکی تخریب شود.
متأسفانه ، اصطلاح زیست تخریب پذیر که توسط تولیدکنندگان و توزیع کنندگان استفاده می شود ،در صورت عدم تعریف بیشتر ، می تواند برای مصرف کننده نهایی تا حدی گمراه کننده باشد. آژانس محیط زیست فدرال همچنین در گزارش خود یادآوری کرده است که در صورت دفع پلاستیک های بیشتر در محیط زیست به دلیل این تجزیه بیولوژیکی ابلاغ شده ، افزایش اثرات زیست محیطی از ریزپلاستیک ها رخ می دهد.
در طبیعت حداقل 80 سال طول می کشد تا PLA تجزیه شود ، این بدان معناست که در دریا و خشکی نه تنها به پلاستیک های معمولی مبتنی بر نفت بلکه به آلودگی محیط زیست از پلاستیک ها و بیش از همه ریزپلاستیک ها کمک می کند. به همین دلیل ، مانند سایر پلاستیک ها ، نباید PLA را به داخل طبیعت ، به کمپوسترهای خانگی یا به مواد زائد آلی ریخت. این ما را به این س leadsال سوق می دهد که به محض دور ریختن PLA چه اتفاقی می افتد.
آیا می توان PLA و سایر پلاستیک های زیستی را در همه گیاهان کمپوست تجزیه کرد ؟
جواب منفی است نظرسنجی انجام شده توسط کمک محیط زیست آلمان (DUH) ، با شمارش تقریباً 1000 کارخانه کمپوست سازی آلمان برای پسماندهای زیستی و زباله های سبز ، نشان داد که 95٪ از این گیاهان کمپوست نمی توانند پلاستیک های زیستی را مطابق با استاندارد انجام دهند. همچنین ، 80٪ از این گیاهان کمپوست ، که زباله های زیستی آلمان و زباله های سبز را کمپوست می کنند ، پلاستیک های زیستی را ماده ای مداخله گر می دانند. این نشان می دهد که اگرچه PLA می تواند از لحاظ تئوری از نظر بیولوژیکی تخریب شود ، اما در عمل زیرساخت های مربوطه برای تخریب بیولوژیکی PLA و سایر پلاستیک های زیستی وجود ندارد.
آیا می توان PLA را بازیافت کرد ؟
طبق گفته متخصصین ، PLA خود قابل بازیافت است. با این حال ،فلورنت پورت خاطرنشان می کند ، در حال حاضر هیچ جمع آوری رسمی از زباله های PLA از چاپ 3D وجود ندارد. درحقیقت ،کانالهای زائد پلاستیکی کنونی ، تمایز PLA از پلیمرهای دیگر مانند PET (بطری آب) را دشوار می کند و آلودگی این مواد به PLA در بازیافت تأثیر می گذارد. بنابراین از نظر فنی ، PLA قابل بازیافت است به شرط آنكه مجموعه منحصراً از PLA تشکیل شده باشد ، بدون اینكه آلودگی توسط پلاستیك های دیگر ایجاد شود.
در مورد انتشارات و بخارات حاصل از پرینت سه بعدی PLA چه باید بدانید ؟
بسیاری از مردم به اشتباه معتقدند که انتشاراتی که با چاپ PLA آزاد می شود کاملاً بی ضرر هستند زیرا هنگام چاپ ، PLA بوی نسبتاً شیرینی از خود ساطع می کند. در مقابل ، ABS با پایه نفتی بوی نامطبوع پلاستیکی منتشر می کند. Nicolas Roux ، مدیر عامل شرکت Zimple 3D ، متخصص انتشارات فیلامنتها است و ما در مورد این موضوع دقیقاً از او سوال کردیم. وی به ما گفت ، مطالعات علمی نشان داده است كه PLA مقدار قابل توجهی نانوذره منتشر می كند كه می تواند از سد مویرگی آلوئول عبور كرده و تمام بدن را از طریق خون آلوده كند. این سد یا غشا بخشی از ریه است که از طریق آن تبادل گاز انجام می شود ، یعنی جذب اکسیژن و آزاد شدن دی اکسید کربن.
این ذرات عمدتا لاکتید هستند ،اما بسیاری از ذرات سمی دیگر نیز می توانند آزاد شوند زیرا فیلامنتهای مورد استفاده به ندرت 100٪ PLA بوده و حاوی 40٪ مواد افزودنی هستند. به همین دلیل آزمایشاتی پیدا شده است که نشان می دهد PLA استایرن ، کلرومتیل و بسیاری دیگر از ترکیبات سرطان زا را که در صنایع شیمیایی شناخته شده است ، ساطع می کند. گزارش آژانس محیط زیست فدرال همچنین قرار گرفتن در معرض ذرات معلق ، ذرات نانو و VOC ها (ترکیبات آلی فرار) در چاپ سه بعدی PLA و پلاستیک های دیگر مانند ABS مبتنی بر اکستروژن را تأیید می کند ، که انتشار ABS بالاتر از PLA گزارش شده است.
انتشارات و بخارات حاصل از پرینت سه بعدی PLA چقدرخطر ناک است ؟
هنگام چاپ PLA ،نانوذرات می توانند به طور غیرقابل کنترل در هوا منحرف شده و بدن کاربر را آلوده کنند. بنابراین ، لازم است که با کاهش خطر از خود محافظت شود. نیکولاس روکس توصیه می کند هرگز در نزدیکی چاپگر سه بعدی که در حال کار است کار نکنید ، فضایی را که در آن چاپ شده تهویه کنید و در صورت لزوم از سیستم فیلتر استفاده کنید.
آیا برخی از فیلامنتها از نظر محیط زیست دوستانه تر از بقیه هستند چه گزینه هایی برای PLA وجود دارد ؟
فلورنت پورت توضیح می دهد ، فیلامنتهای آلی نسبت به منابع فسیلی سازگارتر با محیط زیست هستند. در این حالت ، مواد افزودنی بسیار مهم هستند. این تولیدکنندگانی مانند Francofil همچنین رشته های PLA تولید می کنند که مواد افزودنی آنها هیچ ماده شیمیایی ندارند. بسیاری از فیلامنتهای PLA آنها به محصولات جانبی (مواد زائد) مانند صدف ، گندم و قهوه اضافه می شود ، که آنها را 100٪ زیست سازگار می کند
نیکولاس روکس معتقد است که هیچ جایگزین پایدار واقعی برای فیلامنت PLA وجود ندارد ، متأسفانه ، من از فیلامنتهای سبز و ایمن که ذرات منتشر نمی کنند یا قادر به تخریب بیولوژیکی خود در زمین یا اقیانوس هستند ، نمی دانم. به نظر من ، ترجیح دادن فیلامنتهای دارای ورق های ایمنی سازگار از سوی تولیدکنندگان اروپایی یک نگرش مسئولانه هنگام انتخاب مواد است . جان پیتر همچنین فیلامنتهای اروپایی را توصیه می کند: PLA که از آسیا می آید ، بسیاری از تأمین کنندگان هستند که مشخص نمی کنند که درفیلامنتهای آنها چیست.
وی ادامه می دهد: پلاستیک های زیادی وجود دارد که از مواد اولیه طبیعی ساخته می شوند ، اما بندرت شما آنها را به عنوان فیلامنت مشاهده می کنید. ساخت یک فیلامنت از آنها احتمالاً دشوار است یا چاپ آنها بد است. با این حال ، شرکت هایی مانند Genecis تازه کار کانادایی وجود دارند که در حال کار بر روی تولید پلیمرهایی هستند که می توانند پس از حدود 12 ماه در محیط های طبیعی تخریب شوند. علاوه بر این ، برخی از تولید کنندگان ، مانند Nefilatek ، اکنون فیلامنتهای بازیافتی را ارائه می دهند.و هنوز پلاستیکی است ، اما قطعاً از مواد جدید پایدارتر است.
PLA از مواد اولیه تجدید پذیر تشکیل شده و در کارخانه های کمپوست صنعتی قابل تجزیه است. با این حال ، به دلیل کمبود زیرساخت ها ، کمپوست سازی PLA به صورت صنعتی یا بازیافت آن دشوار است. برخلاف نظر فعلی ، PLA همچنین موادی را برای سلامتی مضر می کند که مثلاً از ABS کمتر است. بنابراین مشکل واقعی رشته های PLA این است که خواص آنها گاهی به اشتباه منتقل می شوند و به وضوح تعریف نشده اند. در برخی موارد حتی ممکن است برخی از شستشوی سبز وجود داشته باشد.
به طور کلی ، می توان گفت که PLA به دلیل تولید از مواد اولیه تجدید پذیر و احتمال تجزیه بیولوژیکی ، تا حدی نسبت به پلاستیک حاصل از سوخت های فسیلی پایدارتر است. اما این پلاستیک است و باقی می ماند که طبیعت و دریاها را آلوده می کند و بنابراین برای بازیافت آن مانند سایر پلاستیک هایی که استفاده می کنید مهم است
ماده مصرفی پرینتر سه بعدی PLA
pla قابل ارتجاع یا نرمش پذیر بر اثر حرارت است و تخریب کمی برای محیط زیست دارد چون از منابع تجدیدپذیر مانند آرد ذرت، نیشکر، ریشه نشاسته مانیوک و یا حتی نشاسته سیب زمینی به دست می آید، این باعث می شود که فیلامنت Pla فیلامنتی سازگار با محیط زیست در مقایسه با سایر پلاستیک های پتروشیمی مانند abs یا pva باشد. به عنوان مثال در بخیه پزشکی و همچنین ایمپلنت جراحی استفاده می شود و دارای توانایی کاهش اسید لاکتیک بی آزار بدن است. مواد مصرفی پرینتر سه بعدی فیلامنت pla همچنین در بسته بندی مواد غذایی، کیف، کارد و چنگال یکبار مصرف، اثاثیه یا لوازم داخلی، پوشاک یکبار مصرف، محصولات بهداشتی و حتی پوشاک استفاده می شود. بنابراین فیلامنت pla را می توان یک پلاستیک امن در نظر گرفت. کسانی که مایل به چاپ فنجان آشامیدنی و یا هر مقصدی برای غذا و نوشیدن با مواد مصرفی پرینتر سه بعدی فیلامنت pla هستند باید مواظب رنگ رنگدانه های فیلامنت باشند چون ممکن است از مواد شیمیایی مضر استفاده شده باشد.
مواد مصرفی پرینتر سه بعدی فیلامنت pla سخت اما شکننده است. آستانه دمای آن پایین تر از abs است. به طور معمول فیلامنت pla در حدود دمای ۱۶۰ تا ۲۲۰ درجه سانتی گراد اکسترود می شود و printbed گرم اجباری نیست اما ممکن است (در درجه حرارت حدود ۵۰-۶۰ درجه سانتی گراد) به کیفیت چاپ کمک کند. مواد مصرفی پرینتر سه بعدی فیلامنت pla به آهستگی سرد می شود به همین دلیل کارشناسان توصیه می کنند یک فن به منظور سرعت بخشیدن به روند خنک شدن نصب شود. شاید بهترین توصیف برای بوی خفیفی هنگام پرینت pla منتشر می شود بوی ملایم ذرت شیرین، پنکیک یا شربت افرا باشد. مواد مصرفی پرینتر سه بعدی فیلامنت pla مانند abs هنگام پرینت دود ایجاد نمی کند و شما می توانید با خیال راحت در خانه تان از فیلامنت pla برای چاپ استفاده کنید.
مواد مصرفی پرینتر سه بعدی فیلامنت pla قابلیت سمباده خوردن دارد و با رنگ آکریلیک
نقاشی می شود اما برخی از افراد توصیه می کنند از پرایمر استفاده شود.
استفاده از چسب فیلامنت pla به آسانی استفاده از چسب abs نیست. به نظر می رسد برخی
از افراد بر گرفته از نتایجی که به دست آوردند از سیانو اکریلات ( چسب فوق
العاده ) استفاده می کنند اما این روش معایب خود مانند استفاده از عینک
ایمنی و دستکش، چسبندگی شدید به انگشتان و سایر اعضای بدن، سخت شدن بسیار
سریع و … را دارد. با توجه به سمیت پایین و دوستی زیست محیطی بهتر در
مقایسه با تمام پلاستیک های مبتنی بر نفت، فیلامنت pla به یک انتخاب بسیار محبوب در
جامعه چاپ ۳D تبدیل شده است. یکی از اشکالات اصلیفیلامنت PLA تحمل کم دما می
باشد. به عنوان مثال PLA استاندارد در دمای حدود ۵۰ درجه سانتی گراد نرم می
شود (می توان قطعه چاپ شده را با تفنگ هوای داغ دوباره گرم کرد). از سوی
دیگر این خاصیت فیلامنتPLA ممکن است به یک مزیت به منظور راحتی تعمیر، خم کردن یا
جوش قطعات چاپ شده تبدیل شود.
زمانی که شما برای اولین بار شروع به چاپ می خواهید بکنید، فیلامنت PLA یکی از ساده
ترین مواد مورد نظر است فیلامنت PLA در اغلب رنگ ها موجود است. قابل توجه ترین
رنگ های PLA، رنگ شفاف و درخشان در تاریکی (glow in the dark) است.فیلامنت Pla هم
مانند abs از هوا رطوبت جذب می کند.فیلامنت Pla بیشتر از abs در جایی که آب است در
معرض رطوبت قرار می گیرد و آن را شکننده می کند و گاهی اوقات مشکل در چاپ
ایجاد می کند.
فیلامنت PLA در حلالهای کلر دار مانند کلروفرم، دی کلرو اتان، دی کلرو متان و... حل می شود.
برای خرید آنلاین فیلامنت PLA لطفا کلیک نمایید
فیلامنت PLA در مدلسازی قطعات صنعتی - مجسمه و تندیس - لوگو -ظروف غذایی کاربرد دارد و ویژگی فیلامنت PLA خطا دهی کمتر حین پرینت بدون گاز مخرب -گیاهی - دوستدارمحیط زیست - دوام - استحکام مناسب انقباض کم است و میانگین دمای پرینت 190 درجه تا 220 درجه سلسیوس می باشد و دمای هیت بد 60 الی 80 درجه که معمولا نیاز نیست ولی اگر استفاده شود بهتر است.
