مقدمه
فیلامنت PLA یکی از رایج ترین مواد برای چاپ سه بعدی است و دلیل خوبی نیز دارد. آشنایی با انواع فیلامنت PLA اهمیت زیادی دارد. مسلماً PLA یکی از ساده‌ترین مواد برای چاپ است و برخی از ویژگی‌های عالی و کاملی مانند تجزیه‌پذیری زیستی، بدون بو و قیمت مناسبی را ارائه می‌دهد که چاپ با آن را به انتخابی فوق‌العاده تبدیل می‌کند.
با این حال گاهی اوقات فیلامنت PLA نمی‌تواند پاسخگوی نیازهای شما باشد. شاید به چیزی سبک‌تر یا قوی‌تر یا چیزی برای مقاومت در برابر دماهای بالاتر نیاز داشته باشید، جایی که ترکیب‌های خاص PLA ممکن است مفید باشند.
با این حال، مدیریت چاپ با این ترکیب‌های خاص می‌تواند کمی دشوارتر باشد. با توجه به افزودنی‌های موجود در PLA، ویژگی‌هایی مانند دمای نازل، دمای هیت بد و سرعت چاپ، در میان سایر موارد، ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند، بنابراین مهم است که توجه داشته باشید که همه فیلامنت‌های PLA، یکسان ساخته نمی‌شوند.
PLA+
از انواع فیلامنت PLA می‌توان به PLA+ اشاره کرد. PLA+ نسخه پیشرفته PLA است. در حالی که شباهت های زیادی با PLA استاندارد دارد، چند تفاوت جزئی از جمله کیفیت سطح، رنگ و خواص مکانیکی بهتر وجود دارد. اکثر فیلامنت‌هایPLA+ قوی‌تر، شکننده‌تر، بادوام‌تر و با چسبندگی بالاتر، معرفی می‌شوند.
Tough PLA اصطلاح دیگری است که توسط برخی سازندگان استفاده می شود. ویژگی های آن به طور کلی شبیه PLA + است و احتمالاً فقط یک رویکرد بازاریابی است. با این حال، برخی از PLA های سخت در دسترس هستند که خواص مکانیکی بهتری را نسبت به PLA+های معمولی ارائه می‌کنند.
متأسفانه، هیچ فرمول استانداردی برای تمایز بین PLA، PLA+، Pro PLA و هر آنچه دیگر تولیدکنندگان برندسازی فکر می‌کنند وجود ندارد. PLA تقویت‌شده معمولاً مخلوطی از پلاستیک‌ها، افزودنی‌ها یا رنگدانه‌های دیگر است که به بهبود نقاط ضعف PLA استاندارد مانند جذب رطوبت، شکنندگی و مقاومت در برابر دماهای بالاتر کمک می‌کند (البته نه خیلی زیاد). به طور کلی، چاپ PLA های پیشرفته به اندازه PETG یا ABS دشوار نیست، اما خواص مکانیکی یکسانی را نیز ارائه نمی دهند. از برندهای معروف فیلامنت PLA+ می‌توان به برندهای eSUN، Yousu، Creality، Porima و... اشاره کرد.
Lightweight
در معرفی انواع فیلامنت PLA می‌توان به Lightweight PLA اشاره کرد. PLA سبک یا LW-PLA طوری طراحی شده است که بتوانید قطعات PLA سبک وزن و کم چگالی را چاپ کنید. این به ویژه برای چاپ هواپیماهای بدون سرنشین، هواپیماهای RC، cosplay و سایر وسایل مفید است. قطعات سبک هستند اما استحکام خوبی را حفظ می کنند.
این فیلامنت از فناوری فوم فعال استفاده می کند که توسط دما فعال می شود. هنگامی که فیلامنت تا حدود 230 درجه سانتیگراد گرم می شود، شروع به کف کردن می کند و حجم خود را تا سه برابر افزایش می دهد، به این معنی که کاربران می توانند برای به دست آوردن قطعات سبک وزن، جریان را تا 65 درصد کاهش دهند. کاربران می توانند از ویژگی های گسترش برای کاهش زمان چاپ با ارتفاع لایه های بزرگ یا محیط های ضخیم اضافی استفاده کنند.
اگر می‌خواهید قطعات سبک وزنی را چاپ کنید که از نظر ابعادی دقیق هستند، ابتدا باید با نگاه کردن به برگه داده و چاپ مکعب‌های آزمایشی در متغیرهای ورودی مختلف، گسترش احتمالی مواد، یعنی دما، سرعت و سرعت جریان را تعیین کنید.
High-Temperature
در لیست انواع فیلامنت PLA، High-Temperature نقش مهمی را ایفا می‌کند. همانطور که از نام آن پیداست، PLA با دمای بالا می تواند در معرض دماهای بسیار بالاتری قرار گیرد. برخی از فیلامنت‌ها بسته به برند می توانند تا 150 درجه سانتیگراد افزایش دما پیدا کنند، در حالی که PLA خالص معمولاً در حدود 55 درجه سانتیگراد شروع به تغییر شکل می‌دهد. این به لطف افزودن مواد معدنی است که وقتی مواد پس از چاپ تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند، متبلور می شوند.
نتیجه قطعه ای است که در دماهای بسیار بالاتر حتی از نمونه هایی مانند ABS یا PET(که معمولاً در حدود 100 درجه سانتیگراد ساختار خود را از دست می دهند) استحکام و شکل خود را حفظ می کند.
Flexible
از انواع فیلامنت PLA می‌توان به نوع Felexible اشاره کرد. این نوع انعطاف‌پذیر، Soft PLA، یک اصطلاح عمومی است که برای ترکیب‌های PLA که برای انعطاف‌پذیری بیشتر ساخته شده‌اند به کار می‌رود. PLA نرم با مواد شیمیایی اضافی اصلاح می شود تا بیشتر شکنندگی طبیعی مواد پایه را از بین ببرد، به همین دلیل است که گاهی اوقات به آن "لاستیک سخت" نیز می گویند. مشابه TPU و سایر مواد منعطف، ارتعاشات و ضربه ها را جذب می کند و می تواند خم شدن و کشش را تحمل کند و پس از برداشتن فشار به شکل اولیه خود بازگردد.
در مقایسه با سایر مواد انعطاف پذیر، به دلیل استحکام و دوام خود شناخته شده است. چاپ آن مشابه PLA استاندارد است، با این تفاوت که باید از سرعت چاپ کندتر و دمای هیت بد بالاتر استفاده کنید. به طور معمول سختی Shore از 90 تا 92 آمپر متغیر است. بسته به انعطاف پذیری، ممکن است بخواهید یک سیستم درایو مستقیم را در نظر بگیرید، زیرا احتمال کویل شدن و گرفتگی آن کمتر است.
Carbon Fiber
در لیست انواع فیلامنت PLA، فیبر کربن نقش مهمی دارد. فیبر کربن PLA یک ماده کامپوزیتی است که سفت‌تر است و به دلیل الیاف کربن اضافه شده - معمولاً حدود 10 تا 20 درصد استحکام ساختاری بیشتری دارد. افزایش سفتی نیز به نوبه خود به معنای کاهش انعطاف پذیری است و فیبر کربن PLA را به یک ماده ایده آل برای قاب ها، تکیه گاه ها، پوسته ها و هر چیزی که نباید خم شود تبدیل می کند.
فیبر کربن PLA معمولاً همان خواص چاپی را با PLA "عادی" نشان می دهد. با این حال، با گذشت زمان، الیاف کربن، نازل را فرسوده خواهند کرد. توصیه می شود از یک نازل فولادی سخت شده با قطر حداقل 0.4 میلی متر استفاده کنید زیرا در غیر این صورت کربن خرد شده نازل های ضعیف تری مانند برنج را از بین می برد یا ممکن است منجر به مسدود شدن قطرهای کوچکتر شود. همچنین، در شکل فیلامنت خود نسبت به PLA استاندارد شکننده‌تر است، بنابراین برای جلوگیری از شکستن آن را با دقت مدیریت کنید.
Wood
از انواع فیلامنت PLA، فیلامنت چوب جلوه خاصی را ارائه می‌دهد. ترکیبات چوب PLA باعث می شود که چاپ های شما به نظر برسد که از چوب ساخته شده اند. با کمی سمباده زدن چاپ های خود، می توانید سطوح صاف و زیبا با الگوهای دانه های قابل مشاهده از الیاف چوب را به آنها بدهید.
Wood PLA از ترکیب اسید پلی لاکتیک و الیاف انواع مختلف چوب مانند بید، بامبو، چوب پنبه، سدر و غیره ساخته می شود. به طور معمول، فیلامنت‌های چوب بسته به نوع برند، حاوی حدود 70٪ PLA و 30٪ الیاف چوبی هستند. توجه به این نکته ضروری است که باید از نازل های 0.4 میلی متری یا بزرگتر استفاده کنید، زیرا در غیر این صورت، ذرات چوب ممکن است نازل را مسدود کنند.
Metal
در معرفی انواع فیلامنت PLA می‌توان به Metal اشاره کرد. Metal PLA شباهت زیادی با Wood PLA دارد. زیرا ترکیبی از پودر فلز و PLA است. اما این مانع از داشتن ظاهر و حس فلزی در نتایج نمی شود (البته بدون خواص مکانیکی آن). حتی وزن آن فلز مانند است، زیرا ترکیبات تمایل دارند چندین برابر چگالتر از PLA خالص باشند.
متداول‌ترین ترکیبات فیلامنت پرینترهای سه بعدی تا 50 درصد پودر فلز و 50 درصد PLA هستند و در مواد مختلفی از مس و برنز گرفته تا آهن و فولاد ضد زنگ تولید می‌شوند. چاپ های فلزی PLA می توانند بسیار زیبا باشند، مخصوصاً برای مجسمه ها، مدل ها، اسباب بازی ها و ژتون ها، زیرا این مواد برای پس پردازش، مانند سنباده زدن، پرداخت، هوازدگی یا کدر شدن مناسب هستند.
توجه به این نکته مهم است که اگر می خواهید فیلامنتی داشته باشید که فلز واقعی در آن وجود داشته باشد، باید به دنبال کلمه " composite" یا " metal fill" باشید. مراقب فیلامنت‌هایی باشید که در نام آنها فقط "فلز" وجود دارد، زیرا ممکن است به سادگی نشان دهنده یک رنگ یا درخشش فلزی باشد که صرفاً دارای رنگ فلزی هستند.
هنگام چاپ با Metal PLA، انتظار افزایش سایش نازل را داشته باشید. بنابراین، توصیه می‌شود نازل برنجی خود را به فولاد ضد زنگ یا آلیاژ سخت‌شده دیگری تغییر دهید، زیرا نازل‌های برنجی در اثر سایش فلز بسیار سریع‌تر فرسوده می‌شوند. همچنین، هر چه درصد فلز بیشتری را فیلامنت نگه دارد، شکننده تر می شود و ممکن است نیاز به اصلاح تنظیمات چاپ مانند دما، جمع شدن و ضخامت لایه داشته باشید.
Silk
در لیست انواع فیلامنت PLA، فیلامنت Silk جلوه زیبا و کیفیت سطح خوبی را ارائه می‌دهد. فیلامنت Silk PLA چاپ های چشمگیری ایجاد می کند که کمی شفاف به نظر می رسند و باعث می شود که ظاهر و احساسی شبیه به ابریشم داشته باشند. رنگ آمیزی آثار خود را با این فیلامنت فراموش کنید. ظاهر طبیعی آن به اندازه کافی خیره کننده است.
این PLA تقویت شده ظاهر براق خود را مدیون برخی افزودنی های الاستیک است. با این حال، بیشتر همان مزایا و معایب فیلامنت PLA معمولی را نشان می دهد. پرینت سه بعدی آن آسان است، اما الاستومرها گاهی اوقات می توانند باعث گرفتگی نازل شوند. به نظر می رسد که این فیلامنت‌ها با دمای چاپ کمی بالا در مقایسه با PLA معمولی بهترین عملکرد را دارند. چاپ بادوام تر و با شکنندگی کمتری دارند و الاستومرها می توانند به درستی ذوب شوند و ظاهری براق به آن بدهند.
Rainbow
یکی از فیلامنت‌های جذاب و محبوب PLA، فیلامنت Rainbow یا رنگین‌کمانی می‌باشد. این فیلامنت قطعات شما را جذاب‌تر و زیباتر می‌کند و برای چاپ نیاز به پرینتر چندرنگ ندارید.
فیلامنت‌های رنگین‌کمانی انواع مختلفی دارند، با تنوع رنگی فراوان، از جمله انواع خاصی مانند نئون، درخشان، ابریشم و حتی درخشش در تاریکی. علاوه بر این، می‌توانید فیلامنت‌هایی را پیدا کنید که رنگ‌ها را در فرکانس‌های مختلف تغییر می‌دهند تا بتوانید کنترل بیشتری بر ظاهر چاپ‌هایتان داشته باشید. از آنجایی که معمولاً هیچ افزودنی خارجی برای PLA وجود ندارد، می توان آن را با تنظیمات مشابه PLA معمولی چاپ کرد.
Glow in the dark
در لیست انواع فیلامنت PLA، فیلامنت درخشان یا شب‌رنگ را نباید فراموش کرد. فیلامنت PLA درخشان در تاریکی مانند هر فیلامنت استانداردی است اما با یک تفاوت کلیدی: پس از شارژ شدن با نور می درخشد. این اثر با افزودنی های فسفری مانند آلومینات استرانسیم (و گاهی سولفید روی و سولفید کلسیم) حاصل می شود که نور UV را جذب کرده و مجدداً به عنوان نور مرئی ساطع می کنند. به عبارت دیگر، آنها در تاریکی به طرز باشکوهی می درخشند. فیلامنت درخشان در رنگ‌های مختلفی از جمله آبی، قرمز، صورتی، زرد یا نارنجی وجود دارد. رنگ سبز محبوب ترین است، زیرا آن درخشش شبح وار کلاسیک را تکرار می کند.
به یاد داشته باشید که چاپ ها را قبل از اینکه در تاریکی بدرخشند، تحت نور UV شارژ کنید. برای بهترین نتیجه، چاپ با دیوارهای ضخیم و اینفیل کم را در نظر بگیرید. هرچه دیوارهای شما ضخیم تر باشد، درخشش قوی تر است. اما توجه داشته باشید، این ترکیبات با PLA استاندارد سایت های دیگر مقایسه می شوند، بنابراین نازل چاپگر سه بعدی خود را بررسی کنید.
Translucent
فیلامنت شفاف یا Translucent PLA در برابر نور قابل نفوذ است، و آن را برای اشیایی که می خواهید با LED روشن کنید، مانند اکشن فیگورها یا حتی آباژورها، به بهترین PLA تبدیل می‌کند. نکته ای که قابل توجه است این است که نباید از فیلامنت شفاف،انتظار شفافیت پنجره مانند را داشته باشید. متداول ترین رنگ موجود رنگ روشن است، اما بسیاری از انواع رنگ های دیگر نیز در دسترس هستند.
چاپ در PLA شفاف تفاوت قابل توجهی با چاپ با PLA معمولی ندارد. با این حال، اگر شفاف‌ترین چاپ را می‌خواهید، باید از دمای نازل بالاتر، ارتفاع لایه بزرگتر و اینفیل کمتر استفاده کنید. این کار اطمینان حاصل می کند که مواد شفاف به درستی ذوب شده، فاصله دارند و به اندازه کافی توخالی برای شفافیت بهتر، هستند.
فیلامنت چند رنگ
در آخر لیست معرفی انواع فیلامنت PLA می‌توان به فیلامنت‌های دو رنگ و سه رنگ اشاره کرد. منطقی است که فکر کنیم PLA دو رنگ و سه رنگ، فقط یک نسخه ساده از رنگین کمان PLA است، اما به این سادگی نیست! بر خلاف فیلامنت رنگین کمانی، فیلامنت دو رنگ و سه رنگ در فرآیندی به نام کواکستروژن ایجاد می شود، به این معنی که فیلامنت در هر نقطه چند رنگ است. این بدان معنی است که یک مدل چاپ شده بسته به زاویه ای که شما آن را مشاهده می کنید به رنگ های متفاوت ظاهر می شود که می تواند ظاهری مسحورکننده ایجاد کند. از این فیلامنت‌ها برای چاپ قطعات فانتزی و دکوری استفاده می‌شود و جلوه زیبایی را به قطعات چاپ شده می‌دهد.
جمع‌بندی و نتیجه گیری
یکی از کاربردی‌ترین و پرمصرف‌ترین فیلامنت‌های پرینتر سه بعدی، فیلامنت PLA می‌باشد. فیلامنت PLA انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربردی استفاده می‌شوند. در لیست انواع فیلامنت PLA می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- PLA+: استحکام و چسبندگی بالاتر نسبت به PLA
2- Lightweight: سبک و کم چگال
3- High-Temperature: حفظ خواص در دمای بالاتر نسبت به PLA
4- Flexible: انعطاف پذیری بیشتر نسبت به PLA
5- Carbon Fiber: سخت تر و مقاوم تر نسبت به PLA
6- Wood: ساختار و ظاهری شبیه به چوب
7- Metal: ساختار و ظاهری شبیه به فلز
8- Silk: ظاهر و احساسی شبیه به ابریشم
9- Rainbow: درخشش رنگین‌کمانی
10- Glow in the dark: شب رنگ یا درخشان در تاریکی
11- Translucent: ظاهری شفاف، مناسب برای کاربردی مثل آباژور
12- Multi_Color: مناسب برای قطعات فانتزی و دکوری
کاربران می‌توانند با توجه به نیاز خود نوع مناسب فیلامنت را انتخاب کرده و با آن چاپ کنند.