به گزارش صنایع پلاستیک، امروزه توسعه‌ی بسیار سریع شکل‌دهی افزایشی (Additive Manufacturing) و یا چاپ سه بعدی، در حال ایجاد مسیری کاملا جدید در ساخت قطعات است. چاپ سه بعدی قطعات پلیمری با استفاده از فناوری پلاسمای اتمسفری یکی از آخرین پیشرفت ها در زمینه تولید قطعات پلیمری به این وسیله است.
قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند و ساخت آنها با روش‌های متداول امکانپذیر نیست از طریق ساخت افزایشی تولید می‌شوند. با وجود اینکه مواد مختلفی برای ساخت افزایشی توسعه یافته‌اند، تلاش برای توسعه مواد جدید همچنان ادامه دارد.
پلی‌اکسی‌متیل (Polyoxymethylene) که با نام‌های پلی‌استال و پلی‌فرمالدهید نیز شناخته می‌شود، یک پلاستیک گرمانرم است که به دلیل وزن کم، مقاومت به سایش بسیار عالی، پایداری ابعادی فوق‌العاده، استحکام کششی بالا، مقاومت به ضربه، تحمل خستگی و … با بسیاری از پلاستیک‌های مهندسی مانند نایلون و فلزات توان رقابت دارد.
در بین روش‌های ساخت افزایشی، نمونه سازی رسوب ذوب شونده (Fused Deposition Modeling, FDM) فناوری مناسبی برای ساخت قطعات از پلی‌استال است. لازم به ذکر است که پلی‌استال به راحتی در دماهای کمتر از ۲۵۰ درجه سانتیگراد قابل اکسترود بوده و این دما در تمام چاپگرهای FDM قابل حصول است. علاوه بر این FDM فناوری تمیزی بوده و به آسانی قابل استفاده است.
علیرغم مزایای ذکر شده، شرکت‌های مشهور دنیا در حوزه ساخت افزایشی از قبیل Stratasys و ۳D System پاسخگوی نیازهای مبتنی بر استفاده از پلی‌استال نبوده و تولید کننده فیلامنت‌های پلی‌استال هم نیستند. حتی شرکت‌های پیشرو تولید کننده فیلامنت نظیر، Filamentum ، Taulman3D ، ۳DFilaPrint و Formfutura نیز به ترویج و تولید فیلامنت‌های پلی‌استال نپرداخته‌اند. بنابراین شواهد موجود حاکی از آن است که پلی‌استال ماده‌ای نیست که بتوان به آسانی در فرآیند ساخت افزایشی مورد استفاده قرار داد و در این میان تنها چند شرکت از قبیل Gizmo Dorks و Actifil3D تولید کننده فیلامنت‌های پلی‌استال برای استفاده در چاپگرهای FDM هستند.
دو چالش اصلی که توسط تولید کننده‌های فیلامنت به آن اشاره شده عبارتند از: اولا ماهیت خود بخود نرم شوندگی (Self-lubricating) پلی‌استال است که باعث می‌شود چسبندگی اولین لایه چاپ شده به صفحه چاپ بسیار دشوار باشد. ثانیا قطعه چاپ شده به دلیل انقباض حرارتی در حین سرد شدن غیر یکنواخت می‌تواند متحمل تغییرات ابعادی شدیدی شود که از تحت عنوان تاب برداشتن قطعه یاد می‌شود.
برای رفع این چالش گروهی از محققان دانشگاه لاریوخا در اسپانیا، استفاده از فناوری پلاسمای سرد را برای بهبود چسبندگی لایه اول بر روی صفحه چاپ پیشنهاد داده‌اند که متعاقبا باعث بهبود کیفیت قطعه تولیدی نیز خواهد شد.
طی پژوهش انجام شده توسط این تیم تحقیقاتی، برای بهبود چسبندگی، سطح صفحه‌ی چاپ از جنس پلی‌کربنات توسط پلاسمای سرد مورد پردازش قرار گرفت و اثر چندین پارامتر از قبیل توان پلاسما و تعداد پاس‌های پردازش سطح مورد بررسی قرار گرفت. تقریبا تمام آزمون‌هایی که با پردازش پلاسمایی سطح چاپ تحت شرایط مختلف انجام شد حاکی از افزایش چسبندگی لایه اول به سطح بود. نتایج این پژوهش در مجله Plasma Processes and Polymers منتشر شده است.
