حتی اگر نام آن به اندازه فیلامنتهایی مثل PLA یا PETG آشنا نباشد، فیلامنت PVB (مخفف Polyvinyl Butyral) یکی از گزینههای منحصربهفرد و جذاب در دنیای پرینت سهبعدی است که بیشتر از آنچه فکر کنید، ارزش امتحان کردن دارد. این فیلامنت نه تنها چاپ آسانی دارد، بلکه مهمترین ویژگیاش قابلیت صیقلپذیری با الکل ایزوپروپیل (IPA) است؛ چیزی که آن را به انتخابی عالی برای چاپهای ظاهری، تزئینی و هنری تبدیل میکند. کافیست پس از پرینت، سطح قطعه را با IPA تمیز کنید تا سطحی براق، صاف و چشمنواز داشته باشید.
در چند سال اخیر، محبوبیت PVB افزایش یافته و شرکتهای بیشتری شروع به تولید آن در رنگهای متنوع کردهاند. اگر به دنبال فیلامنتی هستید که ظاهر نهایی چاپ برایتان مهم است، یا میخواهید به راحتی جلوهای حرفهای به مدلهای خود بدهید، این ماده گزینهای ایدهآل خواهد بود.
در این مقاله، با هم بررسی میکنیم که فیلامنت PVB چیست، چه ویژگیهایی دارد و آیا گزینه مناسبی برای دریافت خدمات پرینت سه بعدی است یا نه.
فیلامنت PVB مخفف پلیوینیل بوتیرال (Polyvinyl Butyral) است؛ ترموپلاستیکی که شاید به اندازه PLA یا PETG شناختهشده نباشد، اما ویژگیهای منحصربهفردی دارد که آن را به گزینهای خاص در دنیای پرینت سهبعدی تبدیل میکند. جالب است بدانید که این ماده در صنایع دیگر هم کاربرد دارد، مثلاً بهعنوان لایهی میانی بین شیشههای ایمنی خودرو برای جلوگیری از پاشش شیشه در تصادفها استفاده میشود.
اما PVB چیست و چرا بهتازگی توجه پرینترسازهایی مانند Prusa را به خود جلب کرده؟ دلیلش ساده است: این فیلامنت هم چاپ آسانی دارد و هم پس از چاپ، بهراحتی با الکل ایزوپروپیل (IPA) صیقلپذیر است. همین ویژگی باعث میشود تا بتوان مدلهای بسیار براق و چشمنوازی ساخت، بدون نیاز به فرآیندهای پیچیده پرداخت نهایی. به همین دلیل، PVB بیشتر در ساخت قطعات تزئینی، مدلهای مفهومی و نمونههای اولیهای به کار میرود که ظاهر آنها اهمیت دارد.
اگرچه فیلامنت PVB هنوز در میان عموم کاربران به اندازه دیگر مواد رایج نیست، اما با توجه به سادگی چاپ، ظاهر نهایی براق، و تنوع رنگی بالا، بسیاری از برندها مثل Polymaker (با سری PolySmooth) و Prusament اقدام به تولید آن کردهاند. به طور خلاصه، اگر به دنبال ترکیبی از سادگی چاپ و جلوهی حرفهای هستید، PVB میتواند یکی از بهترین انتخابهای شما باشد.
میزان تمایل فیلامنت 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.
بررسی عوامل موثر در پرینت PVB
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 215 °C و 75 °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 75 °C باشد؛ این دما در مقایسه با دمای مورد نیاز ABS که حدود 100 °C تا 110 °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 60 °C است.
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، 50 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.
شاید فیلامنت 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، 100% 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، فیلامنت 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 ساخته شده از جنس فیلامنت 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.
همین الان سفارش خود را ثبت کنید!
خواص مکانیکی فیلامنت PVB
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.
مزایای فیلامنت PVB
- 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 فیلامنت PVB
- گران قیمت
- جاذب رطوبت
- ترد و شکننده (به دلیل چسبندگی نامناسب بین لایهها)
- دمای انتقال شیشهای پایین
کاربردهای فیلامنت PVB
فیلامنت PVB با اینکه هنوز به اندازه PLA یا PETG رایج نیست، اما به دلیل ویژگیهای ظاهری و قابلیت پرداخت فوقالعاده، جایگاه خاصی در میان کاربران حرفهای و هنری پرینت سهبعدی پیدا کرده است.
در ادامه، مهمترین کاربردهای فیلامنت PVB را مرور میکنیم:
یکی از محبوبترین کاربردهای PVB، تولید قطعات تزئینی، مجسمهها و مدلهای هنری است. به لطف قابلیت صیقلپذیری با IPA، میتوان سطح مدلها را کاملاً براق و یکدست کرد؛ چیزی که با فیلامنتهای رایج دیگر بهسختی قابل دستیابی است.
اگر در حال طراحی محصولی هستید و میخواهید نمونه اولیهای با ظاهر حرفهای بسازید که شبیه به قطعه نهایی باشد، PVB گزینهای مناسب است. این موضوع بهویژه در ارائه طرح به مشتریان یا سرمایهگذاران اهمیت زیادی دارد.
در حالت Vase Mode، فیلامنت PVB نتایجی بسیار زیبا و ظریف ارائه میدهد. بسیاری از کاربران از آن برای چاپ گلدانهای دکوری، لامپهای تزئینی، و ظروف نمایشگاهی استفاده میکنند که بعد از صیقل، جلوهای شیشهمانند پیدا میکنند.
فیلامنت PVB بهخاطر واکنشپذیری با IPA، بهراحتی به قطعات مشابه خود میچسبد. همین ویژگی باعث میشود که برای پروژههایی با چند بخش (مانند ماکتها یا مدلهای پیچیده) گزینهای کاربردی باشد.
پس از صیقلیسازی و خشک شدن، سطح PVB آنقدر صاف و یکدست میشود که برای رنگآمیزی ایدهآل است. به همین دلیل طراحان و هنرمندانی که به دنبال سطحی مناسب برای رنگ هستند، اغلب به سمت این فیلامنت جذب میشوند.
راهنمای پرینت سهبعدی با فیلامنت PVB
چاپ با فیلامنت PVB خوشبختانه سادهتر از چیزی است که ممکن است فکر کنید. این ماده از نظر شرایط چاپ شباهت زیادی به PETG دارد، اما نسبت به فیلامنتهایی مثل ABS، کمتر دچار تغییر شکل و وارپینگ میشود و نیازی به محیط بسته (enclosure) ندارد. همچنین چون PVB خاصیت سایندگی ندارد، میتوانید بدون نگرانی از نازلهای معمولی استفاده کنید.
برای رسیدن به نتایج مطلوب، بهتر است از دمای نازل حدود 215 درجه سانتیگراد و دمای بستر حدود 75 درجه سانتیگراد استفاده کنید. توصیه میشود سطح چاپ صاف یا ساتن (مانند ورق PEI صاف) باشد؛ چرا که PVB روی سطحهای زبر مثل PEI بافتدار بهخوبی نمیچسبد. همچنین پیش از چاپ، بهتر است فیلامنت را بهخوبی خشک کنید تا از کیفیت نهایی چاپ اطمینان حاصل شود.
PVB در چاپ با نازلهای بزرگ هم عملکرد خوبی دارد؛ چرا که پس از چاپ میتوان خطوط لایهها را با فرآیند صیقلیسازی با الکل ایزوپروپیل (IPA) پنهان کرد. بنابراین اگر دنبال چاپ سریع هستید، نازلهای ۰.۶ یا ۰.۸ میلیمتری گزینههای خوبی هستند. با این حال، اگر هدفتان جزئیات ظریف و سطح صاف است، از ارتفاع لایهی پایین مثل ۰.۱۲ یا ۰.۱۶ میلیمتر با نازل ۰.۴ میلیمتر استفاده کنید.
جالب است بدانید که چاپ با حالت Vase Mode (حالت گلدانی) در PVB میتواند نتایجی فوقالعاده زیبا و شفاف خلق کند.
یکی از ویژگیهای منحصربهفرد فیلامنت PVB، قابلیت بالای آن در صیقلی شدن با الکل ایزوپروپیل (IPA) است. این ویژگی به شما این امکان را میدهد که سطح مدلهای چاپشده را براق، صاف و حرفهای جلوه دهید.
روشهای مختلفی برای این کار وجود دارد:
استفاده از دستگاههای مخصوص مانند Polysher که بخار IPA را به صورت یکنواخت روی قطعه پخش میکند.
اسپری کردن IPA با پیستوله یا ایربراش برای صیقل سریع و یکنواخت.
غوطهور کردن قطعه در حمام IPA یا شستوشوی چندمرحلهای با فاصلههای ۳۰ ثانیهای.
پخش دستی IPA با قلممو (البته با دقت بالا برای جلوگیری از ایجاد رد).
همچنین IPA میتواند برای چسباندن قطعات PVB به یکدیگر هم استفاده شود؛ فقط کافیست چند قطره روی یکی از سطوح بریزید تا حالت چسبناک پیدا کند، سپس قطعه دیگر را روی آن قرار دهید.
نکته پایانی اینکه پس از فرآیند پرداخت، اجازه دهید مدل حداقل یک تا دو روز در دمای محیط خشک شود. بعد از آن حتی میتوانید مدل را رنگ کنید تا جلوهای حرفهایتر داشته باشد.
نتایج و بازخورد عمومی PVB
روی هم رفته فیلامنت 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 فیلامنت 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 فیلامنت PVB، امکان استفاده از نازلهای بزرگتر برای پرینت آن است. One maker برای پرینت یک ظرف تزئینی از یک نازل 0.8 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 0.8 میلیمتری و البته لایههایی به ارتفاع 0.4 پرینت شده بود. دست آخر، باید بگوییم که فیلامنت 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.
نمونه محصولات تولید شده با فیلامنت PVB به روش پرینت سه بعدی
سوالات متداول
فیلامنت PVB (Polyvinyl Butyral) یک ترموپلاستیک است که نسبت به PLA ظاهر زیباتر و براقتری ارائه میدهد و مهمترین ویژگیاش قابلیت صیقلیسازی با الکل ایزوپروپیل (IPA) است. در حالی که PLA برای کاربری عمومی مناسب است، PVB بیشتر برای مدلهایی با ظاهری زیبا و حرفهای استفاده میشود.
خیر، خوشبختانه فیلامنت PVB نسبتاً آسان برای پرینت است و رفتار آن شبیه به PETG میباشد. نیازی به نازل مقاوم یا محفظه بسته ندارد و به راحتی روی صفحات PEI صاف یا ساتن چاپ میشود.
دمای نازل بین ۲۱۰ تا ۲۱۵ درجه سانتیگراد و دمای صفحهی گرم حدود ۷۰ تا ۷۵ درجه سانتیگراد برای چاپ با PVB مناسب است. استفاده از فن خنککننده روی ۱۰۰٪ و خشک کردن فیلامنت پیش از پرینت هم توصیه میشود.
برای براق و صاف کردن سطح مدل، میتوان از الکل ایزوپروپیل (IPA) استفاده کرد. این کار را میتوان با ایربراش، اسپری، غوطهوری، یا دستگاههای ویژه صیقلدهی مانند Polysher انجام داد.
بله، بهراحتی! کافی است چند قطره IPA روی سطح یکی از قطعات بریزید تا حالت چسبناک پیدا کند، سپس قطعه دیگر را روی آن فشار دهید. این روش ساده و تمیز برای ساخت مدلهای چندبخشی بسیار کاربردی است.
بله. پس از خشک شدن کامل مدل صیقلی، میتوان آن را با رنگهای مختلف (ترجیحاً آکریلیک یا اسپری) رنگآمیزی کرد. چون سطح نهایی کاملاً صاف است، نتیجه نهایی بسیار حرفهای و چشمنواز خواهد بود.
مقاومت ضربهای و حرارتی PVB متوسط است و نمیتوان آن را با ABS یا Nylon مقایسه کرد. بنابراین برای کاربردهای مکانیکی یا محیطهایی با دمای بالا پیشنهاد نمیشود. اما برای پروژههای دکوراتیو و بصری، ایدهآل است.