مقالات پرینت سه بعدی

چگالی مواد مختلف در پرینت سه بعدی

در این مقاله در مورد چگالی فیلامنت ها صحبت شده است. هرکدام از مواد مورد استفاده در پرینت سه بعدی دارای چگالی مختص خود می‌باشد که در ادامه چگالی برخی از مواد آورده شده است.

نمودار چگالی مواد سه‌بعدی

در نمودار زیر تعداد مختلفی مواد وجود دارد که مناسب فیلامنت های پرینتر سه‌بعدی هستند:

ماده

PLA ABS PETG NYLON Flexible (TPU) Polycarbonate (PC) Wood

Carbon Fiber

چگالی (گرم بر سانتی‌متر مکعب) ۱.۲۴ ۱.۰۴ ۱.۲۷ ۱.۵۲ ۱.۲۱ ۱.۳ ۱.۲۸

۱.۳

ماده PC/ABS HIPS PVA ASA Polypropylene (PP) Acetal (POM) PMMA Semi Flexible (FPE)
چگالی (گرم بر سانتی‌متر مکعب) ۱.۱۹ ۱.۰۳ ۱.۲۳ ۱.۰۵ ۰.۹ ۱.۴ ۱.۱۸ ۲.۱۶

برای مقایسه نمودار میله‌ای نیز نشان داده‌شده است:

https://bitfab.io/wp-content/uploads/2019/08/7-Tabla.jpg

در این نمودار مواد مختلفی مانند PLA، ABS، PP، PETG، فیلامنت منعطف TPU یا فیلامنت های فیبر کربنی نیز وجود دارد.

سبک‌ترین مواد برای پرینت سه بعدی:

برای پرینت قطعات سبک مانند پهبادها، قطعه‌ای برای هواپیمای کنترلی و… سبک‌ترین مواد مانند پلی کربنات‌ها، فقط با چگالی ۹/۰ گرم بر سانتی‌متر مربع، نیاز است. این در حالی است که برای قطعات بزرگ‌تر احتمال شکم دادن وجود دارد.

سنگین‌ترین مواد برای پرینت سه بعدی:

سنگین‌ترین مواد طبق نمودار بالا Semi-flexible FPE و نایلون‌ها (Polyamide) هستند، بنابراین آن‌ها می‌توانند کسانی را که در مسائل کاربردی به دنبال سبکی هستند تحت تأثیر قرار دهند.

به‌غیراز این موارد مواد سنگین‌تری نیز وجود دارد که به آن‌ها پرداخته نشده است مانند مواد کاملاً فلزی. این مواد با فلزات برنز، برنج، مس، آهن و … تشکیل‌شده‌اند که به‌طور محسوسی چگالی ماده را افزایش می‌دهند. این فیلامنت ها معمولاً برای زیبایی استفاده می‌شوند که به همین دلیل این گروه از مواد خارج از مجموعه قرار می‌گیرد.

متراژ مواد در یک کیلو فیلامنت:

نمودار زیر اندازه فیلامنت ها را در یک کیلو از مواد نشان می‌دهد که متراژ آن‌ها را در فیلامنت های مختلف و در دو نوع با قطرهای ۳ و ۷۵/۱ میلی‌متر مشخص می‌کند:

ماده PLA ABS PETG NYLON Flexible (TPU) Polycarbonate (PC) Wood Carbon Fiber
متراژ (۳mm) ۱۱۴ ۱۳۶ ۱۱۱ ۹۳ ۱۱۷ ۱۰۹ ۱۱۱ ۱۰۹
متراژ (۱.۷۵mm) ۳۳۵ ۴۰۰ ۳۲۸ ۲۷۴ ۳۴۴ ۳۲۰ ۳۲۵ ۳۲۰
ماده PC/ABS HIPS PVA ASA Polypropylene (PP) Acetal (POM) PMMA Semi Flexible (FPE)
متراژ (۳mm) ۱۱۹ ۱۳۷ ۱۱۵ ۱۳۵ ۱۵۷ ۱۰۱ ۱۲۰ ۶۶
متراژ (۱.۷۵mm) ۳۵۰ ۴۰۴ ۳۳۸ ۳۹۶ ۴۶۲ ۲۹۷ ۳۵۳ ۱۹۳

برای محاسبه این اعداد از فرمول زیر استفاده شده است. برای مثل، یک کیلوگرم از فیلامنت ۷۵/۱ میلی‌متری PLA را در نظر گرفته، همچنین می‌توان برای فیلامنت ۳ میلی‌متری نیز چنین محاسبه‌ای را انجام داد:

وزن مواد در یک متر فیلامنت:

روش دیگری نیز برای اندازه فیلامنت ها وجود دارد که وزن آن‌ها را در یک متر فیلامنت محاسبه می‌کنند. به همین دلیل جدول زیر وزن آن‌ها در یک متر از دو نوع فیلامنت را نشان می‌دهد:

ماده PLA ABS PETG NYLON Flexible (TPU) Polycarbonate (PC) Wood Carbon Fiber
وزن(gr) (1.75mm) ۲.۹۸ ۲.۵۰ ۳.۰۵ ۳.۶۵ ۲.۹۱ ۳.۱۳ ۳.۰۸ ۳.۱۳
وزن(gr) (3mm) ۸.۷۶ ۷.۳۵ ۸.۹۷ ۱۰.۷۴ ۸.۵۵ ۹.۱۸ ۹.۰۴ ۹.۱۸
ماده PC/ABS HIPS PVA ASA Polypropylene (PP) Acetal (POM) PMMA Semi Flexible (FPE)
وزن(gr) (1.75mm) ۲.۸۶ ۲.۴۸ ۲.۹۶ ۲.۵۲ ۲.۱۶ ۳.۳۷ ۲.۸۴ ۵.۱۹
وزن(gr) (3mm) ۸.۴۱ ۷.۲۸ ۸.۶۹ ۷.۴۲ ۶.۳۶ ۹.۸۹ ۸.۳۴ ۱۵.۲۶

وزن قطعه پرینت سه بعدی شده:

این امکان وجود دارد که در برنامه Cura اندازه فیلامنت استفاده شده در پرینت یک قطعه را در قسمت پایین نرم‌افزار مشاهده کنید.

محاسبه چگالی یک فیلامنت به کمک فرمول:

چگالی یک قطعه ارتباط بین جرم و حجم آن‌ها می‌باشد که در این مقاله منظور فیلامنت سه بعدی است.

جرم فیلامنت ها از قبل مشخص است به دلیل اینکه معمولاً آن‌ها در کویل های یک کیلویی عرضه می‌شوند (بدون در نظر گرفتن وزن نگه‌دارنده)؛ بنابراین برای محاسبه چگالی فقط نیازمند دانستن حجم است.

اگر بتوان فیلامنت را به حالت کشیده درآورد به شکل یک لوله استوانه‌ای خیلی کشیده تبدیل می‌شود، مشابه شکل زیر، فقط لازم است اندازه‌گیری‌های اصلی انجام شود.

برای محاسبه حجم این لوله استوانه‌ای روش زیر قابل‌استفاده است:

شعاع فیلامنت ۱.۷۵/۲ میلی‌متر است. اگر لازم باشد محاسبه خیلی دقیقی انجام شود باید برای قطر فیلامنت ها حد خطای ±۰.۰۵ میلی‌متری در نظر گرفته شود و حتی تولیدکننده‌هایی وجود دارند که این خطا را به عدد ±۰.۰۲ رسانده‌اند.

این نکته قابل‌ذکر است که برای انجام این‌گونه محاسبات نیازی به در نظر گرفتن این حد خطا نیست، اما دانستن آن نیز بی‌فایده نیست (می‌توان به مشخصات محصول حین خرید توجه کرد).

فقط پارامتر طول باقی می‌ماند که معمولاً در مشخصات محصولات ذکر نشده است. اگرچه در مورد فیلامنت PLA این عدد در محدوده ۳۳۵ متر است، اما این عدد می‌تواند در بین شرکت‌ها متفاوت باشد.

پس برای محاسبه چگالی یک فیلامنت یک کیلویی:

Leave a comment

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *