فیلامنت PPS-CF در پرینت سه بعدی
فیلامنت PPS-CF یکی از گزینه‌های پیشرفته برای چاپ قطعاتی است که باید در برابر حرارت، فشار و مواد شیمیایی مقاوم باشند. ترکیب پلی‌فنیلن سولفید (PPS) با الیاف کربن در این فیلامنت، باعث شده دوام مکانیکی بالا و پایداری حرارتی قابل توجهی داشته باشد؛ به همین دلیل در صنایع مختلف برای ساخت قطعات کاربردی و بادوام استفاده می‌شود.
از این رو ما نیز فیلامنت PPS-CF را به مجموعه مواد قابل چاپ خود اضافه کرده‌ایم تا بتوانیم خدمات پرینت سه بعدی تخصصی‌تری را برای قطعاتی که نیاز به مقاومت حرارتی، مکانیکی و شیمیایی بالا دارند، ارائه دهیم.
فیلامنت PPS-CF چیست؟
فیلامنت PPS-CF ترکیبی از پلی‌فنیلن سولفید (PPS) و الیاف کربن است که به عنوان یک پلاستیک مهندسی ویژه شناخته می‌شود. این ماده با داشتن مقاومت فوق‌العاده در برابر حرارت، شعله، مواد شیمیایی، حلال‌ها و خوردگی، برای کاربردهایی طراحی شده که شرایط سخت محیطی و فنی دارند. حضور الیاف کربن در این ترکیب باعث افزایش چشمگیر استحکام، سختی و پایداری ابعادی می‌شود، به‌ویژه زمانی که در دمای بالا چاپ شود.
PPS-CF به‌طور خاص برای پروژه‌هایی مناسب است که در آنها دقت، دوام و عملکرد در شرایط دشوار اهمیت دارد. همین ویژگی‌ها باعث شده تا از این فیلامنت در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، و تجهیزات صنعتی پیشرفته استفاده شود.
مهم‌ترین ویژگی‌های فیلامنت PPS-CF
فیلامنت PPS-CF با ترکیب پلی‌فنیلن سولفید (PPS) و الیاف کربن، مجموعه‌ای از ویژگی‌های منحصربه‌فرد را ارائه می‌دهد که آن را به گزینه‌ای بی‌رقیب برای کاربردهای صنعتی و مهندسی در شرایط دشوار تبدیل کرده است. مهم‌ترین ویژگی‌های این فیلامنت عبارت‌اند از:
فیلامنت PPS-CF دارای دمای تغییر شکل حرارتی (HDT) تا ۲۶۴ درجه سانتی‌گراد تحت فشار ۰.۴۵ مگاپاسکال است و می‌تواند به‌صورت مداوم در دماهای بالاتر از ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد پایداری داشته باشد. این مقدار، آن را فراتر از فیلامنت‌هایی مانند PA-CF و حتی فیلامنت PET-CF قرار می‌دهد و گزینه‌ای ایده‌آل برای محیط‌های با دمای بالا یا قطعات تحت بار حرارتی محسوب می‌شود.
این فیلامنت دارای گواهی UL-94 V-0 برای مقاومت در برابر شعله است؛ به این معنی که در مواجهه با آتش به سرعت خاموش می‌شود و از گسترش شعله جلوگیری می‌کند. این ویژگی آن را برای استفاده در قطعات الکترونیکی، خودرویی و تجهیزات حساس به ایمنی مناسب می‌سازد.
ترکیب سفتی پلیمر PPS با الیاف کربن باعث شده تا PPS-CF از نظر استحکام خمشی، مدول خمشی و پایداری ابعادی، عملکرد بسیار بالایی داشته باشد. در حالت خشک، مدول خمشی آن به ۷۱۶۰ مگاپاسکال و مقاومت خمشی به ۱۴۲ مگاپاسکال می‌رسد. این خواص باعث می‌شود قطعات بزرگ و دقیق در طول فرآیند چاپ دچار تاب‌برداشت یا اعوجاج نشوند.
فیلامنت PPS-CF از نظر مقاومت شیمیایی، در رتبه‌ای نزدیک به تفلون (PTFE) قرار دارد. در دماهای زیر ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد، تقریباً در هیچ حلالی حل نمی‌شود و در برابر اسیدها، بازها و نمک‌ها مقاومت بسیار بالایی دارد. این ویژگی، آن را برای محیط‌های خورنده و کاربردهایی که تماس مستقیم با مواد شیمیایی دارند، مناسب می‌کند.
با نرخ جذب رطوبت تنها ۰.۰۵٪، فیلامنت PPS-CF حتی در محیط‌های مرطوب نیز خواص مکانیکی و حرارتی خود را حفظ می‌کند. برخلاف بسیاری از فیلامنت‌های مهندسی که در مجاورت رطوبت دچار ضعف عملکرد می‌شوند، PPS-CF پایداری و دوام بالایی دارد.
همین الان سفارش خود را ثبت کنید!
کاربردهای فیلامنت PPS-CF
فیلامنت PPS-CF، یکی از مهندسی‌ترین و مقاوم‌ترین مواد موجود در دنیای چاپ سه‌بعدی است. این ماده با ویژگی‌هایی چون مقاومت حرارتی بالا تا دمای ۲۶۴ درجه سانتی‌گراد، مقاومت در برابر شعله (دارای رتبه UL-94 V-0)، حلال‌ها، رطوبت و محیط‌های خورنده، برای ساخت قطعاتی طراحی شده که باید در شرایط سخت، پایدار و قابل اعتماد باقی بمانند. برخی از کاربردهای رایج فیلامنت PPS-CF عبارتند از:
با مدول خمشی بسیار بالا (7160 MPa) و استحکام خمشی چشمگیر (142 MPa)، این فیلامنت گزینه‌ای عالی برای ساخت چرخ‌دنده‌ها، اتصالات مهندسی، پایه‌های دقیق، قاب‌های نگهدارنده و فیکسچرهای صنعتی است—به‌ویژه در کاربردهایی که ثبات ابعادی و دوام مکانیکی حیاتی است.
فیلامنت PPS-CF در بخش خودرو برای تولید اجزایی مانند پوشش باتری، قطعات موتور، اجزای سیستم سوخت یا خنک‌کننده که در معرض سیالات خورنده، دمای بالا و فشار متغیر هستند، استفاده می‌شود. پایداری شیمیایی، مقاومت حرارتی و نسوز بودن، این ماده را برای محیط‌های سخت صنعتی کاملاً مناسب کرده است.
خاصیت عایق الکتریکی عالی، در کنار مقاومت بالا در برابر شعله و دما، PPS-CF را به انتخابی امن برای ساخت رله‌ها، سوئیچ‌ها، هوزینگ‌های الکترونیکی و محفظه‌های تجهیزات حساس تبدیل کرده است. این ویژگی‌ها در صنایع برق و الکترونیک اهمیت بالایی دارند.
با جذب رطوبت بسیار پایین (۰.۰۵٪) و مقاومت در برابر اغلب اسیدها، بازها و نمک‌ها، PPS-CF برای ساخت قطعاتی که در تماس مستقیم با مواد شیمیایی یا در محیط‌های مرطوب قرار دارند،مانند تجهیزات پردازش صنعتی، صنایع نفت و گاز، و کاربردهای آزمایشگاهی، بسیار ایده‌آل است.
مزایا و معایب فیلامنت PPS-CF
فیلامنت PPS-CF مانند هر ماده دیگری، دارای مزایا و معایب خاص خود است که شناخت آنها در انتخاب آگاهانه تر این فیلامنت، امری ضروری است. از این رو در ادامه به بررسی مزایای و معایب فیلامنت PPS-CF میپردازیم:
- مقاومت حرارتی فوق‌العاده: با دمای خمش حرارتی 264 درجه سانتی‌گراد، این فیلامنت برای محیط‌هایی با دمای بالا ایده‌آل است و از موادی مانند PA-CF یا PET-CF عملکرد بهتری دارد.
- مقاومت در برابر شعله (UL-94 V-0): PPS-CF در برابر شعله بسیار مقاوم است و در صنایع الکترونیک و خودروسازی، ایمنی بیشتری فراهم می‌کند.
- استحکام و سختی بی‌نظیر: با مدول خمشی 7160 MPa و استحکام خمشی 142 مگاپاسگال، فیلامنت PPS-CF از بسیاری از فیلامنت‌های مهندسی دیگر قوی‌تر و پایدارتر است.
- مقاومت شیمیایی و حلالی عالی: تقریباً در هیچ حلالی تا دمای 200 درجه سانتی‌گراد حل نمی‌شود و در برابر اسیدها، بازها و نمک‌ها مقاومت بالایی دارد.
- جذب رطوبت بسیار پایین: تنها 0.05% جذب رطوبت، باعث حفظ خواص مکانیکی حتی در محیط‌های مرطوب می‌شود. بر خلاف PA6-CF که در شرایط مرطوب ضعیف می‌شود، PPS-CF پایدار باقی می‌ماند.
- مقاومت در برابر سایش، روغن، گریس و اشعه UV: این ویژگی‌ها آن را برای کاربردهای پرچالش صنعتی بسیار مناسب می‌سازد.
- پایداری ابعادی بالا: قطعات چاپ‌شده با این فیلامنت دچار تاب‌برداشت یا تغییر شکل نمی‌شوند، حتی در مقیاس‌های بزرگ.
- نیاز به خشک‌کردن قبل از استفاده: برای دستیابی به بهترین کیفیت چاپ، حتماً باید فیلامنت را پیش از چاپ خشک کنید.
- سازگاری محدود با پرینترها: فقط با چاپگرهای حرفه‌ای مانند Bambu X1E و H2D قابل استفاده است و با سیستم‌های تغذیه AMS و AMS lite سازگاری ندارد.
- عدم پشتیبانی از نازل‌های 0.2 میلی‌متر و فولاد ضدزنگ: برای جلوگیری از گرفتگی نازل یا کاهش کیفیت چاپ، باید از نازل‌های سخت‌کاری‌شده 0.4، 0.6 یا 0.8 میلی‌متر استفاده کرد.
- قیمت بالا: با قیمت بیش از 140 یورو، در مقایسه با فیلامنت‌های دیگر، گزینه‌ای گران‌قیمت محسوب می‌شود و بیشتر برای پروژه‌های تخصصی و صنعتی مقرون‌به‌صرفه است.
مشخصات فنی فیلامنت PPS-CF
فیلامنت PPS-CF، به عنوان یک ماده مهندسی، مشخصات فنی قابل توجهی دارد که آن را برای استفاده در کاربردهای صنعتی و مکانیکی مناسب می‌سازد. در ادامه، به مهم‌ترین ویژگی‌های فنی این ماده اشاره شده است.
| ویژگی | مقدار / توضیحات |
|---|---|
| ترکیب اصلی | PPS تقویت‌شده با الیاف کربن |
| قطر فیلامنت | 1.75 mm ± 0.05 mm |
| دمای نازل پیشنهادی | 310°C تا 340°C |
| دمای صفحه ساخت (Bed) | 100°C تا 120°C |
| سرعت چاپ پیشنهادی | کمتر از 100 mm/s |
| دمای نرم شدن ویکات | 268°C |
| دمای خمش حرارتی (HDT, 0.45MPa) | 264°C |
| دمای ذوب | 284°C |
| چگالی | 1.26 g/cm³ |
| شاخص ذوب | 11.48 ± 1.23 g/10min |
| استحکام کششی | 87 ± 5 MPa |
| میزان تغییر طول تا شکست | 1.2 ± 0.4 % |
| مدول خمشی (خشک) | 7160 ± 280 MPa |
| استحکام خمشی (خشک) | 142 ± 5 MPa |
| مقاومت به ضربه (خشک) | 27.8 ± 2.3 kJ/m² |
| میزان جذب آب | 0.05% |
| مقاومت شیمیایی | بسیار بالا (تقریباً غیرمحلول تا دمای 200°C) |
| ضد شعله | دارای گواهی UL-94 V-0 |
| نوع چاپگر مناسب | فقط برای دستگاه‌های X1E / H2D |
| سازگاری با AMS / AMS lite | ناسازگار |
| خشک‌کردن پیش از استفاده | الزامی، 8 تا 12 ساعت در دمای 100 تا 140 درجه سانتی‌گراد |
مقایسه PPS-CF با سایر فیلامنت‌های مهندسی
فیلامنت PPS-CF به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین گزینه‌ها در میان مواد مهندسی، عملکردی بی‌نظیر در برابر گرما، مواد شیمیایی، رطوبت و تنش‌های مکانیکی ارائه می‌دهد. در جدول زیر، مشخصات فنی این فیلامنت با چند فیلامنت پرکاربرد دیگر از جمله PET-CF، PA6-CF، و PPA-CF مقایسه شده است:
| ویژگی فنی | PPS-CF | PET-CF | PA6-CF | PPA-CF |
|---|---|---|---|---|
| دمای تغییر شکل حرارتی (HDT) | 264°C | 205°C | 186°C | 227°C |
| مقاومت حرارتی پیوسته | >200°C | ~160°C | ~120°C | ~180°C |
| مدول خمشی (خشک) | 7160 MPa | 5320 MPa | 5460 MPa | – |
| استحکام خمشی (خشک) | 142 MPa | 131 MPa | 151 MPa | – |
| جذب رطوبت اشباع‌شده | 0.05% | 0.37% | 2.35% | – |
| چسبندگی لایه‌ها (Z – خشک) | 36 MPa | 49 MPa | 80 MPa | – |
| مقاومت به ضربه (XY – خشک) | 27.8 kJ/m² | 36.0 kJ/m² | 40.3 kJ/m² | – |
| مقاومت به شعله | UL94 V-0 | ندارد | ندارد | ندارد |
| مقاومت شیمیایی | بسیار بالا (نزدیک به PTFE) | متوسط | متوسط | بالا |
| دمای نازل پیشنهادی | 310–340°C | 260–300°C | 260–300°C | ~280°C |
| دمای بستر پیشنهادی | 100–120°C | 80–110°C | 100–110°C | 100–120°C |
| میزان تغییر شکل و پایداری ابعادی | بسیار بالا | متوسط | پایین | بالا |
با فیلامنت های دیگر تکنولوژی FDM نیز آشنا شوید
سوالات متداول درباره فیلامنت PPS-CF
فیلامنت PPS-CF به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت، شعله، مواد شیمیایی و رطوبت، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای صنعتی، قطعات خودرویی، تجهیزات الکترونیکی، و محیط‌های با شرایط سخت است.
برای چاپ با PPS-CF باید از پرینترهای سه‌بعدی دارای محفظه بسته (enclosed chamber) و نازل مقاوم در برابر سایش (مثل نازل فولاد سخت یا روبیدیوم) استفاده کنید. همچنین دمای نازل باید به 310 تا 340 درجه سانتی‌گراد برسد.
بله، به‌شدت توصیه می‌شود که قبل از چاپ، فیلامنت PPS-CF به مدت 8 تا 12 ساعت در دمای 100 تا 140 درجه سانتی‌گراد خشک شود تا از کیفیت چاپ نهایی اطمینان حاصل شود
فیلامنت PPS-CF مقاومت حرارتی بالاتری (تا 264 درجه)، جذب رطوبت بسیار کمتر (0.05%) و مقاومت شیمیایی بیشتری نسبت به PA-CF و PET-CF دارد، اما کمی از نظر چسبندگی بین لایه‌ای و انعطاف‌پذیری ضعیف‌تر عمل می‌کند.
PET-CF جذب رطوبت بسیار کمی دارد، اما به طور کلی باید از قرار دادن فیلامنت در محیط‌های مرطوب و بدون محافظت خودداری کنید تا از مشکلات احتمالی مانند حباب‌های هوا جلوگیری کنید.
خیر، فیلامنت PPS-CF دارای درجه مقاومت شعله UL94 V-0 است و برای کاربردهای حساس به ایمنی مثل قطعات الکترونیکی یا صنعتی بسیار مناسب است.
سطوح ساخت توصیه‌شده شامل صفحه PEI صاف یا بافت‌دار است و برای چسبندگی بهتر از چسب مخصوص پرینت مانند Bambu Glue یا چسب ماتیکی استفاده شود.
این فیلامنت به دلیل پایداری ابعادی فوق‌العاده و استحکام بالا، در برابر تاب‌خوردگی (warping) بسیار مقاوم است و برای قطعات بزرگ با دقت بالا مناسب می‌باشد.