عوامل موثر در پرینت سه بعدی ضد آب

اگرچه قطعات تولید شده توسط پرینت سه بعدی دارای مزایای زیادی هستند ، اما اغلب ضد آب نیستند. بسیاری از مردم در مورد معنای “ضد آب” برداشت غلط دارند ، مفهوم ضد آب بودن با ضد نفود آب بودن تفاوت دارد.

ضد آب به این معنی است که آب بر روی قطعه تأثیر نمی گذارد ، در حالی که ضد نفوذ آب به این معنی است که آب نه می تواند وارد قطعه شود و نه از آن خارج شود.

اگر قصد داشته باشیم قطعه چاپ شده در معرض باران یا آب و هوای مرطوب قرار داشته باشید ، باید شرایط ضد آب بودن را برای قطعه فراهم کرد تا در برخورد با شرایط آب و هوایی بتواند کیفیت خود را حفظ کند و دچار تخریب نشود.

به عنوان مثال ، اگر یک قطعه اتومبیل را به روش پرینت سه بعدی تولید می کنید (مثلاً بخشی از سپر) ، نیازی به عایق کردن آن مقابل آب نیست ، اما باید اطمینان حاصل شود که در مقابل بارش باران تخریب یا تغییر شکل نمی یابد. اما اگر در حال چاپ بطری آب بودید ، برای نگهداری مایع باید شرایط عایق آب بودن را برای آن فراهم کنید.

در این مقاله ، به چگونگی ضد آب کردن قطعات چاپ شده سه بعدی خواهیم پرداخت.

در ادامه مطلب روش های مختلفی از جمله انتخاب مواد ، تنظیمات نرم افزار اسلایسر ، پردازش پس از چاپ قطعه را بررسی خواهیم کرد.

عوامل موثر در پرینت سه بعدی ضد آب

چگونه می توان پرینت سه بعدی ضد آب ایجاد کرد ؟

۱ – انتخاب مواد مناسب پرینت سه بعدی ضد آب

موادی مانند PLA ، ABS و PETG مواد ضدآب بسیار خوبی هستند.

برخی از مواد فیلامنت با آب واکنش می دهند و در برابر واکنشهای شیمیایی تغییر شکل داده و نسبت به بقیه مواد آسیب پذیر هستند که نمی تواند انتخاب مناسبی برای چاپ یک قطعه ضد آب باشد.

اگر ماده ای در برابر آب واکنش پذیر باشد ، به احتمال زیاد چاپ سه بعدی ساخته شده از آن در صورت تماس با آب یا قرارگیری در محیط مرطوب تغییر شکل می دهد. بنابراین ، انتخاب مواد باید اولین فاکتور باشد.

اگر برای ساخت نمونه خود چاپ سه بعدی FDM را انتخاب کرده اید ، به احتمال خیلی زیاد یکی از سه ماده اصلی را انتخاب کرده اید : PLA ، ABS و PETG.

ساخت قطعه ضد آب با PLA

PLA انتخاب خیلی مناسبی برای پرینت سه بعدی ضد آب نیست زیرا در مقابل حرارت حساسیت بالایی دارد و ممکن است در دمای بالا و تغییر شکل حاصل شده کیفیت قطعه از بین برود.

به دلیل سادگی پرینت سه بعدی با PLA ، این ماده میتواند انتخاب مناسبی برای چاپ قطعاتی باشد که در معرض حرارت قرار نمیگیرد.

ساخت قطعه ضد آب با ABS

ABS ماده ای عالی برای چاپ ضد آب است. البته ممکن است در دمای سرد دچار ترک خوردگی شود اما در دمای متوسط کیفیت ضد آب بودن خود را تا حد زیادی حفظ می کند.

ساخت قطعه ضد آب با PETG

PETG که از خانواده ماده ی PET که در بطری های آب استفاده می شود است ، ماده بسیار خوبی برای ساخت قطعات ضد آب است. PETG دارای مقاومت حرارتی بسیار خوبی است. این ماده بهترین شرایط لازم برای چاپ سه بعدی ضد آب را دارد و می تواند انتخاب مناسبی باشد.

اگر قصد دارید برای قطعه ای که با غذا یا نوشیدنی تماس پیدا می کند ، از قطعه چاپ شده سه بعدی استفاده کنید ، باید از یک ماده پلاستیکی ایمن مانند PP یا PETG استفاده کنید.

موادی مانند ABS یا ASA مواد مضری هستند و نمی توانند انتخاب درستی برای به کارگیری آن ها در تولید قطعاتی که در معرض مواد خوراکی هستند باشند.

مقاومت در برابر حرارت هیچ ارتباطی با ضد آب بودن قطعه ندارد ، اما بسته به کاربرد مورد نظر ، می تواند مرتبط باشد.

به عنوان مثال ، قطعات ایمن در ماشین ظرفشویی در معرض دمای شدید و آب زیادی قرار دارند ، بنابراین انتخاب مواد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اطمینان حاصل کنید که یک ماده مقاوم در برابر حرارت را انتخاب کنید که ضد آب نیز باشد (به عنوان مثال ABS یا PETG).

۲ – تنظیمات نرم افزار اسلایسر

نکته دیگری که باید به آن دقت کرد تنظیمات چاپ مدل است.

به عنوان مثال تنظیمات ارتفاع لایه می تواند قطعات را ضد آب کند. هر چه فاصله بین لایه ها کم تر باشد میزان نفوذ پذیری آب نیز کم تر می شود و قطعه تولید شده به شرایط ضد آب نزدیک تر خواهد بود.

به عنوان مثال در زمان استفاده از ارتفاع لایه ۱۰۰ میکرون شرایط مطلوب تری در مقابل نفوذپذیری فراهم می شود تا زمانی که برای چاپ از ارتفاع لایه ۲۰۰ میکرون استفاده می شود.

هر چه فاصله بین لایه ها کم تر باشد علاوه بر کیفیت مطلوب تر ، ساختار منسجم تری بین لایه ها به وجود می آید و احتمال نفوذ پذیری کم تر می شود.

البته باید به این نکته توجه کرد که کم کردن فاصله بین لایه ها زمان چاپ را افزایش می دهد چون برای ساخت قطعه از لایه های بیشتر با فاصله کم تر استفاده می شود.

توجه داشته باشید اگرچه تنظیمات نرم افزار اسلایسر نقش مهمی در ایجاد شرایط ضد آب بودن قطعه چاپ شده دارد ، اما ضد آب بودن برخی از مدل ها نسبت به بقیه سخت تر است. ضد آب بودن مدلهای پیچیده با جزئیات زیاد سخت تر است ، بنابراین حتماً مدل خود را تا حد ممکن ساده کنید.

به طور کلی اگر از روش چاپ سه بعدی برای تولید یک محصول استفاده می کنید سعی کنید طراحی آن را متناسب با روش تولید انجام دهید.

۳ – تنظیمات مقدار اکستروژن

اکسترود بیشتر در حین چاپ باعث می شود قطعات به شرایط ضد آب نزدیک تر شوند ، زیرا احتمال ایجاد هرگونه شکاف در چاپ کاهش می یابد. شما می توانید این کار را با افزایش ضریب اکستروژن ، که گاهی اوقات “سرعت جریان” نیز نامیده می شود ، در نرم افزار اسلایسر خود انجام دهید.

به عنوان مثال در نرم افزار simplify3D این کار به راحتی قابل انجام است.

همچنین برای بهتر چسبیدن لایه ها به هم می توانید دما را افزایش دهید. افزایش دما می تواند در افزایش اکستروژن ماده نیز موثر باشد.

انتخاب دمای مناسب برای پرینت سه بعدی امری بسیار مهم است که ما پیش تر به این موضوع پرداخته ایم برای انتخاب دمای مناسب

۴ – بالا بردن تعداد لایه های دیواره پوسته مدل

با بیشتر کردن لایه های بالا ، پایین و دیواره ای مدل مقدار نفوذپذیری داخل قطعه به حداقل می رسد.

با بیشتر کردن تعداد لایه های بیرونی مدل ، قطعه هم از لحاظ ساختار مقاومتی تقویت می شود هم میزان نفوذ پذیری داخل آن کاهش می یابد.

بالابردن میزان تراکم ماده یعنی Infill نیز در این امر موثر است.

۵- افزایش قطر نازل

استفاده از یک نازل با قطر بیشتر می تواند به ضد آب بودن قطعات کمک کند. نازل بزرگ تر خطوط اکسترود شده ضخیم تری به وجود می آید که فاصله کم تری با هم دارند و چسبندگی بیشتری به وجود می آید.

پرداخت قطعه پس از پرینت

پس از طی کردن پروسه پرینت و اماده شدن نمونه چاپ شده می توان از روش های پرداخت استفاده کرد تا هم کیفیت سطح را افزایش داد و هم نفوذ پذیری آب داخل قطعه را به حداقل رساند

پردازش پس از پرینت یکی از بهترین روش ها برای ضد آب ساختن قطعه چاپ شده سه بعدی است.

این مورد یکی عوامل موثر در پرینت سه بعدی ضد آب است که می تواند نقش مهمی در ساخت عایق آب برای قطعه داشته باشد.

هموار سازی و صیقلی کردن لایه ها می تواند نتایج بسیار خوبی در برابر ضد آب ایجاد کند. زیرا این لایه ها با هم مخلوط می شود ، شکاف های خط لایه  از بین میرود و یک اتصال محکم تر در اطراف مدل ایجاد می شود.

صاف کردن لایه های پرینت سه بعدی به چند روش مختلف قابل انجام است ، اما بهترین روش استفاده از حلال است. برخی از مواد در برخی مواد شیمیایی محلول هستند.

به عنوان مثال ABS در تماس با استون حل می شود.

در ادامه به چند ماده حلال رایج و معروف اشاره خواهیم کرد.

استون:

این ماده شاید محبوب ترین حلالی است که برای پردازش پس از پرینت استفاده می شود. صاف سازی لایه ها با استون می تواند برای فیلامنت های ABS ، ASA ، HIPS  PMMA و پلی کربنات موثر باشد.

اپوکسی:

روش دیگر برای عملیات پس از پردازش ، پوشش دهی قطعه چاپ با رزین اپوکسی است. اپوکسی به سرعت خطوط لایه را روی چاپهای سه بعدی صاف می کند و باعث می شود قطعات کمتر در معرض آب قرار بگیرند.

موم:

اگرچه کمتر معمول است ، موم انتخاب خوبی برای چاپ ضد آب است. مانند استون لایه ها را حل نمی کند ، بلکه باعث ایجاد پر شدن شکاف در بین لایه ها می شود.

در این مقاله سعی کردیم روش های موثر در پرینت سه بعدی ضد آب را مورد بررسی قرار دهیم