راهنمای جامع انواع فیلامنت‌های پرینتر سه بعدی [آپدیت ۲۰۲۱]

اگر تا به حال در مورد پرینترهای سه بعدی مطالعه کرده باشید و یا چند نمونه از انواع آن‌ها را دیده باشید، حتما اصطلاحاتی همچون «FDM» ،«DLP» ،«SLA» و یا «SLS» به گوشتان خورده است. این عناوین در حقیقت نام زیرتکنولوژی‌های انواع پرینترهای سه بعدی تجاری هستند که نسبت به همدیگر تفاوت‌هایی دارند. حتی مواد مورد استفاده برای پرینت سه بعدی هم در هر کدام از این زیرتکنولوژی‌های متفاوت است. در این نوشته قصد داریم به فیلامنت یا Filament بپردازیم که ماده مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی FDM است.

FDM که مخفف Fused Deposition Modeling است با نام‌های تجاری FFF و PJP هم شناخته می‌شود. پرینترهای سه بعدی FDM رایج‌ترین و ارزان‌ترین قیمت‌ترین پرینترهای سه بعدی در جهان هستند که از موادی با فرم رشته‌ای به نام فیلامنت برای ساخت قطعات استفاده می‌کنند. جنس همه‌ی فیلامنت‌های مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی از ترموپلاستیک‌ها است. ترموپلاستیک‌ها به دسته‌ای از پلاستیک‌ها گفته می‌شود که در اثر گرم شدن در دمای خاصی ذوب می‌شوند و پس از سرد شدن مجدد، بدون تغییر قابل ملاحظه‌ای در خواص مکانیکی و ترمودینامیکی به حالت جامد در می‌آیند.

هرچند که جنس ماده‌ی پایه‌ی همه‌ی فیلامنت‌ها از ترموپلاستیک‌ها است، در حال حاضر فیلامنت‌های بسیار زیادی در بازار موجود است که از ترکیب مواد دیگری همچون چوب، انواع فلزات، فیبر کربن و فایبرگلاس هم در ساختارشان استفاده شده است. اجازه دهید تا به طور خلاصه هر کدام از این فیلامنت‌های خاص را معرفی کنم تا بحث برایتان روشن‌تر شود.

توضیح: برندهایی که در ادامه به عنوان پیشنهاد برای هر کدام از انواع فیلامنت ها معرفی می‌شوند، از بهترین برندهای جهانی به انتخاب مراجع معتبری همچون All3DP و 3DInsider هستند. بعضی از این برندها به دلیل قیمت بالا به کلی در بازار ایران موجود نیستند. قیمت‌هایی که برای هر کدام از انواع فیلامنت‌ها ذکر شده برای رول (حلقه)های یک کیلویی فیلامنت‌ها است و حدود قیمت آن‌ها را نشان می‌دهد تا بتوانید دید بهتری برای انتخاب آن‌ها داشته باشید. واضح است که زمانی که شما این نوشته را می‌خوانید قیمت‌های این فیلامنت‌ها در بازار ایران به خاطر تغییرات نرخ ارز تغییر کرده است؛ حتی اگر فردای انتشار این نوشته آن را بخوانید!!!

فیلامنت PLA

فیلامنت PLA یا پلی‌لاکتیک اسید (Polylactic Acid) رایج‌ترین نوع از مواد مصرفی در پرینترهای سه بعدی است. ترموپلاستیک PLA که از نشاسته‌ی موادی چون ذرت به دست می‌آید، به دلیل زیست‌تخریب‌پذیر بودن، عدم انتشار بخارات سمی، قیمت مناسب و همچنین سادگی چاپ سه بعدی طرفداران زیادی به خصوص در بین کاربران تازه‌کار پرینترهای سه بعدی دارد. این نوع فیلامنت در بازار ایران دارای بیشترین تنوع برند و رنگ در بین دیگر فیلامنت‌ها است.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت PLA: برند Filatech
حدود قیمت فیلامنت PLA (برندهای موجود در بازار ایران): ۵۵۰ تا ۸۰۰ هزار تومان

فیلامنت ABS

فیلامنت ABS که نام کامل آن Acrylonitrile Butadiene Styrene است، در کنار PLA یکی از رایج‌ترین مواد اولیه‌ی مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی FDM است. فیلامنت ABS از مواد نفتی به دست می‌آید. یکی از مزایای مهم فیلامنت ABS نسبت به PLA مقاومت دمایی و مکانیکی بالاتر است. از طرف دیگر می‌توان به انتشار گازهای سمی در حین فرآیند پرینت سه بعدی، نیاز به پرینترهای سه بعدی حرفه‌ای‌تر (و به تبع آن گران‌تر)، زیست‌تخریب‌ناپذیر بودن و نیاز به تجربه‌ی بیشتر برای پرینت سه بعدی به عنوان نقاط ضعف فیلامنت ABS نسبت به PLA اشاره کرد.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت ABS: برند Filatech | eSun
حدود قیمت فیلامنت ABS (برندهای موجود در بازار ایران): ۴۵۰ تا ۸۰۰ هزار تومان

فیلامنت PETG

فیلامنت پرینتر سه بعدی PETG ترکیبی از پلی استر (PER-Glycerol) است. هرچند که PETG همچون فیلامنت‌های PLA و ABS پر طرفدار نیست، ولی همچنان می‌توان آن را به عنوان یکی از پرطرفدارترین مواد مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی فیلامنتی در نظر گرفت. فیلامنت PETG را می‌توان به عنوان نقطه‌ی رسیدن مزایای PLA و ABS در نظر گرفت. راحتی پرینت سه بعدی آن نزدیک‌تر به PLA است و خواص مکانیکی آن نزدیک‌تر به ABS!

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت PETG: برند MatterHackers | ColorFabb
حدود قیمت فیلامنت PETG (برندهای موجود در بازار ایران): ۶۵۰ هزار تا یک میلیون تومان

فیلامنت انعطاف‌پذیر TPU

فیلامنت Flexible TPU یا ترموپلاستیک پلی‌اورتان (Thermoplastic Polyurethane) همانطور که از نامش پیداست، دارای خاصیت ارتجاعی است. فیلامنت TPU را هم می‌توان جزو فیلامنت‌های حرفه‌ای به حساب آورد که نیاز به تجربه‌ی کافی برای پرینت سه بعدی دارد. از خواص فیلامنت TPU علاوه بر انعطاف‌پذیر بودن می‌توان به مقاومت بالا در برابر سایش و پارگی اشاره کرد.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت انعطاف‌پذیر TPU: برند MatterHackers | NinjaTek | PolyFlex
حدود قیمت فیلامنت TPU (برندهای موجود در بازار ایران): ۷۰۰ هزار تا یک میلیون تومان

فیلامنت HIPS

فیلامنت HIPS یا پلی‌استایرن فشرده (High Impact Polystyrene) معمولا به تنهای به عنوان ماده‌ی اولیه‌ی پرینت سه بعدی استفاده نمی‌شود. از این فیلامنت اغلب در پرینترهای سه بعدی دونازله و به عنوان ساپورت فیلامنت ABS استفاده می‌شود. مزیت استفاده از فیلامنت HIPS به عنوان ساپورت این است که پس از پایان فرآیند پرینت سه بعدی، با قرار دادن قطعه در حلال d-Limonene می‌توان آن را به صورت شیمیایی و با کمترین آسیب به قطعه‌ی اصلی جدا کرد.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت HIPS: برند MatterHackers | GizmoDorks
حدود قیمت فیلامنت HIPS (برندهای موجود در بازار ایران): ۴۵۰ تا ۸۰۰ هزار تومان

فیلامنت چوب (Wood Filament)

فیلامنت چوب یکی از مواد اولیه‌ی مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی FDM است که به طور معمول ۷۰ درصد از آن را ترموپلاستیک PLA و ۳۰ درصد آن را خرده‌ها و یا خاکه‌ی چوب تشکیل می‌دهد. البته این درصد ثابت نیست و متناسب با برند فیلامنتی که قصد خرید آن را داشته باشید تغییر می‌کند. حتی فیلامنت‌های چوبی در بازار هستند که در آن‌ها تنها از رنگ چوب استفاده شده است و خبری از چوب واقعی نیست!

فیلامنت‌هایی که در آن‌ها از چوب واقعی استفاده شده، علاوه بر رنگ چوب، تا حد زیادی بافت سطح، ظاهر و حتی بوی چوب را هم در خود حفظ کرده‌اند. کاربرد اینگونه از فیلامنت‌ها اغلب در پرینت سه بعدی قطعات تزئینی و دکوراتیو است.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت چوب: Fillamentum | Colorfabb | FormFutura
حدود قیمت فیلامنت چوب (برندهای موجود در بازار ایران): ۵۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان

فیلامنت فیبر کربن (Carbon Fiber Filament)

فیبر کربن یا الیاف کربن به دلیل خواص مکانیکی کم‌نظیر در عین وزن کم، یکی از کامپوزیت‌های پر کاربرد در صنعت است که راهش را در فیلامنت‌های پرینتر سه بعدی هم پیدا کرده است. فیلامنت‌های فیبر کربن اغلب از ترموپلاستیک‌هایی چون ABS، نایلون و PLA به عنوان ماده‌ی پایه استفاده می‌کنند. سختی و مقاومت بالا در عین وزن پایین از مزایا و نیاز به نازل فولادی برای چاپگر سه بعدی و شکنندگی فیلامنت از معایب فیلامنت Carbon Fiber است.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت فیبر کربن: برند MatterHackers | GizmoDorks
حدود قیمت فیلامنت فیبر کربن (برندهای موجود در بازار ایران): ۸۰۰ هزار تا ۲ میلیون تومان

فیلامنت فایبرگلاس (Fiberglass Filament)

فیلامنت فایبرگلاس را می‌توان در دسته‌ی فیلامنت‌های کاملا صنعتی در نظر گرفت که به دلیل قیمت بالا و تخصصی بودن چاپ سه بعدی با آن، به کاربران تازه‌کار پرینترهای سه بعدی توصیه نمی‌شود. همچون فیلامنت چوب، در فیلامنت Fiberglass هم تکه‌ها و یا رشته‌های فیبر شیشه در ماده‌ی اولیه‌ی پایه‌ای همچون PLA و یا ABS وجود دارد. طول این رشته‌ها در حدود ۱۰ میکرومتر است و همین تکه‌های کوچک می‌توانند تاثیر زیادی بر افزایش استحکام و مقاومت قطعه‌ی پرینت شده با این فیلامنت بگذارند.

پیشنهاد برند برای خرید فیلامنت فایبرگلاس: MatterHackers | eSun | 3DTech
حدود قیمت فیلامنت فایبرگلاس (برندهای موجود در بازار ایران): ناموجود

فیلامنت فلز (Metal Filament)

فیلامنت فلز که در اصطلاح به آن Metal Filled هم گفته می‌شود، به طور معمول از ترموپلاستیک PLA به عنوان ماده‌ی پایه و پودر فلزات مختلفی همچون برنج، مس، برنز و حتی طلا به عنوان ماده‌ی افزودنی تشکیل می‌شود.

در مورد فیلامنت‌های فلز هم همچون فیلامنت‌های چوب این موضوع صادق است که در بعضی از مدل‌های آن‌ها از هیچگونه ماده‌ی فلزی استفاده نشده و تنها رنگ فلز خاصی را به همراه دارند.

مهمترین مزیت فیلامنت فلزی (با پودر فلز) توانایی ساخت قطعه‌ی مشابه با یک قطعه‌ی تمام فلزی است و از معایب آن می‌توان به خورده شدن و نیاز به تعویض منظم نازل پرینتر سه بعدی FDM اشاره کرد.

پیشنهاد برند مناسب و قیمت فیلامنت فلز متناسب با نوع فلز متفاوت است.

فیلامنت فلورسنت و فسفرسانس

این نوع فیلامنت‌ها هم با افزودن موادی با خاصیت فلورسانس یا فسفرسانس به دست می‌آیند. فیلامنت فلورسنت یا فسفرسنت هم از ترموپلاستیک‌های پایه‌ای همچون PLA استفاده می‌کنند و خواص مکانیکی و ملاحظات پرینت سه بعدی آن هم تا حد زیادی به آن ماده‌ی پایه وابسته است. از این نوع فیلامنت‌ها اغلب در کارهای دکوراتیو استفاده می‌شود.