پرینتر سه بعدی چیست و چطور کار میکند؟

اگر شما هم قصد دارید تا درمورد پرینتر سه بعدی و اساس کار چاپگرهای سه بعدی اطلاعات کسب کنید این مقاله مخصوص شما نوشته شده است.تا انتها همراه ما باشید.

پرینت سه بعدی یکی از روشهای نوین ساخت قطعات مهندسی و تزئینی و حتی مدل سازی اولیه اشکال پیچیده ی صنعتی می باشد. همانطور که از اسم آن پیداست بر پایه ی اضافه کردن مواد برروی یکدیگر که عمدتا بصورت لایه لایه انجام می پذیرد، کار میکند.

روش های مختلف پرینت سه بعدی

روشهای مختلف این شیوه فارغ از نام و برند دستگاههای آن بر پایه ی سه روش ذوب، رزین (دوغاب) و پودر استوار است.
از جمله روشهای مهم در بحث ساخت برهم افزا می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1-مدلسازی رسوبی مذاب یکی از سریعترین و در عین حال ارزان ترین روشهای پرینت سه بعدی می باشد که بر پایه ی ذوب فیلامنت (فلزی یا پلیمری) کار می کند و یکی از متداول ترین روش های ساخت برهم افزاست.
محبوبیت ها و گستردگی کار این دستگاهها باعث شده که در سالهای اخیر مدل های رومیزی و کوچک هم وارد بازار شده است و علاوه بر دانشگاهها و موسسات آموزشی و کارگاهها ، منازل هم مجهز به این دستگاه شده اند.
آنچه که در حال حاضر در بازار کار و صنعت با نام پرینتر سه بعدی شناخته می شود در واقع دستگاه FDM می باشد که شمای کلی کار آن در شکل زیر نمایش داده شده است.

 

همانطور که مشاهده می شود مکانیزم کارکرد این روش بر پایه انتقال یک ماده ذوب شونده (ترجیحا زودگداز ) به یک نازل ذوب کننده می باشد که این نازل با استفاده از روش کنترل عددی کامپیوتری برروی یک سطح حرکت کرده و مذاب را روی آن انباشته می کند.

با تکرار این حرکت نمونه ای سه بعدی از مدل مدنظر ساخته خواهد شد که ساختار لایه ای دارد.
از این روش علاوه بر ساخت نمونه های اولیه ، برای ساخت قطعات با تیراژ پایین هم استفاده می شود که بدلیل در دسترس بودن و ارزانی مواد اولیه، سادگی اپراتوری و ممکن بودن ساخت قطعات پیچیده، روشی بسیار مقرون به صرفه و مفید می باشد.

همچنین درحال حاضر با پیشرفت صنعت پرینتر سه بعدی، امکان استفاده از فیلامنت هایی با مواد گوناگون هم ایجاد شده که فیلامنت های حاوی پودر فلزی از جمله آنها می باشد.

تولید دستگاههای چاپگر سه بعدی رومیزی، علاوه بر ساده تر کردن دسترسی و کاربری دستگاههای FDM، استفاده ازین روش را در بحث ساخت نمونه و تولید محصول به صرفه تر هم نموده است.

در حال حاضر برندهای مختلف داخلی و خارجی اقدام به تولید مدل های مختلفی ازین دستگاه کرده اند که هرکدام مزایا و معایب خاص خودشان را دارند.

 

مهمترین فاکتورهای در انتخاب نوع و برند پرینتر سه بعدی FDM

از مهمترین فاکتورهای در انتخاب نوع و برند دستگاههای FDM ابعاد قابل چاپ این دستگاهها و نوع تغذیه فیلامنت می باشد که به آنها اشاره می شود:

1- ابعاد میز کار:

این ویژگی تعیین کننده حداکثر حجم قابل چاپ دستگاه می باشد که با مختصات کارتزین سنجیده می شود که شامل طول، عرض و ارتفاع می باشد. مطلب مهم این است که باید توجه شود افزایش ابعاد دستگاه معمولا باعث کاهش دقت چاپ و رزولوشن آن می‌شود و باید حالت بهینه ای از ابعاد و کیفیت مورد انتظار در نظر گرفته شود. ابعاد کاری دستگاه FDM بصورت شماتیک در شکل 3 نمایش داده شده است.

2- تغذیه فیلامنت:

روشهای انتقال و تغذیه فیلامنت به نازل به دو دسته تقسیم می شوند که هرکدام مزیت ها و ضعف های خاص خود را دارا می باشند که در ذیل بررسی می شوند:

2-1- کمانی :

در این روش بدلیل دور بودن فاصله موتور تغذیه از نازل و سبک تر بودن و آزادتر بودن نازل، دقت ابعادی و رزولوشن چاپ بسیار بهتر است و توپ فیلامنت در قسمت پشتی دستگاه و روی یک قرقره قرا می گیرد. اما بدلیل انتقال فیلامنت از طریق یک لوله تفلونی، امکان استفاده در ابعاد متوسط و بزرگ نیست و عملا در میزهای نسبتا کوچک قابل استفاده است. بعلاوه در این روش بدلیل قرارگیری حرکت در جهات x ,y روی میز و جهت z روی نازل، امکان قرارگیری کلیه قطعات دستگاه داخل یک محفظه فراهم است و ظاهر دستگاه نسبتا زیباتر از نمونه مستقیم است. نمونه ای از یک دستگاه کمانی در شکل4 قابل مشاهده است.

2-2- مستقیم :

در این روش موتور اکسترودر فیلامنت روی نازل قرارداده شده و فیلامنت مستقیما به نازل متصل می گردد. بدلیل حجم و وزن بالای نازل و همچنین قرارگیری محرک های محور x,y روی میز، دقت چاپ دستگاه کمتر از مدل کمانی است ولی در عوض امکان استفاده از ابعاد میز بزرگ و همچنین فیلامنت های شکننده وجود دارد. مشکل عمده این مدل از دستگاههای FDM این است که بدلیل تحرک بالای میز چاپ، امکان جانمایی قطعات دستگاه در یک مجموعه منسجم و کم حجم وجود ندارد. نمونه ای دستگاه مستقیم در شکل 5 و همچنین نمایی شماتیک از تفاوت روشهای تغذیه در شکل 6 قابل مشاهده است.

3- سطح گرم شونده :

یک از مشکلات عمده ای که در بحث چاپ برخی مواد پلیمری (مخصوصا ABS) بوجود می آید، بدلیل بالا بودن میزان انقباض ، پس از چاپ تعدادی از لایه ها سطح زیرین نمونه درحال پرینت دچار خمیدگی شده و از روی سطح میز بلند می شود. برای رفع این مشکل در قسمت زیرین میز چاپ یک سطح گرم کننده قرار داده می شود تا با گرم کردن سطح زیرین از میزان سرعت انقباض و همچنین اختلاف انقباض لایه های چاپ شده کم کند. این سطح در واقع یک ویژگی اضافی در چاپگرها می باشد که توسط مشتری قابل درخواست است و به همین دلیل هر چاپگری توانایی چاپ انواع مختلف فیلامنت ها را ندارد. نمایی شماتیک از پدیده خمیدگی در شکل 7 نمایش داده شده است.

 

شرکت پلیمر انج (Polymer ENG) افتخار دارد با تکیه بر متخصصان داخلی و دانش روز خود و با توجه به نیاز و سفارش مشتری از نظر ابعاد کاری و ویژگی های مورد نظر، انواع دستگاههای چاپ سه بعدی FDM را با قیمت مناسب تولید و خدمات پس از فروش و تعمیرات آن را تضمین کند. با ما در تماس باشید.