PVB

 

فیلامنت PVB

هرآنچه که باید درباره آن بدانید

پلی وینیل بوتیرال یا PVB، یکی از فیلامنت‌های پرینت سه بعدی خاص است که به صورت لایه‌هایی بسیار هموار پرینت می‌شود. با مطالعه این مقاله کوتاه، درباره PVB بیشتر بدانید.

 

معرفی پلی وینیل بوتیرال

شاید شما هم یکی از طرفداران پر و پا قرص شرکت پرینت سه بعدی Prusa Research باشید و آخرین دستاوردهای آن را در این زمینه دنبال کنید. در این صورت، به احتمال زیاد چیزهایی درباره فیلامنت جدید آن‌ها به نام فیلامنت پروسامنت PVB شنیده‌اید. پلی وینیل بوتیرال یا PVB، یک پلیمر ترموپلاستیک است که بیشتر در داخل قطعات خودرو استفاده می‌شود؛ برای مثال، هنگام ساخت شیشه پنجره‌های خودرو، این ماده به عنوان یک لایه میانی بین دو ورقه شیشه قرار می‌گیرد.

به طور کلی، PVB از مواد پرینت سه بعدی پرطرفدار به حساب نمی‌آید! اما باید دلیل خوبی وجود داشته باشد که شرکتی مانند Prusa به سراغ ساخت این فیلامنت رفته است. خود ماده PVB ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که می‌تواند به صورت یک فیلامنت پرینت سه بعدی کارآمد مورد استفاده قرار بگیرد.

بدین منظور، ویژگی‌های فیلامنت PVB را در ادامه از نظر گذرانده و آن را با مواد دیگر مقایسه خواهیم کرد تا به مزایا و معایب این فیلامنت پی ببریم. علاوه بر این، به موضوعات دیگری هم خواهیم پرداخت که شامل بایدها و نبایدهای پرینت PVB و بازخورد جامعه پرینت سه بعدی درباره آن می‌شود. پرینت خوبی داشته باشید!

میزان تمایل PVB به پرینت شدن

یک ویژگی مهم در فیلامنت‌های سه بعدی که بسیار مورد توجه قرار می‌گیرد، قابلیت پرینت شدن آن‌ها است. این بدان معناست که فیلامنت مورد نظر در چه شرایطی باید پرینت شود و روی هم رفته پرینت کردن آن راحت بوده یا خیر. اکنون برای شناخت بهتر فیلامنت PVB، نگاهی به قابلیت پرینت شدن و برخی خواص آن در هنگام پرینت می‌اندازیم.

دما

پیش از هر چیز، باید دید که فیلامنت مورد نظر در چه دمایی پرینت می‌شود. فیلامنت PVB در دما‌های نسبتا پایینی پرینت می‌شود که از این نظر به فیلامنت‌های PETG و PLA شباهت دارد. برای پرینت این ماده، دمای نازل و بستر به ترتیب باید در حدود ۲۱۵ °C و ۷۵ °C باشد.

شرکت Prusa در پژوهش خود نشان داد که دمای ذوب PVB نزدیک به دمای ذوب PLA است. یکی از خوبی‌های دمای پایین در این است که پرینت قطعات دارای جزئیات بسیار، آسان‌تر می‌شود. چرا که در دماهای بالاتر، احتمال تغییر شکل قطعه ‌به دلیل حرارت زیاد، بالا می‌رود.

همانطور که پیش از این هم اشاره کردیم، دمای بستر برای پرینت PVB باید در حدود ۷۵ °C باشد؛ این دما در مقایسه با دمای مورد نیاز ABS که حدود ۱۰۰ °C تا ۱۱۰ °C است، به مراتب کمتر است. دمای بستر در پرینت یک ماده باید به دمای انتقال شیشه‌ای آن نزدیک باشد، چرا که ماده مورد نظر در این دما شروع به ذوب شدن خواهد کرد. با این حال، استفاده از PVB برای قطعاتی که در محیط بیرون کاربرد دارند مناسب نخواهد بود، زیرا مقاومت حرارتی آن پایین است. Prusa نیز در برگه اطلاعات فنی خود آورده است که دمای خمش حرارتی این فیلامنت ۶۰ °C است.

سایر عوامل

بعد از دمای پرینت، تجهیزات مورد نیاز اهمیت پیدا می‌کنند. پرینت PVB به سخت افزار خاصی نیاز ندارد. به گونه‌ای که این فیلامنت بدون محفظه و تنظیمات مستقیم اکسترودر به خوبی پرینت می‌شود.

PVB، همانند PETG، مقدار زیادی از رطوبت هوا را جذب می‌کند. جذب رطوبت نیز منجر به تجزیه مولکولی آن می‌شود. از این رو، توصیه می‌شود که PVB را در جعبه‌های خشک نگه داری کنید و همچنان فیلامنت را پیش از پرینت خشک کنید.

گذشته از همه چیز، قیمت ماده حرف آخر را می‌زند. قیمت قرقره‌های یک کیلیویی PVB، ۵۰ دلار تمام می‌شود که بی‌شک در میان همه فیلامنت‌های پرینت سه بعدی، این یکی در دسته ترموپلاستیک‌های گران‌تر قرار می‌گیرد. این مقدار تقریبا دو برابر قیمت موادی مانند PLA و ABS است. با این حال، PVB خواص متفاوتی دارد که منحصر به فرد خودش است و اگر در جای درستی به کار برود، ارزش صرف چنین هزینه هنگفتی را هم دارد. در حقیقت، این موضوع که آیا با این قیمت می‌ارزد یا نه، به خواسته‌های شما از کاربرد مورد نظر بستگی دارد.

 

ظاهر

شاید PVB به اندازه برخی پلاستیک‌ها مانند ABS و PET در پرینت سه بعدی و حتی زمینه‌های دیگر استفاده نشود، اما این بدان معنا نیست که نقاط قوت کمی دارد. بسیاری از این نقاط قوت به ویژگی‌های بصری آن اختصاص یافته‌اند، به همین خاطر، می‌تواند ماده خیلی خوبی برای ساخت قطعات تزئینی به شمار بیاید.

ماده PVB به طور طبیعی شفاف است؛ این شفافیت سبب می‌شود اجسامی مانند آباژور از آن بسازند، اجسامی که باید بتوانند نور را از خود عبور دهند. با این وجود، قطعاتی که با PVB پرینت می‌شوند به اندازه زمانی که این ماده در شیشه ماشین به کار می‌رود، شفاف نیستند. به این خاطر که ویژگی‌های یک قطعه پرینت سه بعدی PVB با خود ماده متفاوت است، در نتیجه از میزان شفافیت کاسته می‌شود. برای مثال، ممکن است یک قطعه پرینت سه بعدی دیواره‌های متعددی داشته باشد و یا برای پرینت آن از پرکننده‌ها استفاده شود. علاوه بر همه این‌ها، ۱۰۰% یک فیلامنت PVB از ماده PVB ساخته نشده است؛ مشخص است که به میزان ناخالصی استفاده شده از شفافیت آن کم خواهد شد. بنابراین با کاهش چگالی پرکننده و افزایش ارتفاع هر لایه، می‌توانید به شفافیت قطعه خود بیفزایید.

علاوه بر شفافیت، PVB در برخی مواد شیمیایی خاص به ویژه ایزوپروپیل الکل نیز حل می‌شود. بنابراین، همانطور که برای قطعات ABS از استون استفاده می‌شود، برای نرم کردن بخش‌های خارجی قطعات PVB نیز به هنگام عملیات پسا پردازش می‌توان از مواد شیمیایی استفاده کرد. قابلیت حل شوندگی PVB از دو نظر خوب است، یکی اینکه به ایجاد اتصال کمک می‌کند و دوم، برای نرم کردن سطح بیرونی قطعات پرینتی به کار می‌آید.

با وجود قابلیت حل شوندگی، می‌توان چندین قطعه PVB را به هم متصل کرد؛ به این صورت که انتهای دو قطعه را نرم کرده و بهم متصل می‌کنند. بنابراین PVB برای ساخت سازه‌های متشکل از چندین قطعه متعدد نیز مناسب است. گذشته از این موضوع، PVB چسبندگی خوبی دارد، تا حدی که چسباندن آن به سایر سطوح نسبتا آسان است.

مزیت دیگری که از آن سخن به میان آمد، قابلیت صاف کردن سطح قطعه است. سطح قطعات PVB قابلیت صاف و صیقلی شدن دارند، به گونه‌ای که پرینتی بودن آن‌ها قابل تشخیص نباشد! در نتیجه، PVB برای ساخت اشیایی مانند زیورآلات، ظروف زینتی و تکه‌های شخصی بسیار مناسب است. صاف کردن سطح این قطعات حتی ممکن است شفافیت آن‌ها را بیشتر کند.

البته که استفاده از حلال‌ها، تنها یکی از روش‌های پسا پردازش بوده و برای این کار راه‌های دیگری هم وجود دارد، از جمله استفاده از کاغذ سنباده. البته شرکت Prusa تاکید دارد که در صورت نبود ایزوپروپیل الکل، باید از سنباده تر استفاده شود. بنابراین قبل از انجام عملیات، سنباده باید در آب فرو داده شود. متاسفانه این کار فرآیند سنباده زنی را نسبت به حالت خشک طولانی‌تر کرده و به تمیزکاری بیشتری نیاز دارد.

 

خواص مکانیکی

PVB، علاوه بر خاصیت حل شوندگی، خواص مکانیکی خوبی هم دارد! به طوری که در مقایسه با فیلامنت‌های پرینت سه بعدی مانند PLA، PETG و ABS، جایگاه خوبی دارد. به عنوان یک ترموپلاستیک، PVB نسبتا محکم است اما بی‌شک در برابر موادی مثل فولاد و PVC ضعیف به حساب می‌آید.

با این حال، این مسئله سبب نمی‌شود که توانایی‌های PVB نادیده گرفته شوند. در حقیقت، PVB در برخی خواص مکانیکی نسبت به فیلامنت‌های دیگر برتری دارد. شرکت Perusa در پژوهشی این مواد را باهم مقایسه کرد و نتیجه آن شد که استحکام کششی PVB از ABS و PETG بالاتر است، به این معنی که تحت اثر تنش بزرگ‌تری گسیخته خواهد شد. PVB استحکام ضربه‌ای خوبی هم دارد که حتی از PLA و ABS بیشتر است و در کنار همه این‌ها، اندکی نیز انعطاف‌پذیر است. هرچند که در انعطاف‌پذیری به موادی مانند TPU و TPE نخواهد رسید.

پایین بودن دمای ذوب PVB، پرینت کردن آن را آسان‌تر می‌کند اما این به ضرر خواص مکانیکی است. دمای ذوب پایین به معنای چسبندگی کم میان لایه‌های پرینت است که به دنبال این امر، پرینت ترد شده و امکان از هم گسیختگی ساختار بیشتر می‌شود.

 

مزایا و معایب

حال برای جمع بندی نقاط قوت و ضعف PVB، لیستی از مزایا و معایب آن تهیه کرده‌ایم که در زیر آمده است.

مزایا

• به میزان کمی دچار تابیدگی می‌شود.
• تقریبا آسان پرینت می‌شود.
• برای پرینت اشیای تزئینی مناسب است.
• اثر خطوط لایه‌های پرینت و سطح آن با استفاده از ایزوپروپیل الکل صاف می‌شود.
• تا حدی قوی و محکم است.
• چسباندن آن به اشیای دیگر آسان است.
• به راحتی رنگ آمیزی می‌شود.

معایب

• گران قیمت
• جاذب رطوبت
• ترد و شکننده (به دلیل چسبندگی نامناسب بین لایه‌ها)
• دمای انتقال شیشه‌ای پایین

نتایج و بازخورد عمومی

روی هم رفته PVB ماده جالبی به نظر می‌رسد که از نظر مزیت، کاربرد و قابلیت‌های منحصر به فردش، چیزی از مواد پرآوازه کم ندارد. با این حال، اطلاعات روی برگه کافی نخواهد بود و بازخورد افراد نیز اهمیت دارد. در این راستا، به نظر می‌رسد که بیشتر مصرف‌کنندگان تمایل دارند برای خرید این فیلامنت به سراغ برندهای Prusament PVB و Polymaker PolySmooth PVB بروند.

پیش از همه، تصاویری که افراد مختلف به صورت آنلاین منتشر می‌کنند نشان می‌دهد که می‌توان از PVB پرینت‌های خیلی خوبی گرفت، به ویژه اگر با عملیات پسا پردازش همراه باشد. به خاطر داشته باشید که از ایزوپروپیل الکل یا هر حلال دیگری به مقدار زیاد استفاده نکنید، زیرا تجربه یکی از کاربران حاکی از آن است که این کار ممکن است پرینت شما را کدر کند.

عده دیگری از کاربران از تجربه موفق خود در استفاده از یک نازل بزرگ‌تر گفته‌اند. شرکت Perusa نیز در این باره گفته است که یکی از قابلیت‌های PVB، امکان استفاده از نازل‌های بزرگ‌تر برای پرینت آن است. One maker برای پرینت یک ظرف تزئینی از یک نازل ۰.۸ میلی‌متری و برای عملیات پسا پردازش از ایزوپروپیل الکل استفاده کرد که نتیجه آن یک پرینت صیقلی و براق شد. کاربر دیگری نیز یک ظرف تزئینی مشابه را به نمایش گذاشت که آن هم با نازل ۰.۸ میلی‌متری و البته لایه‌هایی به ارتفاع ۰.۴ پرینت شده بود.

دست آخر، باید بگوییم که PVB بعد از پرینت شدن، قابلیت رنگ‌آمیزی هم دارد. به گفته شرکت Polymaker برای رنگ کردن پرینت‌های PVB می‌توان از رنگ‌های خودرو و رنگ‌های بر پایه آب استفاده کرد. در این زمینه یکی از کاربران متوجه شده است که حتی استفاده از ماژیک‌های دائمی روی پرینت‌های PVB جواب می‌دهد. البته این شخص تاکید کرده است که ماژیک باید از نوعی باشد که وارد ساختار پرینت نشده و یا روی آن چکه نکند، حتی اگر قبل از آن از ایزوپروپیل الکل استفاده شده باشد.