روش های پرینت سه بعدی و مکانیزم کار پرینترها

روش های پرینت سه بعدی و مکانیزم کار پرینترها

بنام خدا و با سلام خدمت تمام کاربران وبسایت rayan3d. در این مطلب از سری مطالب پرینت سه بعدی اصفهان و پرینتر سه بعدی اصفهان قصد داریم تا در مورد روش های پرینت سه بعدی  صحبت کنیم. اینکه پرینترهای سه بعدی چگونه کار می کنند ، در پرینت سه بعدی از چه موادی استفاده می شود . و تفاوت بین انواع روش های پرینت سه بعدی در چیست.

روش های پرینت سه بعدی

ساخت قطعه با ذوب کردن فیلامنت

نمایش طرح  تکنیک پرینت سه بعدی با عنوان ساخت با ذوب فیلامنت می باشد؛ یک رشته از مواد پلاستیکی از طریق یک هدایتگر حرارتی تغذیه و ذوب می شود و از یک هد متحرک بیرون می آید، و لایه ای بعد از لایه دیگر شکل مورد نظر را می سازند. در این نوع از تکنولوژی، ساختارهای پشتیبانی عمودی (ساپورت) برای حفظ قسمت های overhanging مورد نیاز است.

تعداد زیادی از فرآیندهای افزودنی در دسترس هستند. تفاوت اصلی بین فرایندها در ایجاد لایه هایی است که  قطعات را می سازد و همچنین موادی که در آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. هر روش دارای مزایا و معایب خاص خود است، به همین دلیل بعضی شرکت ها پودر و پلیمر را برای ساخت قطعه ارائه می دهند.

بعضی دیگر گاهی از کاغذ off-the-shelf business به عنوان ماده ساخت برای تولید یک نمونه اولیه قابل استفاده ، استفاده می کنند. ملاحظات اصلی در انتخاب یک ماشین معمولا سرعت، هزینه چاپگر 3D، نمونه اولیه چاپ شده، انتخاب و هزینه مواد و قابلیت های رنگ است. چاپگرهایی که به طور مستقیم با فلز کار می کنند عموما گران هستند با این وجود پرینترهای ارزان قیمت می توانند برای ساخت یک قالب استفاده شوند که سپس برای ساخت قطعات فلزی استفاده می شود.

فرایندهای تولید افزودنی (AM)

ISO / ASTM52900-15 هفت دسته از فرایندهای تولید افزودنی (AM) را در معنای آن تعریف می کند: جتینگ باندینگ، رسوب انرژی هدایت شده، اکستروژن ماده، خروج مواد، ذوب بستر پودر، لایه سازی ورقه ای و فتوپلیمریزه کردن ورقه.

 

در برخی از روش ها مواد را برای تولید لایه ها ذوب یا نرم می کنند.  ساخت با ذوب فیلامنت، همچنین به عنوان مدل سازی پوشش رسوب شناخته شده (FDM) شناخته می شود، مدل یا بخشی از آن از طریق  جریانی از مواد ذوب شده تولید می شود که بلافاصله به لایه ها سخت تبدیل می شود. یک فیلامنت، یا رشته پلاستیکی یا یک رشته فلزی یا سایر مواد به سر یک نازل اکسترودر (اکسترودر چاپگر سه بعدی) هدایت می شود که ماده را حرارت می دهد و جریان را روشن می کند.

FDM تا حدودي در تنوع اشکالي كه می تواند بسازد محدود است. در یکی دیگر از تکنیک ها بخش هایی از لایه را به هم متصل می کند و سپس در منطقه کار حرکت می کند و لایه دیگری از گرانول ها را اضافه می کند و اینقدر این کار را تکرار می کند تا قطعه ساخته شود. این فرآیند با استفاده از رسانه های غیرفعال برای حمایت از overhangs و دیوارهای نازک در بخش تولید می شود، که نیاز به ساپورت برای قطعه را کاهش می دهد.

تکنیک های ساخت لیزری

تکنیک های ساخت لیزری شامل ساخت لیزری انتخابی با هر دو نوع  فلز و پلیمر  است. ذوب لیزری انتخابی برای ذوب کردن گرانول پودر استفاده نمی شود. اما پودر را با استفاده از لیزر با انرژی بالا به طور کامل ذوب می کند تا مواد کاملی را در یک روش لایه ای با خواص مکانیکی شبیه به فلزات معمول تولید کند. ذوب کردن تحت پرتو الکترون یک نوع مشابه از تکنولوژی تولید افزودنی برای قطعات فلزی (به عنوان مثال آلیاژهای تیتانیوم) است.

EBM قطعات را با ذوب کردن لایه پودر فلز توسط  یک پرتو الکترونی در خلاء بالا تولید می کند. روش دیگر شامل یک سیستم چاپ سه بعدی جوهر افشان است که یک لایه را در یک زمان با یک لایه پودر (گچ یا رزین) ایجاد می کند و یک نوار اتصال را در قسمت سطح مقطع با استفاده از فرآیند جوهر افشان چاپ می کند. با تولید شیء لایه ای، لایه های نازک به شکل برش داده می شوند و با یکدیگر ترکیب می شوند.

استریولیتوگرافی چیست؟

 

در روش های دیگر مواد مایع را با استفاده از تکنولوژی های مختلف پیشرفته مانند استریولیتوگرافی بهبود می دهند. Photopolymerization در درجه اول برای stereolithography برای تولید یک جامد از مایع استفاده می شود. سیستم های چاپگر جوهر افشان مانند Objet PolyJet سیستم  مواد فتوپلیمر را  بر روی طبقه در لایه های بسیار نازک (بین 16 تا 30 میکرومتر) اسپری میکند تا زمانی که یک بخش کامل شود است. هر لایه فوم پلیمر  با نور UV تحت تابش قرار می گیرد و ذوب مشود که بلافاصله مورد استفاده قرار گیرند.

ویژگی های فوق العاده کوچک را می توان با تکنیک میکرو ساخت 3D استفاده شده در photopolymerisation چند فتونی ساخت. با توجه به ماهیت غیرخطی تحریک عکس، ژل تنها در جایی که لیزر متمرکز شده است به جامد تبدیل می شود در حالی که ژل باقی مانده دست نخورده مانده است، . ابعاد کوچک زیر 100 نانومتر به راحتی تولید می شود. با این وجود، روشی دیگر از یک رزین مصنوعی استفاده می کند که با استفاده از LED ها ثابت می شود.

روش های پرینت سه بعدی با تکنیک استریولیتوگرافی

در مدل Stereolithography مبتنی بر Mask-image-projection ، یک مدل دیجیتال 3D توسط مجموعه ای از صفحات افقی برش داده می شود. هر برش به یک تصویر ماسک دو بعدی تبدیل می شود. سپس تصویر ماسک بر روی یک رزین مایع فوتوکراسی قابل انعطاف قرار می گیرد و نور بر روی رزین قرار می گیرد تا آن را در شکل لایه بسازد.تولید مداوم  مایع با یک مخزن رزین فوم پلیمر مایع آغاز می شود. بخشی از کف استخر برای نور ماوراء بنفش (“پنجره”) شفاف است، که باعث می شود که رزین تقویت شود.

این شی به آرامی به اندازه کافی افزایش می یابد تا رزین بتواند جریان را تحت فشار قرار دهد و با پایین ترین شیء ارتباط برقرار کند.  در  تغذیه پودر با انرژی مستقیم، یک لیزر با قدرت بالا برای ذوب کردن پودر فلزی با فوکوس پرتو لیزر استفاده می شود. پودر تغذیه شده توسط فرایند انرژی ، مشابه با ساخت لیزری انتخابی است، اما پودر فلزی تنها در جایی که مواد در آن لحظه به قسمت اضافه می شود، اعمال می شود.

پرینتر های سه بعدی در صنعت

در دسامبر 2017، سیستم های تولید افزایشی در بازار موجود بود که قیمت آن ها بین 99 دلار تا 500000 دلار بود و در صنایع از جمله هوا فضا، معماری، خودرو، دفاع، و جایگزین های پزشکی، و بسیاری دیگر استفاده می شد. به عنوان مثال، ژنرال الکتریک از مدل high-end برای ساخت قطعات برای توربین استفاده می کرد.  بسیاری از این سیستم ها برای نمونه سازی سریع، قبل از تولید انبوه، مورد استفاده قرار می گیرند.

آموزش عالی ثابت کرده است که  خریدار اصلی پرینترهای رومیزی و حرفه ای 3D  متخصصان صنعتی می باشند و به طور کلی به عنوان یک شاخص مثبت برای آن ها به شمار می روند. کتابخانه ها در سراسر جهان نیز مکان هایی برای ساخت چاپگرهای 3D کوچک برای دسترسی آموزشی و دسترسی به جامعه را در بر می گیرند.  پروژه های متعدد و شرکت هایی در حال تلاش برای ایجاد پرینتر ارزان قیمت 3D برای استفاده از دسکتاپ خانگی هستند.

دیدگاه خود را بیان کنید

ایمیل شما منتشر نخواهد شد. موارد ضروری با * مشخص شده اند.