ABS داخل خودرو و زیر آفتاب؛ محدودیت واقعی PLA
نگهدارنده‌ی گوشی‌ای که در تابستان داخل ماشین خم شد، تقصیر طراحی نبود؛ تقصیر متریال بود. چرا PLA داخل خودرو کم می‌آورد، ABS تا کجا دوام می‌آورد و نور آفتاب جدا از گرما چه می‌کند.
قطعه‌ی پرینت سه‌بعدی که قرار است داخل خودرو یا زیر آفتاب بماند، با دو چیز روبه‌روست که روی میز کار دیده نمی‌شوند: گرما و نور. نگهدارنده‌ی گوشی‌ای که در خانه بی‌نقص بود، بعد از یک بعدازظهر مرداد در ماشینِ پارک‌شده کج می‌شود؛ گیره‌ای که محکم بسته می‌شد، شل می‌شود.
این مقاله می‌گوید چرا این اتفاق برای PLA می‌افتد، ABS تا کجا جواب می‌دهد، و کجا هیچ‌کدام از این دو جواب نیست.
داخل خودروی پارک‌شده چقدر گرم می‌شود
ماشینی که در تابستان زیر آفتاب پارک شده، خیلی زود از دمای هوای بیرون جلو می‌زند. هوای داخل کابین به‌راحتی از ۶۰ درجه می‌گذرد و سطح داشبورد که مستقیم زیر شیشه است، از آن هم داغ‌تر می‌شود — به ۷۰ و حتی ۸۰ درجه هم می‌رسد. صندلی تیره، کنسول وسط و طاقچه‌ی عقب هم کم از داشبورد ندارند.
یعنی قطعه‌ای که داخل خودرو کار می‌کند، باید برای دمایی طراحی شود که در هیچ اتاقی تجربه نمی‌کند.
چرا PLA آنجا کم می‌آورد
PLA از حدود ۶۰ درجه نرم می‌شود. ذوب نمی‌شود و شکلش را یک‌باره از دست نمی‌دهد؛ مشکل دقیق‌تر از این است: سفتی‌اش را از دست می‌دهد و زیر هر نیرویی، حتی وزن خودش، آرام‌آرام خم می‌شود.
- نگهدارنده‌ی گوشی زیر وزن گوشی پایین می‌افتد
- گیره‌ای که با فشار روی دریچه‌ی کولر نشسته، باز می‌شود و دیگر برنمی‌گردد
- قطعه‌ی تخت، تاب برمی‌دارد
این یک ایراد چاپ نیست؛ محدودیت دمایی PLA است. برای همین در رویه‌ی چاپ مجدد ما هم قطعه‌ی PLA که داخل خودروی زیر آفتاب تغییر شکل داده، عیب حساب نمی‌شود — متریال برای آن کار انتخاب نشده بوده.
ABS تا کجا دوام می‌آورد
ABS از حدود ۱۰۰ درجه نرم می‌شود؛ یعنی برای تقریباً همه‌ی جاهای داخل کابین، حتی روی داشبورد، حاشیه‌ی امن دارد. علاوه بر این چقرمه است: زیر ضربه و لرزش به‌جای شکستن، کمی خم می‌شود و برمی‌گردد — چیزی که در ماشین زیاد پیش می‌آید.
جایی که ABS هم جواب نیست، داخل محفظه‌ی موتور و نزدیک قطعات داغ است. کنار بلوک موتور، اگزوز یا رادیاتور دما از ۱۰۰ درجه می‌گذرد و تماس با سوخت و روغن هم اضافه می‌شود. آنجا جای پلاستیک‌های FDM معمولی نیست و صادقانه همین را می‌گوییم.
جزئیات فنی‌تر این متریال در صفحه‌ی پرینت سه‌بعدی ABS آمده است.
نور خورشید؛ مسئله‌ای جدا از گرما
گرما فوری اثر می‌کند، نور آهسته. پرتو فرابنفش آفتاب در طول ماه‌ها سطح ABS را تخریب می‌کند: رنگ زرد یا کدر می‌شود، سطح گچی می‌شود و قطعه کم‌کم ترد می‌شود. قطعه‌ای که پشت شیشه یا بیرون از ماشین است، این را زودتر نشان می‌دهد.
ساده‌ترین محافظ، رنگ است: یک لایه پرایمر و بعد رنگ، جلوی رسیدن نور به خود پلاستیک را می‌گیرد. اگر قطعه قرار است سال‌ها بیرون بماند، متریال‌های مقاوم‌تر به UV هم هست که در فهرست سفارش آنلاین ما نیستند؛ برایشان تماس بگیرید.
رنگ قطعه هم مهم است
قطعه‌ی مشکی زیر آفتاب به‌مراتب داغ‌تر از قطعه‌ی سفید یا طوسی روشن می‌شود. اگر قطعه زیر نور مستقیم است و رنگش برایتان مهم نیست، رنگ روشن چند درجه حاشیه‌ی امن اضافه می‌کند — همان چند درجه‌ای که گاهی فاصله‌ی «کار می‌کند» و «خم شد» است.
طراحی قطعه‌ای که گرم می‌شود
متریال درست نصف کار است. نصف دیگر این است که قطعه را طوری بسازید که در گرما کمترین تنش را تحمل کند:
- نیروی دائمی را حذف کنید. گیره‌ای که همیشه تحت فشار است، در گرما زودتر شل می‌شود. پیچ و مهره از اتصال فشاری مطمئن‌تر است.
- دیواره را ضخیم‌تر بگیرید. برای قطعه‌ی باربر دیواره‌ی بیشتر از پرکننده‌ی بیشتر اثر دارد.
- گوشه‌ی تیز داخلی نگذارید. یک فیلت کوچک تمرکز تنش را برمی‌دارد.
- جهت چاپ را به ما بگویید. قطعه در جهت جدا شدن لایه‌ها ضعیف‌تر است؛ اگر بدانیم نیرو از کجا می‌آید، قطعه را درست روی صفحه می‌چینیم.
- برای رزوه‌ی ریز، مهره‌ی فلزی بگذارید. رزوه‌ی پلاستیکی در گرما زودتر می‌ریزد.
بیشتر این‌ها همان اشتباهات طراحی برای پرینت سه‌بعدی است که در گرما شدیدتر خودشان را نشان می‌دهند.
چند مثال از قطعه‌های رایج خودرو
- نگهدارنده‌ی گوشی روی دریچه‌ی کولر: ABS. اگر روی داشبورد و زیر نور مستقیم است، ترجیحاً رنگ روشن.
- گیره و بست داخل کابین (پنل در، کنسول): ABS، با اتصالی که تحت فشار دائمی نیست.
- قطعه‌ی تزئینی یا قاب پشت شیشه: ABS با پرایمر و رنگ، برای محافظت از نور.
- درپوش، دکمه و قطعه‌ی کوچک داخل صندوق: دور از نور و گرمای شدید؛ اینجا حتی PLA هم معمولاً دوام می‌آورد.
- هر چیزی داخل محفظه‌ی موتور: پرینت FDM معمولی نه.
قدم بعدی
اگر قطعه‌تان برای داخل خودرو است، فایل را آپلود کنید و در انتخاب متریال ABS را بزنید؛ قیمت و زمان واقعی همان‌جا محاسبه می‌شود. اگر قطعه‌ی اصلی شکسته و فایلش را ندارید، ساخت قطعه یدکی نایاب از روی همان نمونه‌ی شکسته فایل می‌سازد. و اگر مطمئن نیستید قطعه در آن دما و آن نیرو دوام می‌آورد، کارشناسی ساخت و تولید قطعه پیش از چاپ همین را بررسی می‌کند.