أنبوب PTFE مقاوم للحرارة العالية للطابعة ثلاثية الأبعاد

ما هو PTFE؟

مادة PTFE، المعروفة باسم "ملك البلاستيك"، هي بوليمر مصنوع من رباعي فلورو الإيثيلين كمونومر. اكتشفها الدكتور روي بلانكيت عام 1938. ربما لا تزال هذه المادة غريبة عليك، لكن هل تتذكر المقلاة غير اللاصقة التي كنا نستخدمها؟ كانت هذه المقلاة مطلية بطبقة من PTFE على سطحها، مما يمنع التصاق الطعام بقاعها، وهذا يعكس مقاومة PTFE العالية للحرارة وخصائصه التشحيمية الممتازة. اليوم، تُصنع منتجات متنوعة الأشكال من مسحوق PTFE، مثل أنابيب PTFE، وأغشية PTFE الرقيقة، وقضبان PTFE، وألواح PTFE، والتي تُستخدم جميعها في مجالات مختلفة. سنتناول فيما يلي استخدام أنابيب PTFE في أجهزة الطباعة ثلاثية الأبعاد.

هل مادة PTFE سامة؟

إن موضوع ما إذا كان PTFE سامًا هو موضوع مثير للجدل، و PTFE في الواقع غير سام.

لكن عندما كان يُضاف حمض البيرفلوروكتانويك (PFOA) سابقًا إلى مكونات مادة البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، كان هذا السم ينطلق عند استخدامه في درجات حرارة عالية. يصعب تحلل حمض البيرفلوروكتانويك في البيئة، وقد يدخل إلى جسم الإنسان والكائنات الحية الأخرى عبر الأجسام المادية والهواء والماء، ومع مرور الوقت قد يؤدي إلى انخفاض معدلات الخصوبة وأمراض أخرى في الجهاز المناعي. أما الآن، فقد حظرت السلطات إضافة حمض البيرفلوروكتانويك إلى مكونات مادة البولي تترافلوروإيثيلين. وتشير جميع تقارير اختبار المواد الخام لدينا إلى خلوها من أي مكون من حمض البيرفلوروكتانويك.

لماذا تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد أنابيب PTFE؟

مع التطور السريع للعصر الحديث، أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية تشكيل سريعة، تُعرف أيضًا بالتصنيع بالإضافة. وهي عملية ربط أو معالجة المواد تحت تحكم حاسوبي لإنتاج أجسام ثلاثية الأبعاد، باستخدام جزيئات سائلة أو جزيئات مسحوقية لدمجها معًا، وبناء الأجسام طبقة تلو الأخرى. في الوقت الحاضر، تشمل تقنية قولبة الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل عام: طريقة الترسيب بالصهر، مثل استخدام المواد البلاستيكية الحرارية، ومواد المعادن ذات النظام البلوري الشائع، وتتميز هذه الطريقة بسرعة قولبة بطيئة، وسيولة انصهار أفضل للمادة؛

مع ذلك، تُعاني طابعات ثلاثية الأبعاد من مشكلة انسداد الأنابيب، وهي مشكلة شائعة. فرغم انخفاض معدل أعطالها، إلا أن حدوث الانسداد لا يؤثر فقط على جودة الطباعة، بل يُهدر الوقت والمواد، وقد يُلحق الضرر بالجهاز. يعتقد الكثيرون أن ارتفاع درجة حرارة أنبوب التغذية يعود إلى مادة مُضافة مُستخدمة فيه. ولأن المواد الهندسية تتطلب درجات حرارة عالية مُستمرة، فإن متطلبات المكونات عالية جدًا. لذلك، تستخدم طابعات ثلاثية الأبعاد أنابيب PTFE للتغذية. ونظرًا لأن العديد من المواد الخام تُنقل إلى رأس الطباعة وهي في حالة انصهار، يجب أن يتناسب أنبوب النقل مع متطلبات مساحة الطابعة. لذا، يلجأ العديد من المصنّعين الآن إلى استخدام أنابيب حديد الفلور المدمجة، حيث تتميز أنابيب حديد الفلور والفولاذ المقاوم للصدأ بانخفاض موصليتها الحرارية، مما يُقلل بشكل فعال من درجة حرارة أنبوب التغذية، وبالتالي يُقلل بشكل كبير من معدل الانسداد. لذا، يُعد هذا الخيار الأمثل لطابعات ثلاثية الأبعاد.