فیلامنت PAHT-CF در پرینت سه بعدی
در سال‌های اخیر، دنیای فیلامنت‌های مهندسی برای چاپ سه‌بعدی با سرعت زیادی در حال گسترش بوده و مواد جدیدی به بازار عرضه شده‌اند که پاسخگوی نیازهای فنی و صنعتی پیچیده‌تری هستند. در این میان، فیلامنت PAHT-CF از برند bambulab به‌عنوان یکی از گزینه‌های برجسته برای پروژه‌های حرفه‌ای و کاربردهای مهندسی مطرح شده است. این ماده، ترکیبی از پلی‌آمید مقاوم در برابر حرارت (PAHT) و الیاف کربن (CF) است که عملکرد مکانیکی، پایداری ابعادی و مقاومت حرارتی بالایی را در کنار هم ارائه می‌دهد.
با توجه به ویژگی‌های فنی قابل‌توجه و کاربردهای گسترده این فیلامنت، ما نیز تصمیم گرفتیم فیلامنت PAHT-CF را به فهرست مواد مصرفی خود اضافه کنیم تا کاربران حرفه‌ای، پژوهشگران و صنعت‌گران بتوانند با اطمینان بیشتری به سراغ این ماده تخصصی بروند. در این مقاله، نگاهی دقیق‌تر به ماهیت فیلامنت Bambu PAHT-CF خواهیم داشت و ویژگی‌ها، مزایا، کاربردها و نکات کلیدی مربوط به چاپ آن را بررسی می‌کنیم.
فیلامنت Bambu PAHT-CF چیست؟
فیلامنت PAHT-CF ترکیبی مهندسی‌شده از پلی‌آمید مقاوم در برابر حرارت (PAHT) و الیاف کربن (Carbon Fiber) است که برای کاربردهایی طراحی شده که به استحکام مکانیکی بالا، مقاومت حرارتی قابل توجه و پایداری ابعادی نیاز دارند. در نسخه‌ی ارائه‌شده توسط برند Bambu Lab، این ماده بر پایه پلی‌آمید ۱۲ (PA12) ساخته شده که به طور طبیعی دارای جذب رطوبت پایین است. ترکیب آن با الیاف کربن باعث شده تا ویژگی‌های حرارتی و مکانیکی آن در محیط‌های مرطوب نیز حفظ شود.
اصطلاح PAHT مخفف PolyAmide High Temperature است؛ به این معنی که این نوع پلی‌آمید توانایی تحمل دماهای بالا را دارد، بدون اینکه خواص مکانیکی خود را از دست بدهد. این ویژگی‌ها معمولاً در قالب دو شاخص کلیدی در برگه‌های داده فنی مشخص می‌شوند:
- دمای گذار شیشه‌ای (Tg): دمایی که در آن پلیمر از حالت سخت و شکننده به حالت نرم و انعطاف‌پذیر تبدیل می‌شود.
- دمای تغییر شکل حرارتی (HDT): دمایی که در آن پلیمر تحت فشار مشخصی شروع به تغییر شکل می‌دهد (مثلاً HDT در 1.8 MPa).
PAHT-CF را می‌توان در دسته فیلامنت‌های حرفه‌ای و صنعتی قرار داد که عملکردی فراتر از مواد رایجی مانند PLA یا PETG ارائه می‌دهد. این فیلامنت، به دلیل استحکام کششی بالا، چسبندگی بهتر لایه‌ها در جهت Z و پایداری در برابر حرارت و رطوبت، گزینه‌ای مناسب برای پرینت قطعات کاربردی در مهندسی معکوس، قالب‌سازی، ساخت جیگ‌ها، فیکسچرها و قطعات مکانیکی دقیق است.
مهم‌ترین ویژگی‌های فیلامنت PAHT-CF
فیلامنت PAHT-CF را می‌توان یکی از مواد حرفه‌ای و قدرتمند در دنیای چاپ سه‌بعدی دانست. این فیلامنت با ترکیب پلی‌آمید با تحمل دمای بالا و الیاف کربن، عملکرد مکانیکی فوق‌العاده‌ای را در شرایط سخت ارائه می‌دهد. اگر به دنبال ساخت قطعات مهندسی با دوام، استحکام بالا و پایداری ابعادی هستید، PAHT-CF یکی از بهترین انتخاب‌هاست. در ادامه به بررسی مهم‌ترین ویژگی‌های این فیلامنت می‌پردازیم:
برخلاف فیلامنت‌های نایلونی سنتی که به شدت مستعد جذب رطوبت هستند، فیلامنت PAHT-CF تا ۵۰٪ جذب رطوبت کمتری نسبت به PA-CF معمولی دارد. این یعنی حتی در محیط‌های مرطوب نیز خواص مکانیکی و ابعادی خود را حفظ می‌کند.
مقایسه نرخ جذب آب:
PA-CF معمولی: ۱.۷۰٪
PAHT-CF: ۰.۸۸٪
همچنین کاهش خواص مکانیکی پس از جذب رطوبت در فیلامنت Bambu PAHT-CF فقط بین ۱۲ تا ۱۸ درصد است، در حالی که این عدد برای PA-CF سنتی به ۴۰ تا ۴۵ درصد می‌رسد.
یکی از نقاط ضعف چاپ سه‌بعدی FDM در اغلب مواد، مقاومت پایین در جهت Z است. با این حال، PAHT-CF در این زمینه عملکردی استثنایی دارد.
مقاومت خمشی و ضربه‌ای در جهت Z در این فیلامنت به ترتیب ۲۷٪ و ۱۳۳٪ بالاتر از نوع معمولی PA-CF است.
استحکام ضربه‌ای Z:
PA-CF معمولی: ۵.۷ kJ/m²
PAHT-CF: ۱۳.۳ kJ/m²
این فیلامنت برای کاربردهایی طراحی شده که در آن‌ها استحکام مکانیکی و دوام بالا ضروری است. از قطعات صنعتی گرفته تا نمونه‌های اولیه کاربردی و قطعات تولیدی با تیراژ کم.
فیلامنت PAHT-CF دارای دمای تغییر شکل تحت بار (HDT) تا ۱۹۴ درجه سانتی‌گراد (در 0.45MPa) است. این ویژگی باعث می‌شود قطعات چاپ‌شده با این ماده در شرایط حرارتی شدید نیز بدون تغییر شکل باقی بمانند.
توجه: مقاومت دمایی در درازمدت وابسته به طراحی مدل و شرایط استفاده واقعی آن است.
برخلاف بسیاری از فیلامنت‌های نایلونی، PAHT-CF پس از تماس با رطوبت همچنان مقاومت مکانیکی مناسبی از خود نشان می‌دهد. در محیط‌های با رطوبت بالا، مقاومت خمشی آن در محور XY تنها ۱۰ درصد افت دارد، در حالی که همین افت در نایلون‌های معمولی بسیار شدیدتر است.
همین الان سفارش خود را ثبت کنید!
کاربردهای فیلامنت PAHT-CF
در این بخش، قصد داریم به بررسی کاربردهای مختلف فیلامنت Bambu PAHT-CF بپردازیم. این فیلامنت به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجا که این ماده ترکیبی از PA12 و فیبر کربن است، خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد که آن را برای تولید قطعات با عملکرد بالا و در شرایط سخت مناسب می‌کند. برخی از کاربردهای آن در بخش‌های مختلف عبارتند از:
با توجه به خواص مکانیکی و حرارتی بالا، این فیلامنت برای ساخت نمونه‌های اولیه عملکردی که نیاز به استحکام و دقت دارند، کاربرد دارد.
قابلیت تحمل فشار و ضربه بالا در لایه‌های Z باعث شده که این فیلامنت برای ساخت ابزارهای ماشین‌کاری و فیکسچرهای صنعتی مناسب باشد.
مقاومت بالای فیلامنت PAHT-CF در برابر دمای بالا تا 194 درجه سانتی‌گراد، این فیلامنت را برای ساخت قالب‌های تزریق که در معرض حرارت قرار می‌گیرند، مناسب کرده است.
این فیلامنت به دلیل ویژگی‌های فنی خود، برای تولید قطعاتی که نیاز به تولید در مقادیر کم دارند، بسیار مفید است.
با داشتن دمای تغییر حالت شیشه‌ای (Tg) 70 درجه سانتی‌گراد و دمای انحراف حرارتی (HDT) 194 درجه سانتی‌گراد، این فیلامنت برای کاربردهایی که به مقاومت در برابر دماهای بالا نیاز دارند، بسیار کاربردی میباشد.
در کل، Bambu PAHT-CF یک انتخاب عالی برای استفاده در پروژه‌های مهندسی و صنعتی است که نیاز به مواد با استحکام بالا، انعطاف‌پذیری خوب و مقاومت در برابر شرایط محیطی مختلف دارند.
مقایسه عملکرد فیلامنت‌های PAHT-CF برندهای مختلف
یکی از تفاوت‌های مهم بین فیلامنت‌های PAHT-CF در بازار، تنوع زیاد در خواص مکانیکی آن‌هاست. بررسی‌ها نشان می‌دهد که برندهای مختلف از ترکیبات متفاوتی از پلی‌آمید (مثل PA6، PA12 یا PPA) و درصد الیاف کربن استفاده می‌کنند که باعث تفاوت‌هایی چشمگیر در ویژگی‌هایی مثل استحکام کششی، انعطاف‌پذیری، و مقاومت ضربه‌ای می‌شود.
برای مثال، فیلامنت Bambu PAHT-CF با استحکام کششی ۹۲ مگاپاسکال و انعطاف‌پذیری چشمگیر ۸.۴٪ عملکردی متعادل میان سختی و انعطاف ارائه می‌دهد. این ترکیب کم‌نظیر در کنار چاپ‌پذیری بالا، سطح مات، مقاومت شیمیایی و حرارتی خوب، آن را به گزینه‌ای قابل اعتماد برای تولید قطعات کاربردی و مقاوم تبدیل کرده است.
در جدول زیر، چند نمونه از فیلامنت‌های شناخته‌شده PAHT-CF از برندهای مختلف را از نظر خواص مکانیکی با هم مقایسه کرده‌ایم:
| برند / مدل | استحکام کششی (XY) | درصد کش‌آمدگی تا شکست | مقاومت ضربه‌ای (ناچ‌دار، XY) | مدول یانگ (سختی) |
|---|---|---|---|---|
| Bambu Lab PAHT-CF | ۹۲ مگاپاسکال | ۸.۴٪ | ۵۷.۵ کیلوژول بر متر مربع | ۳۸۶۰ |
| Siraya Tech Fibreheart | ۹۹ مگاپاسکال | ۱.۵٪ | ندارد | ۸۱۵۰ |
| BASF Ultrafuse PAHT CF15 | ۱۰۳ مگاپاسکال | ۱.۸٪ | ۵.۱ کیلوژول بر متر مربع | ۸۳۸۶ |
| QIDI Tech PAHT-CF | ۹۳ مگاپاسکال | ۱.۹۲٪ | ۱۰.۷ کیلوژول بر متر مربع | ۷۴۹۲ |
| Luvocom 3F 9891 BK | ۱۳۰ مگاپاسکال | ۲٪ | ۳۵ کیلوژول بر متر مربع | اعلام نشده |
| eSUN ePAHT-CF | ۱۷۳.۴ مگاپاسکال* | ۸.۴٪* | ۱۲.۷۴ کیلوژول بر متر مربع* | ۵۶۱۲* |
| Phaetus aeForce PAHT-CF | ۱۰۵ مگاپاسکال | ۱.۶٪ | ۶.۲ کیلوژول بر متر مربع | ۸۳۸۳ |
*مقادیر ستاره‌دار بر اساس استانداردهای چینی هستند و ممکن است با نتایج ISO تفاوت داشته باشند.
در نهایت، اگرچه انتخاب برند مناسب به نیاز پروژه و شرایط پرینت بستگی دارد، اما همه فیلامنت‌های PAHT-CF نقاط مشترک مهمی دارند:
استحکام، سختی و مقاومت بالا در برابر سایش، حرارت و مواد شیمیایی
ظاهر مات و خاص
خواص ضد الکتریسیته ساکن
و عملکرد قابل قبول در پرینت سه‌بعدی، حتی در شرایط صنعتی
تجربه چاپ با فیلامنت PAHT-CF
اگر دنبال فیلامنتی هستید که نه تنها مقاومت بالا داشته باشد بلکه ظاهری حرفه‌ای و بدون نقص هم ارائه دهد، فیلامنت PAHT-CF از برندهای معتبر مثل Bambu Lab شما را ناامید نخواهد کرد. تجربه‌های انجام‌شده با این فیلامنت روی پرینتر Bambu Lab X1E نشان می‌دهد که این ترکیب نایلون با فیبر کربن نه تنها چاپ بسیار آسانی دارد، بلکه نتیجه نهایی هم بسیار چشمگیر و باکیفیت خواهد بود.
در تست‌های انجام‌شده، یک مدل بزرگ (ماسک MF Doom از Mitchellharvey در Thingiverse) با این فیلامنت چاپ شد که هم از نظر جزئیات ساختاری بی‌نقص بود و هم از نظر سطح نهایی، کاملاً صاف و حرفه‌ای به نظر می‌رسید. الیاف کربن موجود در این فیلامنت به خوبی خطوط لایه‌ها را پنهان کرده و باعث شده خروجی نهایی ظاهری یک‌دست و سطحی مات و خوش‌ساخت داشته باشد.
یکی دیگر از دلایل عملکرد بهتر PAHT-CF، جذب رطوبت بسیار پایین‌تر نسبت به نایلون‌های معمولی است. همین ویژگی باعث می‌شود تا در طول فرآیند چاپ، نتایج بهتری از نظر استحکام، چسبندگی لایه‌ها و یکدستی کلی به‌دست بیاید، بدون نیاز مداوم به خشک کردن فیلامنت قبل از هر بار چاپ.
در مجموع، چه برای تولید قطعات کاربردی و مستحکم، چه برای چاپ مدل‌هایی با ظاهر زیبا و بدون خطوط لایه‌ای مشخص، فیلامنت PAHT-CF (به‌ویژه نسخه Bambu Lab) گزینه‌ای قابل اعتماد و حرفه‌ای است.
با فیلامنت های دیگر تکنولوژی FDM نیز آشنا شوید
سوالات متداول درباره فیلامنت PAHT-CF
فیلامنت PAHT-CF از ترکیب پلی‌آمید مقاوم در برابر حرارت و الیاف کربن ساخته شده و در مقایسه با نایلون‌های معمولی، جذب رطوبت بسیار کمتری دارد. همچنین خواص مکانیکی آن در شرایط مرطوب حفظ می‌شود و مقاومت حرارتی و استحکام بین‌لایه‌ای به‌مراتب بالاتری ارائه می‌دهد.
بله. به دلیل وجود الیاف کربن، این فیلامنت خاصیت سایشی بالایی دارد. بنابراین توصیه می‌شود از نازل‌های سخت‌شده (مانند فولاد سخت یا نازل‌های الماسه) استفاده شود تا از سایش سریع نازل جلوگیری گردد.
اگرچه PAHT-CF نسبت به نایلون‌های سنتی جذب رطوبت کمتری دارد، اما همچنان خشک کردن آن پیش از چاپ توصیه می‌شود. خشک‌کردن در دمای حدود ۸۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۸ تا ۱۲ ساعت می‌تواند نتایج چاپی بهتری ارائه دهد.
دمای نازل باید بین ۲۵۰ تا ۲۷۰ درجه سانتی‌گراد باشد. دمای بستر چاپ نیز باید در محدوده ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم شود. همچنین، استفاده از نازل‌های مقاوم به سایش برای جلوگیری از آسیب به نازل توصیه می‌شود.
این فیلامنت برای محیط‌هایی با دمای بالا، شرایط مرطوب یا فشار مکانیکی بالا مناسب است. به همین دلیل در صنایع خودروسازی، هوافضا، مهندسی معکوس، و ساخت قطعات مکانیکی دقیق کاربرد فراوان دارد.
خیر. برای استفاده از این فیلامنت، پرینتری نیاز است که قابلیت دستیابی به دماهای بالای نازل (بیش از ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد) و ترجیحاً محفظه گرم (heated chamber) را داشته باشد. همچنین سیستم خنک‌کننده و سطح چاپ سازگار (نظیر PEI یا گلاس با چسب مناسب) نیز توصیه می‌شود.
در بیشتر موارد، قطعات چاپ‌شده با PAHT-CF نیازی به پرداخت خاص ندارند؛ چراکه این فیلامنت سطحی مات و حرفه‌ای ارائه می‌دهد. با این حال، در صورت نیاز می‌توان از عملیات‌هایی چون تراشکاری سبک، سنباده‌زنی یا رنگ‌آمیزی استفاده کرد.
فیلامنت PAHT-CF با قیمت پایه ۵۳٫۹۹ یورو عرضه می‌شود. این قیمت شامل مالیات بر ارزش افزوده و هزینه‌های ارسال نمی‌باشد. لازم به ذکر است که در شرایط خرید از ایران، علاوه بر قیمت محصول، ممکن است هزینه‌های اضافی مانند مالیات واردات، هزینه‌های گمرکی و حمل‌ونقل به قیمت نهایی افزوده شود. این هزینه‌ها می‌تواند بسته به شرایط و مسیر حمل‌ونقل، مبلغ قابل توجهی به هزینه کلی اضافه کند.