پرینت سه بعدی با فیلامنت ASA
فیلامنت ASA یا استایرن اکریلات اکریلونیتریل یکی از موادی است که به طور روز افزون در پرینت سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حقیقت، پایداری این ماده در برابر اشعه فرابنفش و توانایی آن در تحمل گرما آن چیزی است که سبب شده فیلامنت ASA تا این اندازه محبوب شود. با این حال، برای آنکه بتوانید با این ماده کار کنید باید به خوبی با آن آشنا باشید، در غیر این صورت شاید کار کردن با آن دشوار به نظر برسد. علاوه بر این موضوع، خواص موجود در فیلامنت ASA نیز ممکن است با تغییر برند، تفاوت پیدا کند.
در مقاله پیش رو قصد داریم به معرفی فیلامنت ASA و سپس اصول کار با آن بپردازیم. پس برای شروع کار با این فیلامنت پرینت سه بعدی، با ما همراه باشید.
ترموپلاستیک استایرن اکریلات اکریلونیتریل با نام اختصاری ASA به گونه‌ای طراحی شده است تا علاوه بر داشتن خواص ABS، به تابش اشعه فرابنفش نیز مقاوم باشد. بنابراین انتخاب خوبی برای کاربردهای صنعتی و مربوط به محیط بیرون است، به طوری که اغلب از آن برای تولید بخش‌های خارجی خودرو و ماشین کاروان، قطعات قایق و تابلوهای اعلانات استفاده می‌شود؛ همچنین، انواعی از لوازم خانگی و ابزارآلاتی که در محیط بیرون قرار می‌گیرند هم می‌توانند در گستره کاربردهای فیلامنت ASA قرار بگیرند.
پلاستیک ASA را می‌توان ماده بادوامی نامید که در برابر بسیاری از عوامل همچون گرما، اشعه UV، رطوبت، سایش و ضربه مقاومت خیلی خوبی دارد. مقاومت حرارتی این ماده از بیشتر مواد پرینت سه بعدی دیگر بیشتر است و دمای انتقال به شیشه آن حدود 112 درجه سلسیوس است. این بدان معنی است که حتی اگر تابیدگی اتفاق افتاده باشد، تا زمانی که دما به 90 الی 95 درجه سلسیوس کاهش پیدا نکند شما هیچ اثری از وجود تابیدگی نخواهید دید.
شاید فیلامنت ASA در استحکام کششی به پای فیلامنت‌های پلی کربناتی نرسد، اما در این مورد از بیشتر مواد پرینت سه بعدی برتر است. علاوه بر این، فیلامنت ASA خواص مکانیکی خوبی دارد که در کنار دوام فوق‌العاده آن، به یک پلاستیک رده بالا تبدیل می‌شود. فیلامنت ASA می‌تواند مدت زیادی در آب قرار بگیرد و تجزیه نشود. مقاومت به رطوبت در کنار مقاومت به اشعه فرابنفش، ASA را به یک گزینه خوب برای کاربردهای مربوط به محیط باز و مرطوب تبدیل می‌کند.
علاوه بر مواردی که بالاتر گفته شد، این ماده درجه سختی بالایی دارد. به همین خاطر، امکان انجام عملیات پسا پردازش و سنباده زنی روی آن وجود دارد. مقاومت شیمیایی ویژگی مطلوب دیگری است که در فیلامنت ASA دیده می‌شود، زیرا می‌تواند پایداری خود را در برابر بسیاری از مواد شیمیایی همچون مواد قلیایی، الکل‌ها، انواع روغن و غیره حفظ کند. با این حال، در استون حل می‌شود و کوچک‌ترین تماسی با استون آن را ذوب می‌کند. به طوری که می‌توانید از انجام عملیات پساپردازش صرف نظر کنید و تنها با استفاده از استون، خطوط پرینت را در سطح قطعه از بین ببرید. جالب است بدانید که برخلاف بیشتر مواد پرینت سه بعدی، پرینت‌های ASA سطح ماتی دارند. چنین چیزی سبب می‌شود کیفیت پرینت بالاتر رفته و از بین بردن خطوط پرینت هم راحت‌تر شود. به همین خاطر است که سطح قطعات ASA بدون هیچ عملیات پساپردازشی نسبت به پرینت‌های PLA، PETG و ABS صاف و صیقلی‌تر به نظر می‌آید.
همین الان سفارش خود را ثبت کنید!
بسیاری از معایب فیلامت ABS در فیلامنت ASA نیز دیده می‌شود؛ اما میزان شدت آن‌ها در فیلامنت ASA کمتر است. به عنوان نمونه، ماده ASA مستعد چروک خوردن است که در نهایت به تابیدگی منجر خواهد شد، به ویژه اگر حجم پرینت بزرگ باشد. استفاده از یک محفظه گرم و ایجاد حاشیه در نمونه، مشکلات ناشی از عدم چسبندگی بستر را کم می‌کند که این امر، ارتباط مستقیمی با تابیدگی پرینت شما دارد.
فیلامنت ASA، گاز تولید می‌کند که به استایرن موجود در ساختار آن برمی‌گردد. تنفس گازهایی که از فیلامنت ASA تولید می‌شود به مدت طولانی، ممکن است خطرناک باشد. به همین خاطر، برای پرینت این فیلامنت از یک پرینتر سه بعدی دارای محفظه استفاده کنید و با تهویه مناسب، گازهای مضر را از جایی که شما و افراد دیگر در معرض آن قرار دارید، خارج کنید.
ASA نیز مانند بیشتر پلاستیک‌ها جاذب رطوبت است. اما به اندازه دیگر مواد پرینت سه بعدی معروف تجزیه نمی‌شود. با این حال، فیلامنت را پیش از استفاده باید خشک کنید. برخی از تولیدکنندگان دستورالعمل خاصی را برای خشک کردن فیلامنت به شما توصیه خواهند کرد که با دنبال کردن آن‌ها به نتیجه بهتری خواهید رسید. در آخر، مقاومت حرارتی فیلامنت ASA در بیشتر مواقع به عنوان یک مزیت دانسته می‌شود، اما حقیقت آن است که کار کردن با آن را مشکل می‌سازد. زیرا دمای نازل و بستر باید بسیار بالا باشد تا به خوبی پرینت شود، به طوری که این دما حتی از دمای مورد نیاز فیلامنت ABS هم بیشتر است. از این رو، گاهی سخت می‌شود از خنک شدن قطعات بزرگ در هنگام پرینت جلوگیری کرد.
با نظر به مقاومت خوبی که استایرن اکریلات اکریلونیتریل در برابر اشعه فرابنفش از خود نشان می‌دهد، می‌تواند یک انتخاب مناسب برای استفاده در محیط بیرون باشد. بیشتر برندهای فیلامنت ASA تا دمای 90 درجه سلسیوس دچار تغییر شکل محسوسی نخواهند شد، از این رو، در مواردی که قطعه باید مدت زیادی در معرض آفتاب یا حتی داخل یک اتومبیل داغ دوام بیاورد، پرینت سه بعدی با فیلامنت ASA گزینه خوبی خواهد بود. مقاومت این ماده به اشعه فرابنفش به حدی خوب است که اگر در معرض نور مستقیم آفتاب هم قرار بگیرد، به راحتی تجزیه نخواهد شد.
مقاومت ضربه‌ای و مقاومت به سایش دو ویژگی مهم دیگری هستند که در پرینت سه بعدی با فیلامنت ASA به چشم می‌خورند؛ این دو ویژگی سبب شده‌اند که پرینت سه بعدی با فیلامنت ASA حتی برای تولید قطعات صنعتی هم مناسب باشد. به ویژه قطعاتی که تحت اثر تنش‌های مکانیکی تکرارشونده قرار می‌گیرند. پلاستیک ASA کاربردهای رایج دیگری هم دارد که عبارت هستند از تولید فوری نمونه‌های حرفه‌ای، ساخت ابزارآلات و انواع جیگ‌ها. برخی کاربران پرینت سه بعدی نیز با استفاده از فیلامنت ASA وسایل جالب و کاربردی می‌سازند؛ مانند لانه و جای غذای پرندگان، گلدان، آداپتور شیلنگ و بسیاری دیگر.
ASA و ABS هر دو از فیلامنت‌های دما بالا به حساب می‌آیند و اغلب در جایی به کار می‌روند که درجه بالایی از مقاومت حرارتی نیاز باشد. برای مدت طولانی، فیلامنت ABS به عنوان بهترین فیلامنت برای پرینت در دمای بالا شناخته می‌شد. اما اکنون رینت سه بعدی با فیلامنت ASA می‌تواند بازه‌های دمایی بیشتر از آن را هم تحمل کند.
به طور کلی، خواص این دو ماده برای اکسترود با دمای بالا و بسترهای داغ مناسب است، اما از سوی دیگر، هر دوی آن‌ها به شدت مستعد چروکیدگی و تاب خوردن هستند. علاوه بر این موضوع، پرینت هر دوی آن‌ها با انتشار بوی تند و گازهای سمی همراه است، بنابراین باید در یک محیط دارای تهویه پرینت شوند.
تفاوت مهم آن‌ها در مقاومت به اشعه فرابنفش خلاصه می‌شود. ABS تحمل تابش اشعه فرابنفش را ندارد، به گونه‌ای که در معرض نور خورشید رنگ خود را از دست می‌دهد و تجزیه می‌شود. اما در مقابل، ASA به خوبی در برابر اشعه فرابنفش مقاومت می‌کند و می‌تواند به مدت طولانی در معرض آفتاب قرار بگیرد، بدون آنکه تغییر رنگ یا تخریب محسوسی در آن دیده شود.
پرینت سه بعدی با فیلامنت PETG را اگر بخواهیم معرفی کنیم، باید بگوییم این ماده خواص چند منظوره دارد و توانسته است به یک ماده پرینت سه بعدی پرطرفدار تبدیل شود. دلیلش هم آن است که این ماده به راحتی فیلامنت PLA پرینت می‌شود و همچون فیلامنت ABS یا حتی بیشتر از آن دوام دارد. فیلامنت PETG هم مانند ASA به اشعه فرابنفش مقاوم است، این یعنی ساختار آن در معرض نور خورشید تجزیه نمی‌شود و قطعه به رنگ زرد درنمی‌آید. همچنین، مقاومت ضربه‌ای آن بالا بوده و از استحکام کششی خوبی برخوردار است.
فیلامنت PETG بیشتر در تنظیمات پرینت با ASA تفاوت پیدا می‌کند.گفته می‌شود که دمای پرینت PETG باید از دمای پرینت PLA بالاتر باشد، اما این دما باز هم از درجه حرارت پرینت ASA و ABS خیلی کمتر است. PETG برای پرینت شدن به بستر گرمی نیاز ندارد، با این حال بسیاری از برندهای فیلامنت استفاده از آن را توصیه می‌کنند. همچنین، احتمال چروک شدن PETG از ASA پایین‌تر است که نگرانی از این بابت کم می‌کند.
همانطور که پیش‌تر هم اشاره کردیم، برای آنکه فیلامنت ASA به درستی پرینت سه بعدی شود باید از یک بستر گرم استفاده کرد. قطعاتی هم که حجم آن‌ها از یک مشت فراتر برود علاوه بر بستر گرم، باید در یک محفظه گرم پرینت سه بعدی شوند. اما از سوی دیگر، احتمال رشته شدن فیلامنت ASA نزدیک به صفر است، در صورتی که مشکل عمده فیلامنت PETG همین رشته شدن، و همچنین تشکیل حباب است. بنابراین از نظر کیفیت پرینت، ASA بر PETG برتری دارد.
مهم‌ترین نکته‌ای که در هنگام پرینت سه بعدی فیلامنت ASA باید به آن توجه کنید، چسبندگی مطلوب بستر است. با اضافه کردن اندک حاشیه به قطعه خود می‌توانید از وقوع تابیدگی جلوگیری کنید؛ این کار حتی از قطعه شما در برابر ورآمدگی لایه‌ها نیز محافظت می‌کند.
توصیه می‌شود که هنگام پرینت سه بعدی با فیلامنت ASA از چسب بستر استفاده کنید؛ برای این کار می‌توانید چسب‌هایی مانند دوغاب مخصوص ASA و ABS، چسب Magigoo یا PVA را روی یک بستر شیشه‌ای به کار ببرید تا از چسبندگی پرینت روی بستر اطمینان حاصل کنید. صفحات BuildTak و PET نیز سطوح خوبی برای نگه داشتن فیلامنت ASA هستند.
فیلامنت را قبل از استفاده خشک کنید. فیلامنت ASA رطوبت محیط اطراف خود را، حتی رطوبتی را که در هوا موجود است به خود جذب می‌کند. دمای خشک کردن و مدت زمان این کار نیز برای هر برندی متفاوت است، بنابراین قبل از پرینت، دستورالعمل تولیدکننده فیلامنت را در وب‌سایت آن مطالعه کنید.
از فن خنک کننده به میزان خیلی کم استفاده کنید. فیلامنت ASA در هنگام پرینت شدن به خنک کردن کمی نیاز دارد و گاهی هم اصلا نیازی به این کار نخواهد بود. اگر می‌خواهید نتیجه خوبی از کار خود بگیرید، بهتر است که هنگام پرینت لایه اول فن را خاموش کنید و فقط لایه‌های بعدی را آن هم با کمترین میزان ممکن خنک کنید.
سوالات متداول
به طور معمول، دوام و سختی فیلامنت ASA از فیلامنت PLA بیشتر است. زیرا تردی فیلامنت ASA کمتر بوده و مقاومت بیشتری به حرارت دارد. با این وجود، باید به خاطر داشت که هر دوی این مواد از مزایا و معایب خاص خود برخوردارند، به همین خاطر، تصمیم گیری برای انتخاب یکی از آن‌ها به نیازهای شما بستگی دارد. همچنین، به ندرت پیش می‌آید که استحکام تنها عامل موثر در تصمیم گیری واقع شود، چه بسا هیچکدام از آن‌ها حتی قوی‌ترین فیلامنت پرینت سه بعدی هم نیستند.
همچون فیلامنت ABS، فیلامنت ASA نیز به هنگام پرینت شدن گازهای سمی از خود منتشر می‌کند. به طور دقیق‌تر، گازهایی که فیلامنت ASA تولید می‌کند از فیلامنت ABS سمی‌تر هستند! استفاده از یک پرینتر سه بعدی دارای محفظه بسته و ماسک‌های فیلتردار دو راه حل موثر هستند که خطرات ناشی از این امر را کم می‌کنند.
خیر؛ASA و ABS دو فیلامنت متفاوت هستند. با وجود آنکه هر دوی آن‌ها پلیمر ترموپلاستیک هستند و خواص مشترک زیادی باهم دارند، اما فیلامنت ASA در برابر اشعه فرابنفش و رطوبت فوق‌العاده مقاوم است. به دلیل پایداری این پلاستیک در زیر آفتاب، می‌توان از آن برای کاربردهای مربوط به محیط بیرون بهره برد.
فیلامنت ASA و فیلامنت ABS از جنبه‌های بسیاری به هم شبیه هستند، از جمله تاب خوردگی. بهترین راه‌های جلوگیری از تاب خوردگی عبارت هستند از ایجاد لبه‌های خاص در قطعه (raft or brim)، اطمینان از چسبندگی مناسب بستر و استفاده از محفظه پرینتر سه بعدی.
هدف از توسعه استایرن اکریلات اکریلونیتریل، ماده‌ای بود که علاوه بر داشتن خواص ABS، نسبت به اشعه فرابنفش هم مقاوم باشد. علیرغم آنکه بیشتر مشکلات ABS همچون چروک خوردگی، تاب خوردگی و تولید گازهای سمی در ASA دیده می‌شود، اما ASA دوام فوق‌العاده بیشتری دارد و به عنوان یک ماده پرینت سه بعدی همه فن حریف شناخته می‌شود.
پرینت این فیلامنت درست مانند ABS کمی دشوار است، چرا که باید در دمای بالایی پرینت شود. اما با استفاده از یک سطح مناسب برای پرینت، محفظه گرم و یک برند فیلامنت خوب، می‌توانید از پس همه سختی‌های آن بربیایید.