پرینتر ۳ بعدی(3D PRINTER)

---

درباره پرینتر ۳ بعدی

پرینتر ۳ بعدی یکی از جذابیت های چند سال اخیر است

امروزه ۲۵ تکنیک برای استفاده از پرینتر ۳ بعدی انجام میشه که ۱۰ تا از آنها تجاری شدن و ۱۰ تا از آنها در صنعت و بازار قطعه سازی و نمونه سازی مورد استفاده است.

پرینترهای ۳ بعدی به صورت های رومیزی ،نمونه سازی سریع ،ساخت لایه ای ،ساخت دیجیتالی اجسام ،ابزار آلات پزشکی و … استفاده می شود

روش های پرینتر ۳ بعدی

• LOM
• FDM
• SLS
• SLA
• DLP
• Polyjet
• DDM
• 3D-Printing (BinderJetting)
• FusionJet

تعریف پرینتر ۳ بعدی

فرآیند ساخت فیزیکی یک شی ۳ بعدی از یک فایل دیجیتال به وسیله ی دستگاهی که با استفاده از یک متریال ،لایه هایی را در مختصات ۳ بعدی با دقت در کنار هم قرار می دهد تا ساخت یک شی تکمیل بشه

تولید اجسام در پرینتر ۳ بعدی به صورت لایه گذاری میکرونی ست.این روش مزایا و معایب خاص خود را نسبت به روش سنتی یعنی CNC دارد

البته این روش جایگزین روش های سنتی نیست بلکه به عنوان مکمل است.همچنین هزینه ی ساخت را کاهش می دهد.این تکنولوژی در زمینه های مختلف می تواند بسیار سریع و با دقت بالا ردست کند.

پرینتر ۳ بعدی SLS

دستگاهی ست که به وسیله ی ماده ی پودری شکل به ساخت قطعه می پردازد که پودر پایه اصلی ست.

قسمت های مختلفی در کنار یکدیگر کار می کنن تا قطعه ساخته شود.این قسمت ها شامل :

روش ساخت

روش ساخت به این صورت است که فایل CAD قطعه ی مورد نظر به دستگاه شناسانده می شود.فایل CAD باید لایه لایه شود.

ابتدا فایل به صورت درست در دستگاه قرار میگیرد و از پایین ترین قسمت قطعه موازی صفحه X-Y صفحاتی از قطعه عبور داده می شود.از محل تقاطع این صفحه با لبه های جسم مورد نظر کانتورهای بسته ای به دست می آید.

سپس صفحه ی دیگری بالاتر از صفحه ی قبلی به اندازه ی ضخامت یک لایه باجسم قرار میگیرد و این کار تاجایی پیش می رود که به بالاترین نقطه ی جسم برسد

در آخر تعداد زیادی کانتورهای بسته که نشان دهنده ی اطراف جسم است به دست می آید.

این کانتوره محل عبور لیزر بر روی سطح پودر مشخص می کند.

مزایای پرینتر ۳ بعدی

1. امکان تولید قطعات کاربردی و عملیاتی
2. استحکام و ضربه پذیری بالا
3. پایداری حرارتی و شیمیایی بالا
4. دوست دار محیط زیست
5. کاربرد در تولید گاید ها و مدل های جراحی ،پروتز و اروتز و داربست های مهندسی بافت
6. قابلیت ماشینکاری و پولیش و رنگ
7. سرعت بالای تولید قطعات
8. تیراژ بالای بیش از ۵۰۰
9. به صرفه در تولید تیراژ بالا

محدودیت ها

هزینه ی بالا برای ساخت قطعاتی که نیاز به استحکام بالا ندارد

دقت ساخت متوسط نسبت به DLP و PolyJet

عدم تولید قطعات توخالی مثل روش FDM

پرینتر ۳ بعدی SLM

این پرینتر همانند SLS است با این تفاوت که به تولید قطعات فلزی می پردازد

پرینتر ۳ بعدی SLA

این روش اولین روش در حوضه ی پرینتر ۳ بعدی محسوب می شود که در سال ۱۹۸۸ توسط شرکت 3D SYSTEMS براساس اختراع آقای چارلز هال معرفی شد

در این روش از رزین فوتوپلیمر برای تولید قطعات استفاده می شود که به صورت انتخابی به وسیله ی لیزری با طول موج خاص سفت می کند

SLA از یک سکوی ساخت تشکیل شده که قطعه ی موردنطر بروی آن ساخته می شود و درون یک مخزن شامل رزین در جهت عمودی حرکت می کند.

یک سیستم لیزر در بالای دستگاه و یک سیستم اسکن لیزر ۲ بعدی لیزر را روی سطح رزین در قسمت مشخص می تاباند که باعث سفت شدن و تشکیل قطعه می شود.

قطعه به صورت لایه لایه بر روی هم ساخته و به بالا می آید و هر لایه بین ۷۰ تا ۵۰۰ میکرون قابل تغییر است

در زیر قسمت هایی از قطعه که دارای زاویه ی منفی ست ساپورت گذاری میشود.این کار توسط نرم افزار صورت می گیرد

• ساپورت گذای باعث یکسری محدودیت ها می شود

مزایا

• دقت در ابعاد و صافی سطح
• در تولید قطعات شفاف به کار می رود
• این روش در کنار SLS بیشتر در صنعت به کار می رود

معایب

• نیاز به تولید ساپورت برای گرفتن زیر قطعه ی تولید شده
• به عنوان قطعه ی نهایی نمی توان از آن استفاده کرد
• برای سفت شدن قطعه باید در معرض اشعه ی فرابنفش برای چند ساعت قرار گیرد
• نمی توان از مواد غیر رزینی پلیمری برای تولید قطعات استفاده کرد

پرینتر ۳ بعدی FDM

این روش یکی از سریع ترین روش های نمونه سازی ست

برای تولید قطعه از اکسترود کردن فیلامنت هایی از پلیمر یا موم به قطر ۱.۷۵ میلیمتر استفاده می شود.

این اکسترودر روی یک میز CNC 3 بعدی قرار دارد که در جهت x و y و z حرکت و پلیمر ذوب شده را روی داخل اکسترودر می گذارد و بعد از تمام شدن یک لایه به اندازه ی ضخامت یک لایه به بالا میرود

فیلامنت بر روی دو قرقره قرار دارد و در طول ساخت قطعه توسط دو رولر به سمت اکسترودر کشیده می شود و تا دمای بالاتر از دمای ذوب گرم میشود و بروی قطعه ی سرد شده ی قبلی به مدت ۰.۱ ثانیه منجمد می شود.

مزایا

• ارزان بودن دستگاه و مواد
• تولید قطعات بزرگ بدون هدر رفت مواد
• بعضی از آنها بزرگ و در صنعت کاربرد دارند

معایب

• نیاز به ساپورت
• تولید با استفاده از برخی مواد پلیمری
• دقت در ابعاد و صافی سطح نامناسب
• خواص مکانیکی پایین مخصوصا در حهت عمودی

پرینتر ۳ بعدی DLP

از این روش مانند دستگاه DDM در تولید قطعات ظریف و به عنوان مدل برای استفاده در ریختگری استفاده می شود

این روش برپایه ی استفاده از بوردهای الکترونیکی DLP می باشد.

این بورد در دهه ی ۸۰ میلادی با استفاده از سیستم های MEMS اپتیکی در شرکت Texas Instruments ساخته و از آن در نمایشگرها و تلویزیون ها و پروژکتورها استفاده می شود.

تعداد زیادی آینه میکرونی روی برد DLP هست که می تواند تغییر جهت دهند و نور را به نقطه ی مورد نظر برسانند.از این روش برای سفت کردن رزین مانند SLA استفاده می شود.این روش دقت بالایی دارد و می تواند قطعات بسیار ظریفی برای استفاده در جواهر سازی تولید کند

کلام آخر

پرینتر ۳ بعدی یکی از جدیدترین و جالب ترین ابزارهایی ست که در زمان حال به کار می رود.از آن برای ساخت در سیستم های مختلف به کار می رود.

این دستگاه در آینده کمک های بسیار زیادی به انسان ها و همچنین به علم و تلنولوژی خواهد کرد

همچنین در منازل هم قابل استفاده است و برای مصارف خانگی قابل استفاده است