گسترش تکنولوژی در ساخت چاپگرهای سه بعدی، شامل انواع آنها، و کاربردهای پرینت سه بعدی در صنایع مختلف، امکاناتی برای تولیدکنندگان محصولات تجاری فراهم آورده که بتوانند نمونه ای از محصولات خود را در مراحل مختلف طراحی، تست و بررسی کرده و قبل از تولید انبوه، در اندازه‌های مورد نظر تهیه نمایند. پرینتر های سه بعدی مختلفی وجود دارد که برای ساخت سازه ها و اشیاء سه بعدی از آن ها استفاده می شود که در ادامه به معرفی چند دسته از پرینترها می پردازیم.
Stereolithography (SLA)
به عنوان قدیمی ترین روش پرینت سه بعدی شناخته می شود. این روش را معمولا مهندسان برای ساخت قطعه ای جهت تکمیل پروژه خود و یا یک شخص خلاق برای ایجاد یک نمونه اولیه پلاستیکی از ایده ذهنی خود استفاده می کند. در این روش پلاستیک مایع به جسم سه بعدی تبدیل می شود. در طول فرآیند چاپ و پس از سخت شدن یک لایه ، لیزر، لایه های بعدی را روی لایه قبلی فرم می دهد تا فرآیند چاپ به پایان برسد. مدت زمان پرینت سه بعدی به اندازه پرینتر سه بعدی بستگی دارد معمولا در نمونه سازی سریع که به مدت زمان و هزینه کمی نیاز است به طور گسترده استفاده می شود.
Digital Light Processing (DLP)
این پرینتر بسیار شبیه به مدل چاپگر نمونه قبلی است. تفاوت این دو در نوع منبع نور آنهاست. ماده مورد استفاده در این چاپگر سه بعدی رزین پلاستیکی مایع است که درون یه منبع رزین شفاف جاسازی می شود. رزین در اثر تابش مقدار زیادی نور به سرعت سفت و سخت می شود و سرعت پرینت سه بعدی بسیار چشمگیر می شود. هر لایه می تواند در طی تنها چند ثانیه ایجاد شود. بعد از تشکیل لایه اول ، لایه های بعدی به ترتیب شکل می گیرد.قطعات ایجاد شده با این پرینترهای سه بعدی تنومند بوده و کیفیت بالایی دارند. مهمترین مزیت این پرینتر نسبت به مدل قبلی این است که مواد کمتری برای ساخت جزئیات مصرف می کند و در نتیجه هدر رفت و هزینه ها کاهش می یابد.
Fused Deposition Modeling (FDM)
این چاپگر می تواند علاوه برنمونه سازی سریع، مدل های مفهومی و محصولات نهایی را نیز پرینت نماید. نکته قابل توجه در این نوع پرینتر این است که همه قطعات پرینت شده خواص ترموپلاستیکی و عملکردی بسیار بالایی دارند که می تواند برای مهندسان و تولیدکنندگان مفید باشد. در میان انواع چاپگرهای سه بعدی معرفی شده تنها همین مدل پرینتر است که قطعات تولید شده توسط آن خواص ترموپلاستیکی با درجه بالا دارند و بنابرین قطعات تولید شده به این روش کیفیت و خواص مکانیکی ، حرارتی و شیمیایی بالایی دارند.
این مدل پرینتر اجسام را لایه به لایه و از پایین ترین لایه به وسیله گرم کردن و اکسترود کردن فیلامنت ترموپلاستیک تولید می کنند. بعد از اینکه قطعه پرینت شد مواد اضافی با قرار دادن قطعه در آب و مواد شوینده از آن جدا می شود. سپس می توان بر روی قطعه عملیات دیگری مانند فرز یا رنگ کردن و … انجام داد
Selective Laser Sintering (SLS)
در تکنیک به کار رفته دراین نوع پرینتر سه بعدی از یک لیزر به عنوان منبع قدرت جهت فرم دادن به شکل سه بعدی استفاده می شود. متریال مصرفی آن مواد پودری هستند و برخلاف تکنیک های قبلی که از موادی اضافی برای ساپورت قطعه پرینت شده استفاده و پس از آن جدا می شد ، در این روش دیگر به آن نیازی نبوده و قطعه پرینت شده تنها توسط پودر پخته نشده احاطه می گردد. مواد اولیه آن می تواند سرامیک و شیشه و یا حتی فلزاتی مانند آلومینیوم ، فولاد و نقره باشد. این پرینترها به دلیل گران قیمت بودن بیشتر توسط تولیدکنندگان مورد استفاده قرار می گیرد.
Selective Laser Melting (SLM)
این چاپگر از یک پرتو لیزر بسیار قدرتمند استفاده کرده و پودر فلزی را ذوب می کند. فلزات مورد استفاده در این روش شامل فولاد ضد زنگ ، تیتانیوم ، کروم، کبالت، آلومینیوم هستند. از این روش می توان برای پرینت قطعاتی با هندسه پیچیده و ساختارهایی با دیواره های بسیار نازک و حفره ها و کانال های مخفی استفاده کرد. بسیاری از پروژه های انجام شده توسط این نوع پرینتر پیشگام قطعات فوق سبک در صنایع هوافضا و ارتوپدی پزشکی است و همچنین در پروژه هایی که به دلایلی ماشین کاری سطوح قطعات مشکل آفرین بوده و نیز نیاز به استحکام بسیار بالا در طراحی قطعات نیاز است، استفاده می شود.
Electronic Beam Melting (EBM)
این نوع پرینترها نیز نوع دیگری برای پرینت قطعات فلزی است اما به جای استفاده از پرتو لیزر قوی به عنوان منبع قدرت از پرتو الکترونی برای ذوب استفاده می کند و یک پردازنده دارد که پرتو الکترونی را در شرایط خلا بسیار زیاد کنترل و پودر فلز را به طور کامل ذوب می کند. این فرآیند معمولا در دماهای نزدیک 1000 درجه سانتی گراد انجام می شود این روش نسبتا کندتر و گران تر و استفاده از مواد محدودتر است و به این علت هنوز در میان تولیدکنندگان جایگاه خود را پیدا نکرده است. بیشترین کاربرد آن در صنایع پزشکی و هوافضا است.
Laminated Object Manufacturing (LOM)
یکی از انواع پرینترهای نمونه سازی سریع هستند که در آن ماده اولیه از جنس کاغذ، پلاستیک یا فلز به صورت رول شده در آن قرار گرفته و سپس تحت گرما و فشار این لایه ها به هم چسبیده و مرحله به مرحله توسط لیزر یا بُرَندِه برش داده می شود تا لایه به لایه شکل مورد نظر بوجود آید. ماده رول شده به درون دستگاه فرستاده شده و توسط یک غلتنده داغ تحت گرما و فشار قرار می گیرد. قیمت این پرینتر به علت عدم استفاده از مواد گران قیمت، پایین بوده و می توان قطعاتی با اندازه نسبتا بزرگ توسط آن تولید کرد.
سخن نهایی
با توجه به کاربردهای فراوان پرینت سه بعدی در صنعت قطعه سازی و افزایش مزیت‌های این روش، از جمله باصرفه بودن آن در مقایسه با سایر روش‌های نمونه سازی سه بعدی سنتی در طی مراحل طراحی محصول، می‌توان با شبیه سازی و تست نمونه‌های تولیدی همه جوانب را مانند کارکرد صحیح ، بررسی زیبایی محصول، ارگونومی، نظر سنجی، امکان‌سنجی تولید انبوه و بازاریابی مورد بررسی قرار داد و در نهایت به رفع اشکالات احتمالی پرداخت و سپس با بهینه‌سازی آن برای ساخت انبوه قالب اقدام نمود. تمامی محصولات و کالاهایی که به‌طور مداوم در جهت کمک به انسان‌ها برای زندگی بهتر، ابداع و تولید شده‌اند، در ابتدا، صرفاً ایده‌هایی ذهنی بوده‌اند که به مرور توسط افراد مختلف وارد مرحله عمل شده و به تولید انبوه رسیده‌اند تا پاسخگوی جوامع امروزی باشند. لذا می‌توان گفت که استفاده از پرینترهای سه بعدی، آرزوی دیرینه ایده پردازان، طراحان و تولیدکنندگان را برآورده کرده و باعث شده تا پروسه نمونه سازی و مدلسازی، در عین کاهش هزینه‌ها، سرعت، دقت و کیفیت مطلوبی داشته باشد و محصولات و کالاهای مصرفی و تجاری متنوعی تولید و به بازارعرضه شود.
امیدواریم مطالعه این مطلب اطلاعات مفید و ارزشمندی را در اختیار شما عزیزان قرار دهد. در صورت تمایل نظرات خود در این زمینه را با ما در میان بگذارید.
نخ های دوک به دنبال تجمیع خدمات طراحی و نمونه سازی مورد نیاز تولیدکنندگان در حوزه فنی مهندسی می باشد.
در این شبکه خدمات دهنده، سرعت کار تیمی و کنترل کیفیت انجام پروژه حرف اول را می زند. زیرا مهمترین دارایی ما، حفظ اعتماد شماست.
