فیلامنت پلی کربنات (PC)
پلی کربنات همان پلاستیکی است که در شیشهٔ چراغ خودرو و عینک ایمنی به کار می‌رود: چقرمه، مقاوم به ضربه و مقاوم‌ترین فیلامنت بدون الیاف رایج به حرارت، با تحمل حدود 117 درجه. لایه‌هایش هم به‌خوبی به هم می‌چسبند. در عوض چاپش تخصصی است و در برابر برخی حلالها حساس است. مادا تکنولوژی قطعات پلی کربنات را با پرینت FDM صنعتی و محفظهٔ بسته تا ابعاد 470 × 470 × 470 میلی‌متر می‌سازد.
- 117 °Cدمای تغییر شکل حرارتی
- 34.8 kJ/m²مقاومت ضربه
- 62 MPaاستحکام کششی
- 470 × 470 × 470حجم ساخت FDM مادا (میلی‌متر)
فیلامنت پلی کربنات (PC) چیست؟
پلی کربنات یا PC، یک ترموپلاستیک مهندسی بی‌شکل است که به چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه شناخته میشود؛ در صنعت، شیشهٔ چراغ خودرو، عینک ایمنی، محافظ دستگاه‌ها و قاب تجهیزات الکتریکی را از آن می‌سازند. فیلامنت PC همین ویژگی‌ها را به پرینت FDM می‌آورد: قطعهای سفت، چقرمه و مقاوم به حرارت.
پلی کربنات در دمای بالا چاپ میشود، به رطوبت حساس است و هنگام سرد شدن تمایل به تاببرداشتن دارد؛ برای همین به محفظهٔ گرم و خشک کردن نیاز دارد. اگر قطعه گرمای زیادی نمی‌بیند، ABS یا ASA سادهتر و اقتصادی‌ترند و اگر سفتی بیشتر لازم است، کامپوزیتهای کربنی مانند PA6-CF.
- نوع
- ترموپلاستیک مهندسی بی‌شکل
- روش چاپ
- پرینت FDM با محفظهٔ گرم
- مزیت اصلی
- چقرمگی، مقاومت ضربه و حرارت
- محدودیت اصلی
- چاپ تخصصی و حساسیت به برخی حلالها
خواص فنی فیلامنت پلی کربنات
| خاصیت | در صفحهٔ لایهها (X-Y) | میان لایهها (Z) |
|---|---|---|
| استحکام کششی | 62 ± 2 MPa | 56 ± 2 MPa |
| استحکام خمشی | 108 ± 4 MPa | 55 ± 2 MPa |
| مقاومت ضربه | 34.8 ± 2.1 kJ/m² | 9.0 ± 0.4 kJ/m² |
| دمای تغییر شکل حرارتی (1.8 MPa) | 117 °C |
|---|---|
| دمای نرم شدن ویکات | 119 °C |
| دمای ذوب (DSC) | 228 °C |
مقادیر طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت (نسخهٔ 2، روش‌های ISO) و مشخصات رسمی همان فیلامنت است. X-Y یعنی در صفحهٔ لایهها و Z یعنی عمود بر لایهها.
چسبندگی لایهها: نقطهٔ قوت کم‌شناختهٔ پلی کربنات
در پرینت FDM، قطعه معمولاً در جهت ارتفاع ضعیف‌تر است. در پلی کربنات این افت کم است: استحکام کششی میان لایهها حدود 90 درصد صفحهٔ لایه‌هاست. در کامپوزیتهای کربنی که سفت‌ترند، این نسبت به کمتر از نصف می‌رسد:
| متریال | X-Y (MPa) | Z (MPa) | نسبت Z به X-Y |
|---|---|---|---|
| پلی کربنات (PC) | 62 | 56 | 90 % |
| PLA | 39 | 35 | 90 % |
| PA6-CF | 102 | 48 | 47 % |
| PPA-CF | 168 | 57 | 34 % |
| PPS-CF | 87 | 24 | 28 % |
مقادیر طبق دیتاشیت‌های رسمی یک سازنده برای هر متریال (ISO 527) است. یعنی برای قطعهای که بار آن در جهت‌های مختلف است، پلی کربنات رفتار یکنواخت‌تری از کامپوزیتهای کربنی دارد.
پلی کربنات در برابر حرارت: مقایسه با ABS، ASA و PLA
| متریال | دمای تغییر شکل (1.8 MPa) |
|---|---|
| پلی کربنات (PC) | 117 °C |
| ASA | 92 °C |
| ABS | 84 °C |
| PLA | 54 °C |
طبق دیتاشیت‌های رسمی یک سازنده برای هر متریال (ISO 75).
پلی کربنات در میان فیلامنت‌های بدون الیاف رایج، بیشترین تحمل حرارت زیر بار را دارد؛ مناسب قطعاتی که کنار موتور، چراغ یا تجهیزات گرم کار می‌کنند. برای دمای بیشتر، کامپوزیتهای کربنی مانند PET-CF یا PPS-CF لازم‌اند.
حساسیت شیمیایی: ترک‌خوردگی تنشی
پلی کربنات چقرمه است، اما در تماس با برخی حلالها و مواد شیمیایی، بهویژه وقتی تحت تنش است، ممکن است ترک‌های ریز بردارد؛ پدیده‌ای که ترک‌خوردگی تنشی محیطی نامیده میشود. استون و برخی حلال‌های آلی و پاککنندهها از این دسته‌اند.
بدون صیقل با استون
برخلاف ABS، قطعهٔ پلی کربنات را با استون صیقل نمی‌دهند؛ استون به آن آسیب می‌زند.
بررسی سازگاری
اگر قطعه با روغن، سوخت، پاک‌کننده یا مادهٔ شیمیایی خاصی تماس دارد، سازگاری آن پیش از ساخت بررسی میشود.
تنش و گوشهٔ تیز
تنش داخلی و گوشه‌های تیز، حساسیت به ترک را بیشتر می‌کنند؛ گوشه‌ها را گرد طراحی کنید.
ویژگی‌های کلیدی فیلامنت پلی کربنات
مقاوم به ضربه
مقاومت ضربهٔ حدود 34.8 کیلوژول بر متر مربع در صفحهٔ لایهها؛ قطعه زیر ضربه چقرمه می‌ماند.
مقاوم‌ترین به حرارت
دمای تغییر شکل حدود 117 درجه؛ بیشترین در میان فیلامنت‌های بدون الیاف رایج.
چسبندگی عالی لایهها
استحکام میان لایهها حدود 90 درصد صفحهٔ لایهها.
سفت و مستحکم
استحکام کششی حدود 62 و خمشی حدود 108 مگاپاسکال.
نسخهٔ شفاف
گرید شفاف پلی کربنات قطعهای نیمهشفاف میدهد؛ برای شفافیت کامل اپتیکی، رزین مناسبتر است.
عایق الکتریکی
پلی کربنات در صنعت برای قاب و قطعات تجهیزات الکتریکی به کار می‌رود.
پلی کربنات در مقایسه با فیلامنت‌های دیگر
پلی کربنات را کنار ABS، ASA، PETG و PA6-CF روی نمودار ببینید یا متریال‌ها و پارامترهای دیگر را انتخاب کنید.
دنبال چه چیزی هستی؟ یک کاربرد را انتخاب کن تا متریال‌های مناسبش روشن شوند
🏆 برندهٔ هر پارامتر بین متریال‌های انتخاب‌شده
| پارامتر | PLA | PETG | ABS | ASA | PC | TPU | TPE | PA11 | PA12 | PA66 | PA6-CF | PA6-GF | PAHT-CF | PPA-CF | PPS-CF | PET-CF | PVB | Wood |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| استحکام | 6 | 6 | 5 | 5 | 7 | 4 | 2 | 6 | 6 | 7 | 8 | 7 | 8 | 9 | 8 | 7 | 5 | 3 |
| سفتی | 7 | 5 | 5 | 5 | 6 | 1 | 1 | 4 | 4 | 6 | 9 | 8 | 9 | 10 | 10 | 8 | 6 | 6 |
| مقاومت ضربه | 3 | 6 | 6 | 6 | 8 | 10 | 8 | 9 | 8 | 8 | 6 | 6 | 6 | 5 | 4 | 4 | 3 | 2 |
| انعطاف‌پذیری | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 10 | 10 | 5 | 5 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 |
| مقاومت حرارتی | 2 | 4 | 6 | 6 | 8 | 4 | 3 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 9 | 10 | 10 | 6 | 2 | 2 |
| مقاومت شیمیایی | 3 | 7 | 5 | 6 | 6 | 7 | 6 | 7 | 8 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 10 | 7 | 3 | 3 |
| مقاومت در فضای باز | 3 | 5 | 4 | 9 | 6 | 6 | 5 | 6 | 6 | 5 | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 6 | 3 | 2 |
| صرفهٔ اقتصادی | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 3 | 2 | 2 | 4 | 6 | 8 |
جمع‌بندی و پیشنهاد
امتیازها نسبی و از 0 تا 10 هستند و بر اساس خواص شناخته‌شدهٔ هر نوع متریال تعیین شده‌اند؛ برای انتخاب اولیه به کار می‌روند و جای دیتاشیت را نمی‌گیرند. عدد دقیق خواص در صفحهٔ هر متریال آمده و خواص گریدهای مختلف یک متریال با هم فرق دارد؛ پیش از ساخت، انتخاب با کارشناسان بررسی میشود.
نکات طراحی قطعه برای پلی کربنات
گوشه‌های گرد
پلی کربنات به شیار و گوشهٔ تیز حساس است؛ ضربه در محل گوشهٔ تیز زودتر ترک ایجاد میکند.
سطوح تخت بزرگ
قطعات تخت و بزرگ بیشتر تاب برمی‌دارند؛ ریب، شیار تنش‌گیر یا تقسیم قطعه کمک میکند.
ضخامت یکنواخت
تفاوت زیاد ضخامت، سرد شدن نایکنواخت و تنش داخلی ایجاد میکند.
رزوه و مهره
برای رزوه‌های پرتکرار، مهرهٔ فلزی جاسازی‌شده دوام بیشتری دارد.
تنظیمات پرینت فیلامنت پلی کربنات
| دمای نازل | 260 تا 280 °C |
|---|---|
| دمای بستر | 90 تا 110 °C |
| دمای محفظه | 45 تا 60 °C |
| خشک کردن پیش از چاپ | 80 °C، 8 ساعت |
خشک کردن الزامی است
پلی کربنات مرطوب در نازل حباب می‌زند و قطعهٔ ضعیف و ناصاف میدهد.
محفظهٔ گرم
محفظهٔ بسته و گرم، تاببرداشتن و جدا شدن لایهها را کم میکند.
مقادیر طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت است؛ برای گریدهای دیگر، توصیهٔ سازندهٔ همان فیلامنت ملاک است.
کاربردهای فیلامنت پلی کربنات
قطعات نزدیک منبع گرما
براکت و قاب‌هایی که کنار موتور، چراغ یا دستگاه‌های گرم کار می‌کنند.
پرینت سه بعدی در خودروسازیمحافظ و پوشش ایمنی
محافظ‌ها و پوشش‌هایی که باید ضربه را تحمل کنند.
پرینت سه بعدی در مهندسیقاب تجهیزات الکتریکی
قاب و نگهدارندهٔ قطعات الکتریکی و الکترونیکی.
پرینت سه بعدی در مخابراتجیگ و فیکسچر
ابزار خط تولید که ضربه و گرما می‌بیند.
پرینت سه بعدی در تولید انبوهمکانیزم و قطعات متحرک
ضامن، اهرم و قطعات مکانیکی کاربردی.
پرینت سه بعدی در مهندسینمونهٔ عملکردی
نمونهٔ قطعات پلی کربنات تزریقی برای آزمون پیش از تولید.
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
محدودیتهای فیلامنت پلی کربنات و جایگزین‌ها
چاپ تخصصی
دمای بالا، محفظهٔ گرم و خشک کردن لازم است؛ هزینه و زمان ساخت از ABS بیشتر است.
تاببرداشتن
قطعات بزرگ و تخت در معرض تاب‌برداشتن‌اند.
حساسیت شیمیایی
در تماس با برخی حلالها مانند استون ترک برمیدارد.
آفتاب طولانی
برای کار طولانی زیر آفتاب، ASA یا پوشش محافظ مناسبتر است.
شفافیت کامل
پلی کربنات شفاف پس از چاپ نیمهشفاف است؛ برای شفافیت اپتیکی، رزین شفاف پرداخت‌شده.
حرارت بسیار بالا
برای بیش از حدود 117 درجه زیر بار، کامپوزیتهای کربنی دما بالا.
سوالات متداول فیلامنت پلی کربنات
فیلامنت پلی کربنات چیست؟
فیلامنتی از پلی کربنات، ترموپلاستیک مهندسی چقرمه و مقاوم به ضربه و حرارت، برای قطعات کاربردی و صنعتی با پرینت FDM.
آیا پلی کربنات برای ساخت قطعات صنعتی مناسب است؟
بله؛ برای قطعاتی که ضربه و گرما میبینند، مانند براکت، محافظ، قاب تجهیزات و جیگ. برای بیشترین سفتی، کامپوزیتهای کربنی مناسبترند.
مقاومت حرارتی پلی کربنات چقدر است؟
طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت، دمای تغییر شکل حرارتی زیر بار 1.8 مگاپاسکال حدود 117 و دمای نرم شدن ویکات حدود 119 درجه است.
پلی کربنات بهتر است یا ABS؟
پلی کربنات حرارت بیشتری تحمل میکند و چقرمهتر است؛ ABS سادهتر و ارزانتر چاپ میشود و با استون صیقل میخورد. اگر گرما مهم نیست، ABS کافی است.
پلی کربنات بهتر است یا PETG؟
برای حرارت و ضربهٔ بیشتر پلی کربنات؛ برای قطعات عمومی و چاپ سادهتر و ارزانتر PETG.
آیا قطعهٔ پلی کربنات شفاف است؟
گرید شفاف پلی کربنات قطعهای نیمهشفاف میدهد، چون مرز لایهها نور را پخش میکند؛ برای شفافیت کامل، پرینت رزینی با پرداخت مناسبتر است.
آیا پلی کربنات در برابر مواد شیمیایی مقاوم است؟
نه در برابر همه؛ در تماس با برخی حلالها مانند استون و برخی پاککنندهها، بهویژه زیر تنش، ترک برمیدارد. سازگاری با مادهٔ مشخص بررسی میشود.
محدودیتهای پلی کربنات در پرینت سه بعدی چیست؟
چاپ تخصصی با محفظهٔ گرم، تمایل به تاببرداشتن در قطعات بزرگ و تخت، حساسیت به برخی حلالها و نیاز به خشک کردن فیلامنت.
پلی کربنات چه تنظیمات چاپی لازم دارد؟
طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت، نازل 260 تا 280، بستر 90 تا 110 و محفظهٔ 45 تا 60 درجه و خشک کردن فیلامنت در 80 درجه به مدت 8 ساعت.
هزینهٔ ساخت قطعه با پلی کربنات چطور محاسبه میشود؟
بر اساس حجم و وزن قطعه، زمان چاپ، درصد پرشدگی و تعداد؛ پلی کربنات از ABS و PETG گران‌تر است. با آپلود فایل در پنل آنلاین برآورد قیمت را می‌بینید.
فایل سه بعدی قطعه را بفرستید؛ با پلی کربنات یا متریال مناسبتر می‌سازیمش
کارشناسان مادا تکنولوژی بر اساس ضربه، دما، مواد شیمیایی و محیط کار قطعه، میان پلی کربنات، ABS، ASA و کامپوزیتهای کربنی مناسب‌ترین گزینه و جهت چاپ را پیشنهاد می‌کنند.