PLA انعطاف پذیر چیست و چگونه با TPU مقایسه میشود؟

PLA منعطف چیست

و چگونه با TPU مقایسه میشود؟

PLA منعطف ممکن است مانند یک تناقض به نظر برسد، اما واقعی است و قابل چاپ است.

همه چیز درباره آن، نحوه چاپ آن، و مقایسه آن با TPU را بخوانید!

Soft PLA (PLA منعطف) یک نوع خاص از PLA با ویژگی های لاستیک است. همچنین به نام flex PLA یا PLA انعطاف پذیر شناخته می شود، این فیلامنت با افزودنی های اضافی تیمار میشود که بسیاری از شکنندگی طبیعی PLA معمولی را از بین می برد. نتیجه یک ماده الاستیک مناسب برای چاپ قطعات انعطاف پذیر، مانند قاب های تلفن، کفی ها و بندهای ساعت مچی است.

این فیلامنت اغلب با TPU، یک نوع محبوب از فیلامنت انعطاف پذیر، مقایسه می شود. اگرچه هر دو فیلامنت می توانند خم شدن و کشیدگی را تحمل کنند، PLA منعطف جایگزین کاملی برای TPU نیست. این مقاله به بحث در مورد خواص ماده و انتظاراتی که می توانید از PLA منعطف داشته باشید می پردازد. ما همچنین نحوه موفقیت در چاپ PLA منعطف و مقایسه آن با TPU را توضیح خواهیم داد.

در یک نگاه

PLA منعطف /Soft PLA:

توضیح ساده

فیلامنت منعطف چیست؟

فیلامنت های انعطاف پذیر، امکانات بسیاری را برای چاپ فراهم میکنند. (منبع: MatterHackers)

برای یادآوری سریع، فیلامنت های مورد استفاده در FDM از نوع ترموپلاستیک هستند، به این معنی که می توان آنها را ذوب و دوباره جامد کرد بدون اینکه خاصیت خود را از دست بدهند. ترموپلاستیک ها از مولکول های بلند و زنجیره ای به نام پلیمرها ساخته شده اند. اگر بتوانید به پلیمری که فیلامنت های منعطف را تشکیل میدهد نگاه کنید، قطعات سخت و نرم را مشاهده خواهید کرد. خواص ماکروسکوپی موادی که ما مشاهده می کنیم، بستگی به نسبت این دو ناحیه دارد.

این امکان را فراهم میکند تا موادی که بسیار نرم هستند و می توانند مانند کش بازگردند و همچنین موادی شبیه به لاستیک ماشین که با نیرو خم میشوند اما در غیر این صورت شکل محکم خود را حفظ میکنند، چاپ کنیم.

چند نوع فیلامنت منعطف وجود دارد که هر کدام ویژگی ها و قدرت های خود را دارند:

•  TPE: مخفف الاستومر ترموپلاستیک، TPE اغلب به عنوان یک اصطلاح عمومی برای فیلامنت منعطف استفاده می شود، زیرا دامنه وسیعی از مواد انعطاف پذیر را پوشش میدهد.

•  TPU: مخفف پلی اورتان ترموپلاستیک، TPU کمی سفت تر از TPE است، که چاپ با اکسترودرهای معمولی را آسانتر می کند. در طیف وسیعی از سختی های Shore (شُر) یافت می شود.

•  TPC: یک کوپلیمر ترموپلاستیک که از رویکردی کمی متفاوت برای تنظیم خواص انعطاف پذیری پلاستیک به دست می آید. در حالی که طیف وسیعی از خواص ممکن است، TPCها معمولاً نرم تر از TPUها هستند و رفتار کشسانی بسیار دارند.

•  PCTPE: مخفف الاستومر کوپلی ماید پلاستی سایز شده TPE. به این معنی که این فیلامنت منعطف نایلون را در ترکیب خود دارد، که دوام نایلون را به انعطاف پذیری TPE اضافه می کند. با این حال، این PCTPE را به سمت سخت تر مواد منعطف هل میدهد.

•  PLA منعطف (Soft PLA): این فیلامنت یک نوع منعطف از اسید پلی لاکتیک (PLA) است، یکی از رایج ترین فیلامنت های چاپ سه بعدی. این ماده از ترکیب افزودنی های پلاستی سایز با PLA به دست می آید، به جای اضافه کردن قطعات نرم به ساختار خود مانند مواد TPE. برای کشف خواص شگفت انگیز آن، این مطلب را بخوانید!

PLA منعطف /Soft PLA:

توضیح ساده

خواص مواد

PLA معمولی نمی تواند این کار را انجام دهد! (منبع: Karl Clayton via Amazon)

PLA منعطف و PLA معمولی به دلیل داشتن ماده پایه مشابه، شباهت های زیادی با یکدیگر دارند. با این حال، این دو ماده تفاوت های قابل توجهی در استحکام، دوام و سایر خواص مادی خود نشان می دهند.

استحکام

PLA منعطف می تواند در برابر تغییر شکل هنگام اعمال فشار مقاومت کند و پس از برداشتن فشار، به شکل اولیه خود بازگردد. این یکی از خصوصیاتی است که آن را از PLA معمولی، که نسبتاً شکننده است، متمایز می کند. از طرف دیگر، PLA منعطف برای تحمل وزن مناسب نیست زیرا تمایل به خم شدن دارد.

PLA منعطف همچنین توانایی لاستیک را در جذب لرزش ها و ضربات حفظ می کند. این ماده برای اشیاء مانند تایرها که نیاز به حفظ شکل خود دارند اما به طور مداوم در معرض نیروهایی هستند که ممکن است مواد شکننده را برای مدت زمانی بشکنند یا ترک بردارند، مفید است.

دوام

مانند PLA معمولی، PLA منعطف نیز در برابر قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه UV عملکرد خوبی ندارد. اشیاء Soft PLA (PLA منعطف) که برای مدت طولانی در آفتاب باقی می مانند ممکن است دچار شکنندگی یا تغییر رنگ شوند. همچنین این ماده در برابر حرارت مقاومت چندانی ندارد، زیرا دمای انتقال شیشه ای آن حتی از PLA استاندارد پایین تر است. نگه داشتن آن در آفتاب در یک روز گرم ممکن است منجر به تغییر شکل و شکست قطعه شود.

PLA منعطف از PLA معمولی و افزودنی هایی تشکیل شده است که آن را انعطاف پذیر میکند، اما مقاوم نیست (منبع: Felix Printers)

ایمنی مواد غذایی

اگر به دنبال فیلامنتی برای چاپ وسایل آشپزخانه هستید، باید همیشه بررسی کنید که آیا تولیدکننده به استانداردهای فرآیند ایمنی مواد غذایی پایبند است یا خیر، صرف نظر از ماده مورد استفاده. در حالی که PLA به طور ذاتی ایمن برای مواد غذایی است، افزودنی ها و روش های فرآوری ممکن است ایمن نباشند، بنابراین پاسخ واحدی در اینجا وجود ندارد. تمیزی تجهیزات چاپگر شما و پس پردازش قطعه نیز در ایمنی غذایی قطعه چاپ شده نقش دارند.

به طور کلی، PLA منعطف می تواند در دماهای پایین ایمن برای مواد غذایی باشد. از آنجا که در مقاومت در برابر دماهای بالا خوب نیست، نباید PLA منعطف را گرم یا برای نگهداری غذاهای داغ استفاده کرد.

هیگروسکوپی

PLA منعطف هیگروسکوپیک است، به این معنی که می تواند با گذشت زمان رطوبت را از محیط اطراف جذب کند. این جذب رطوبت می تواند انعطاف پذیری و کیفیت چاپ فیلامنت را تضعیف کند و منجر به انواع مشکلات چاپ از جمله تاب خوردگی تا نقص های سطحی شود. اگر به درستی نگهداری شود، PLA منعطف می تواند برای مدت زمان طولانی خواص خود را حفظ کند و نتایج چاپ یکنواختی را تضمین کند.

برای حفظ فیلامنت در بهترین شکل، باید آن را در ظروف هوابند با بسته های خشک کننده یا کیسه های وکیوم شده دور از نور مستقیم خورشید و رطوبت نگهداری کرد. علاوه بر این، خشک کردن فیلامنت قبل از چاپ می تواند به بازیابی خواص آن کمک کند.

بازیافت

به دلیل افزودنی هایی که برای نرم کردن PLA منعطف استفاده می شوند، نباید آن را به هیچ جریان بازیافت PLA اضافه کرد. با خواص حرارتی و مکانیکی منحصر به فرد، بازیافت PLA منعطف در حال حاضر در هیچ سرویس بازیافت فیلامنت موجود نیست، تا جایی که ما می توانیم پیدا کنیم. اگر تمایل دارید مصرف مواد خود را کاهش دهید، بر بازیافت تکه های فیلامنت PLA معمولی خود تمرکز کنید یا فیلامنت بازیافتی خریداری کنید.

PLA منعطف /Soft PLA:

توضیح ساده

تنظیمات چاپ

خشک کردن فیلامنت برای چاپ PLA نرم بسیار حیاتی است (منبع: Oz Adi via Amazon)

PLA منعطف بسیاری از ویژگی های چاپ را با PLA معمولی مشترک دارد. با این حال، به دلیل تفاوت هایی در خواص، ممکن است نیاز باشد تا دما، سرعت چاپ، ارتفاع لایه و تنظیمات بازگشت فیلامنت (Retraction) را برای چاپ موفقیت آمیز PLA نرم تنظیم کنید.

دما

PLA منعطف معمولاً نیاز به دمای چاپ پایین تری نسبت به PLA استاندارد دارد. محدوده دمایی 190°C تا 220°C معمول است، اما بررسی توصیه های تولیدکننده برای فیلامنت خاصی که استفاده می کنید ضروری است.

PLA منعطف معمولاً بهترین چسبندگی را به هیت بد دارد. دمای هیت بد حدود 40°C تا 60°C اغلب برای کمک به چسبندگی هیت بد و کاهش تاب خوردگی کافی است. با این حال، اگر چاپگر شما هیت بد ندارد، استفاده از یک لایه نوار آبی یا چسب می تواند به چسبندگی کمک کند.

سرعت

چاپ با PLA منعطف ممکن است نیاز به سرعت های چاپ کندتری نسبت به PLA سخت داشته باشد. فیلامنت ممکن است هنگام کشیده شدن توسط اکسترودر کشیده شود، که منجر به نادقیقی ها و عیوب چاپ مانند کم چاپی و تجمع فیلامنت در اکسترودر میشود. کاهش سرعت چاپ اولین اقدامی است که می توانید برای مقابله با این مشکل انجام دهید. سرعت حدود20 mm/s نقطه شروع خوبی است، اما همیشه توصیه تولیدکننده فیلامنت را بررسی کنید. میزان تنظیم سرعت بستگی به پیچیدگی چاپ و نوع اکسترودر شما دارد.

اکسترودرهای Bowden سرعت های چاپ کندتری نسبت به اکسترودرهای مستقیم به دلیل فاصله بیشتر بین موتور اکسترودر و نازل دارند. با یک اکسترودر مستقیم، موتور اکسترودر نزدیک تر به نازل قرار دارد، که منجر به کنترل فوری و دقیق تر بر روی اکستروژن فیلامنت میشود.

بازگشت به عقب فیلامنت (Retraction)

PLA نرم، مانند سایر فیلامنت های انعطاف پذیر، می تواند چالش برانگیز باشد هنگام چاپ (منبع: joshvv via Thingiverse)

تنظیمات بازگشت به عقب فیلامنت کنترل می کنند که چه مقدار فیلامنت از نازل کشیده می شود وقتی اکسترودر بین قسمت های مختلف چاپ حرکت میکند. تنظیم فاصله و سرعت بازگشت برای جلوگیری از رشته شدگی و توده ها ضروری است، که می تواند به ویژه بر فیلامنت های منعطف تأثیر بگذارد. اکسترودرهای مستقیم کنترل بهتری بر تغذیه و بازگشت فیلامنت دارند زیرا فیلامنت را مستقیماً به نازل می رسانند.

مقادیر معمولاً در محدوده 1 تا 5 mmبرای فاصله و 20 تا 40 mm/s برای سرعت هستند، اما این معمولاً برای فیلامنت های منعطف بیش از حد زیاد است. هرچه PLA نرم تر باشد، باید از بازگشت کمتری استفاده کنید. اکسترودرهای مستقیم می توانند اجازه بازگشت بیشتری نسبت به اکسترودرهای Bowden دهند. همیشه می توانید از سمت پایین تر مقادیر بازگشت معمولی که برای PLA استفاده می کنید شروع کنید و با استفاده از یک چاپ آزمایشی بازگشت، تنظیمات مناسب برای PLA نرم خود را تنظیم کنید. برای اکسترودرهای Bowden، حداقل تا بدون بازگشت توصیه می شود.

خنک کنندگی

PLA منعطف در مورد نیازهای خنک کنندگی خاص چندان چیزی ندارد، اما ممکن است خنک کنندگی پایین برای جلوگیری از رشته شدگی و تضمین موفقیت با برآمدگی ها و پل ها مفید باشد. در چند لایه اول، فن را خاموش کنید تا از چسبندگی کافی هیت بد اطمینان حاصل شود. ممکن است حتی بتوانید کل قطعه را بدون فن چاپ کنید اگر هندسه به اندازه کافی ساده باشد.

به دلیل نقطه ذوب پایین خاص PLA منعطف، فعال کردن تنظیماتی مانند حداقل زمان لایه (برای شروع 30 ثانیه را امتحان کنید) به جلوگیری از تجمع بیش از حد گرما و تأثیر بر کیفیت قطعه کمک میکند. اگر از محفظه استفاده می کنید، سعی کنید با درب یا دریچه باز چاپ کنید تا از گرم شدن بیش از حد اتاقک جلوگیری شود.

پس پردازش

ممکن است PLA منعطف به دلیل اینکه فیلامنت سطحی صاف ترین را تولید نمی کند و احتمالاً رشته ای شدن دارد، به برخی پس پردازش نیاز داشته باشد. خوشبختانه، می توانید PLA منعطف را مشابه با نحوه صاف کردن یک چاپ PLA معمولی پولیش کنید. تا زمانی که نوع PLA منعطف شما بیش از حد نرم نباشد، از سنباده 220-grit بر روی کل شیء و یک فایل در نقاط خشن تر برای ایجاد یک سطح صاف استفاده کنید.

PLA منعطف /Soft PLA:

توضیح ساده

PLA منعطف در مقابل TPU

TPU خواصی شبیه به لاستیک به قطعات چاپ سه بعدی می بخشد (منبع: Creative Tools via Flickr)

PLA منعطف و TPU بسیاری از ویژگی ها را با هم مشترک دارند. با این حال، تفاوت های اساسی بین این دو ماده از نظر ترکیب مواد، سهولت چاپ، و پس پردازش وجود دارد.

خواص مواد

در حالی که PLA منعطف تا حدودی می تواند خم و انعطاف پذیر باشد، ممکن است به اندازه TPU قبل از رسیدن به نقطه شکست خود کشیده نشود. TPU به طور کلی نسبت به PLA انعطاف پذیر در شرایطی مانند استرس مکرر و قرار گرفتن در معرض محیطی، دوام و مقاومت در برابر سایش بیشتری دارد. TPU به طور ذاتی شبیه لاستیک است، در حالی که PLA منعطف همچنان خواصی مربوط به PLA شکننده دارد و تنها تا حدی می تواند کشیده شود.

TPU با تنوع بیشتری از سختی های شور، که معمولاً بین 75A و 95A است، موجود است، که برای سازگار کردن خواص با کاربرد شما عالی است. PLA منعطف اغلب در سمت سفت تر فیلامنت های انعطاف پذیر با سختی شور حدود 90A یافت می شود.

قابلیت چاپ

TPU و PLA منعطف بهترین عملکرد را با اکسترودرهای مستقیم دارند به دلیل انعطاف پذیری و تمایل به کشیده شدن در حین چاپ. هر دو نیاز به سرعت های چاپ کندتر نسبت به فیلامنت های سخت برای جلوگیری از مشکلات اکستروژن دارند و بهترین عملکرد را با حداقل بازگشت دارند. تجربه شخص ممکن است بیشتر به سختی یا سختی شور فیلامنت منعطف بستگی داشته باشد تا نوع ماده.

PLA منعطف و TPU به طور کلی به خوبی به هیت بدها می چسبند و مشکلات کمی در تاب خوردگی دارند. PLA منعطف تمایل کمتری به انقباض هنگام خنک شدن نسبت به TPU دارد اما به ویژه مستعد گرفتگی نازل است. استفاده از اندازه نازل بزرگتر، مانند 0.6 یا 0.8 میلیمتر، می تواند به راحتی چاپ با PLA منعطف کمک کند.

خشک کردن فیلامنت قبل از چاپ PLA منعطف کاملاً ضروری است و قبل از چاپ TPU به شدت توصیه می شود. PLA منعطف بیشتر از TPU ممکن است از گرمای زیادی در زمان های لایه کوتاه رنج ببرد، و چاپ در یک محفظه انجام شود. بسته به اینکه چقدر بازگشت را می توانید با فیلامنت های منعطف مدیریت کنید، رشته شدگی احتمالاً با هر دو PLA منعطف و TPU مشکلی خواهد بود.

کاربردها

برای قطعاتی که ممکن است دچار سایش زیادی شوند، به استفاده از TPU ادامه دهید (منبع: XY1337 via Reddit)

PLA منعطف  و TPU هر دو می توانند ایمن برای مواد غذایی باشند، بسته به تولیدکننده فیلامنت و تنظیمات خودتان. این موضوع هر دو را گزینه خوبی برای چاپ لوازم آشپزخانه می کند، همچنین برای قطعاتی که به طور مکرر با پوست شما تماس دارند، مانند بند ساعت.

PLA منعطف برای چاپ اسباب بازی ها و قطعات تزئینی دیگر که از نرمی یا انعطاف پذیری بهره می برند، عالی است. از آنجایی که به طور خاص مقاوم نیست، برای قطعات با عملکردهای بیشتر حیاتی توصیه نمی شود.

TPU مقاومت بیشتری در برابر سایش دارد و در برابر استرس مقاوم تر است. برای چاپ هایی که ممکن است دچار سایش و پارگی مکرر شوند مانند قاب های تلفن یا لوازم دوچرخه مناسب است.

پس پردازش

در کل، PLA منعطف ساده تر با روش های استاندارد پس پردازش می شود، در حالی که TPU گزینه های محدودتری دارد. ساپورت های PLA منعطف به راحتی به صورت دستی برداشته می شوند و ماده به راحتی با سنباده استاندارد صیقل می خورد.

در مقابل، ساپورت های انعطاف پذیر TPU سخت تر برداشته می شوند و نمی توان آنها را سنباده زد. برخی به استفاده از سشوار یا حرارت ملایم برای آب کردن دقیق رشته ها متوسل می شوند.

نقاشی هر دو نوع فیلامنت منعطف می تواند دشوار باشد، که نیازمند استفاده از رنگ های انعطاف پذیری است که برای خم شدن به جای ترک خوردن طراحی شده اند.

PLA منعطف /Soft PLA:

توضیح ساده

مثال ها

با وجود چالش های چاپ، برخی طرفدار PLA انعطاف پذیر هستند (منبع: Mitesh Patel via Amazon)

اگر از این نوع PLA منعطف کنجکاو هستید، تعدادی گزینه در بازار وجود دارد که می توانید امتحان کنید. در اینجا چند مورد از محبوب ترین انتخاب ها آورده شده است:

منبع: All3dp.com