پرینتر سه بعدی چیست؟ انواع پرینتر های سه بعدی کاربرد آن و فواید و مضررات آنها

ما در اینجا قصد داریم شما رو با انواع پرینتر های سه بعدی آشنا کنیم

 

پرینتر سه بعدی چیست؟

پرینتر سه بعدی امروزه در کشورهای پیشرفته و صنعتی جایگاه مخصوص و غیر قابل اجتنابی را به خود اختصاص داده اند.

کاهش هزینه،کوتاه تر شدن زمان تولید،ساختن قطعات فوق پیچیده،آسان شدن مرحله تولید،تولید با مواد مختلف،در اختیار داشتن فرآیند طراحی و ساخت و رفع اشکالات با پرینت های متعدد و رسیدن به ایده آل ترین خروجی و … از جمله امکاناتی هستند که پرینتر سه بعدی در اختیار کاربران خود قرار میدهد.

پرینتر سه بعدی با توجه به فرآیند تولید خود و مواد مصرفی به انواع مختلفی تقسیم میشوند که در ادامه به معرفی پرکاربرد ترین انواع آن می پردازیم.

تاریخچه

فرایند استریولیتوگرافی برای نخستین بار در سال 1986 توسط یک تاجر و مخترع آمریکایی بنام چارلز هال (Charles Hull) و به عنوان راهی برای تبدیل لایه‌های مواد به یک شی جامد اختراع شد. در حقیقت او موفق شد با استفاده از یک محفظه محتوای پلیمر مایع حساس به نور ماوراءبنفش و یک لیزر ماوراءبنفش ، ساختار مواد را به صورت لایه‌های جامد در آورد. یکی از مزایای روش استریولیتوگرافی سرعت آن است. یک قطعه می‌تواند در مدت زمان کوتاهی ساخته شود. زمان ساخت قطعات معمولاً به ابعاد قطعه و پیچیدگی جزئیات آن بستگی دارد که می‌تواند چند ساعت و یا بیشتر از یک روز به طول بی انجامد.

انواع

امروزه استریولیتوگرافی مدرن امکان ایجاد مدل های سه بعدی با مواد متنوعی را فراهم می‌کند. لایه‌های ورقه‌ای نازک  پوشیده شده از پلاستیک می‌توانند با استفاده از یک لیزر ذوب‌شده ، به لایه‌ی زیرین خود متصل و در نهایت یک حجم کامل سه‌بعدی به وجود آورند. این لیزر می‌تواند قطعات اضافی را از شی جدا کند. این در حالی است که هنوز هم می‌توان از روش فوتوپلیمر  هال یا همان تابش پرتو لیزر فرابنفش به یک فوتوپلیمر (محلول حساس به نور) حساس به اشعه ماورای بنفش برای ایجاد شدن شی بر روی سطح استفاده کرد. 

 

مشخصات

 
در روند استریولیتوگرافی، یک لیزر برای فراهم آوردن پرتوهای کنترلی انرژی که مستقیماً بر لایه‌های نازک مواد اعمال می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این انرژی منجر به اتصال لایه‌ها به یکدیگر یا واکنش شیمیایی مایع فتو ری اکتیو 5، سپس مستحکم شدن و اتصال آن با لایه‌ی زیرین مواد می‌گردد. لازم به ذکر است، به دلیل پیچیدگی این فرایند، اشعه‌ی لیزر همواره به صورت کامپیوتری کنترل می‌شود.

نرخ زمان

فرایند چاپ اشیا سه بعدی به اندازی چاپ اسناد معمولی سریع نیست. طراحی مدلهای سه بعدی با استفاده از مایع فتو ری اکتیو یا اشعه‌ی ماوراءبنفش بطورمعمول بین 6 تا 12 ساعت به طول می‌انجامد، اگر چه باید گفت برای طراحی این اشیا با استفاده از کامپیوتر به صرف مدت زمانی حتی بیش از این ، بسته به پیچیدگی مدل، احتیاج خواهید داشت.

اهمیت

استریولیتوگرافی امکان ایجاد قطعات، مدلها یا دیگر اشیاء پیچیده را با سرعت و قیمت کمتر فراهم می‌آورد. این فرایند همچنین، ساخت قطعات منحصر بفرد یا نمونه‌های اولیه‌ی یک شی را باهدف تست و پیش از تولید انبوه آن ، البته بدون نیاز به قالب‌ها ، الگوهای خاص یا دیگر مواد و موارد مورد نیاز برای ساخت‌وساز، امکان‌پذیر می‌نماید.

مدلهای سه بعدی رنگی

امروزه اغلب مدلهای سه بعدی مبتنی بر لایه‌های ورقه‌ای نازک پوشیده شده از پلاستیک، رزین یا حتی نشاسته‌ی ذرت هستند. در واقع، شیوه دیگری که به دلیل سرعت، دقت و صرفه انرژی آن، کاربرد گسترده‌ای در صنایع یافته ‌است، استفاده از مخزنی از پودر پلیمری است که در آن هر لایه جسم نه با ذوب لیزری، بلکه به سادگی با یک ماده رزینی ساخته می‌شود. سیستمی شبیه به سر چاپگرهای دوبعدی جوهر افشان، رزین را نقطه به نقطه به سطح پودر می‌افزاید و لایه‌ای از جسم را تشکیل می‌دهد. یک برتری این روش در آن است که می‌توان رنگ‌های مختلفی را با رزین آمیخت و جسمی با رنگ‌بندی دلخواه را تولید کرد. اگرچه این روش بسیار کارا است، اما سیستم‌های چاپ آن و نیز مواد مورد استفاده از آن هنوز برای کاربردهای خانگی بسیار گران هستند. 

مضرات

تحقیقات دانشمندان موسسه فناوری ایلینویز نشان می‌دهد چاپگرهای سه‌بعدی در صورتی که در محیط مناسب قرار نگیرند، می‌توانند برای سلامتی انسان مضر باشند. اگر چه پرینترهای سه بعدی جدید تقریباً به همه افراد اجازه می‌دهند به خلق اشیا سه بعدی بپردازند اما نباید از این حقیقت غافل شد که فرآیندهای صورت گرفته برای نیل به این هدف نظیر: ذوب مواد اولیه ، منجر به پراکنده شدن ذرات  فوق‌العاده ریز در هوا می‌شود و از آنجایی که این پرینترها برای کاربردهای خانگی فاقد هرگونه تهویه یا فیلتر هستند، این ذرات می‌توانند مستقیماً وارد ریه‌ها و یا حتی جریان خون شده و نهایتا باعث بروز مشکلات قلبی – تنفسی شوند. لازم به ذکر است ،غلظت بالای این ذرات حتی می‌تواند، منجر به سرطان ریه یا آسم شود.

همان طور که گفته شد، پرینترهای سه بعدی دارای مزایا و مضراتی هستند. این پرینترها حتی در دانش پزشکی نیز کاربرد دارند. با استفاده از تکنولوژی پرینترهای سه‌بعدی شاید در آینده دور دیگر مجبور به خرید کالا از فروشگاه نباشید و بتوانید هر آنچه را نیاز دارید، از غذا گرفته تا پوشاک مورد نظر خود، را بسازید! اما به راستی این تکنولوژی تا چه اندازه می‌تواند خود را با واقعیت الگوهای طبیعی وفق دهد؟ آیا این تکنولوژی باعث رفع مشکلاتی که بشر سال‌هاست با آن‌ها دست و پنجه نرم می‌کند خواهد بود؟

پرینترهای سه بعدی

FORMLABS

مواد مصرفى این پرینتر سه بعدى که به شکل هاى مختلف رزین میباشد که داراى خواص و قابلیت هاى منحصر به فرد بوده که در ریخته گرى مستقیم،قطعات با مقاومت بالا،قطعات شفاف و … کاربرد دارد.
طرز کار این پرینتر که از لیزر براى ساخت قطعات استفاده میکند بدینگونه مى باشد که لیزر از طریق حرکت دقیق آیینه ها به مخزن رزین دستگاه تابانده شده و محصول نهایى ساخته مى شود.
این دستگاه ارزشمند که حاصل تکنولوژى روز کشور آمریکا مى باشد هم اینک از طریق شرکت بعد سوم در اختیار مصرف کننده هاى ایرانى قرار گرفته و این شرکت در زمینه فروش دستگاه،تامین قطعات و رزین هاى این دستگاه فعالیت مى کند.هم اینک امکان ارائه خدمات پرینت در زمینه هاى صنعتى،پزشکى و دندانسازى،طلا سازى با امکان قالب گیرى مستیم از مواد (Castable) در اختیار شما عزیزان قرار گرفته است.

 

تکنولوژیSLS

طرز کار پرینتر سه بعدی SLS

طرز کار این پرینتر تولید افزایشی مى باشد به این صورت است که پرینتر سه بعدى از یک نوع منبع تغذیه بالا مانند یک لیزر استفاده کرده و مخلوطی از ذرات ریز مواد اولیه مانند فلز، سرامیک و یا پودر شیشه را به توده ای جامد سه بعدی تبدیل می کند. در این روش معمولا از پودر مواد استفاده میشود.در این روش مواد به وسیله نور لیزر که از قبل معین شده در نرم افزار، مواد پودر مانند را با استفاده از مدل سه بعدی نمونه (به عنوان مثال یک فایل سه بعدی طراحی شده به وسیله solidwork و یا اسکن سه بعدی) بر روی سطح تولید می کند.روش قرار گیرى لایه ها در این تکنولوژی به این صورت است که نخست لایه ایی از مواد اولیه بر روی سطح قرار داده و پس از جامد شدن و خشک شدن به وسیله لیزر، لایه هاى بعدی مواد اولیه را بر روی لایه قبل قرار می دهیم و این روند تا تمام شدن قطعه مورد نظر ادامه خواهد داشت

جنس مواد اولیه و کاربردI SLS

این روش در مقایسه با دیگر روشهای پرینت سه بعدی یا تولید و نمونه سازى سریع می تواند مواد اولیه مختلفی را برای کاربردهای گوناگون پشتیبانی کند. موادی از جنس پلیمرها مانند فلزات می توانند به عنوان مواد اولیه چاپ به وسیله این این تکنولوژی به کار می رود که نمونه ساخته شده به وسیله این آلیاژ از استحکام بالایی برخوردار بوده و در بعضی موارد می توان این قطعات را به عنوان قطعه نهایی و قابل مصرف به کار برد.

در کل می توان گفت که تکنولوژی SLS با توجه به امتیازات بالایی که در ساخت اجسام با هندسه های پیچیده دارد، به عنوان یکی از پر کاربردترین روشهای ساخت نمونه اولیه در صنایع مختلف و همچنین به منظور تولید برخی قطعات مصرفى کاربرد دارد. همچنین امروزه این تکنولوژی در بخش و صنایع به خصوص صنایع ماشین سازى و هواپیما سازى به سرعت رو به رشد است

شاید تنها دلیلى که باعث میشود این چاپگر سه بعدى کمتر مورد استفاده کارگاه هاى کوچک تر شود قیمت بالاى دستگاه ها و مواد اولیه مى باشد ولى توجه به امر که برخى از قطعات طراحى شده و مورد نیاز در صنعت تنها راه تولیدشان به خاطر شکل طرح، فقط پرینتر سه بعدى مى باشد استفاده از این دستگاه و نیاز به آن را در صنعت توجیه میکند.

پرینتر سه بعدی فلزی

پرینت سه بعدی فلز

پرینتر سه بعدی

تکنولوژی SLA

Stereolithography

طرز کار پرینتر سه بعدی

در این فناوری (SLA) نیز از یک مایع (رزین) برای تولید یک بخش جامد استفاده می شود. در این فناوری از اشعه ماورای بنفش مایع و لیزر فرابنفش برای ساخت لایه های جسم استفاده می شود.در این تکنولوژی باریکه ای از نور لیزر UV به رزین به وسیله آینه تابیده می شود تا حجم شکل بگیرد.
پرینتر formlabs نامى آشنا در صنعت پرینترهاى سه بعدى مى باشد که در رده پرینترهاى سه بعدى SLA جایگاه ویژه اى در آمریکا و اروپا به خود اختصاص داده.این پرینتر رزینى در سال ٢٠١۵ پر فروش ترین پرینتر رزینى جهان بوده و توانسته نیازهاى کاربران خاص خود را بر طرف کند
زمینه گسترده فعالیت این پرینتر سه بعدى در حوضه هاى صنعت،الکترونیک،نمونه سازى دقیق،پزشکى،دندانسازى،معمارى و ماکت سازى،طلا سازى باعث شده تا این ابر پرینتر بتواند قطعاتى با دقت و ظرافت باور نکردنى تولید کند

 پرینتر سه بعدی

تکنولوژی FDM

fused deposition modeling

طرز کار

تمام پرینتر های سه بعدی از یک فناوری مشابه برای ساخت محصول استفاده نمی کنند. راه های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد. تفاوت عمده این فناوری ها در روش ساخت لایه هایی است که به منظور ایجاد محصول نهایی مورد استفاده قرار می گیرند. در این روش از موادی با قابلیت ذوب شدن برای تولید لایه ها استفاده می شود.

طرز کار پرینتر سه بعدی بدین گونه است که دارای سه محور آزاد حرکت می باشند در محور طول و عرض و ارتفاع در حرکت هستند.همان طور که در شکل زیر قابل مشاهده است پرینتر های سه بعدی ابتدا مواد مصرفی را ذوب کرده و سپس از طریق نازل خود به صورت رشته های ذوب شده در کنار هم قرار میگیرند و به هم متصل میشوند و شکل و طرح مورد نظر را از پایه ساخته و مرحله به مرحله در محور z یا همان ارتفاع دستگاه بالا می آید تا پرینت به پایان رسد.

دقت حرکت موتورها و توانایی قرار دادن نازل در محل مورد نظر پارامتری هست که دقت دستگاه های پرینتر سه بعدی را تعیین میکند که پرینترهای ارزشمند که قابلیت تولید قطعات دقیق را دارند از استپ موتورهای دقیق تر استفاده می کنند که یکی از عوامل ایجاد طیف وسیع قیمت در پرینتر ها است.

همان طور که توضیح داده شد عوامل مختلفی در تولید قطعه توسط پرینتر سه بعدی نقش دارند که یکی دیگر از مهمترین آنها خروجی خود نازل می باشد که در پرینترهای موجود در بازار اکثرا از نازل با خروجی با قطر ۰٫۴ میلیمتر استفاده می کنند که در پرینتر های دقیق تر از نازل های دقیق تر با خروجی ۰٫۳ و ۰٫۲ میلیمتر نیز استفاده می شود.که پرینتر zmorph که این مجموعه پس از برسی های زیاد متناسب با نیاز های امروزه صنعت و تولید ایران دانسته قابلیت پشتیبانی از نازل ۰٫۲ را داشته که توانایی تولید قطعات با دقت و سطح بسیار بالا را ایجاد کرده است

جهت خرید و سفارش  انواع پرینتر های سه بعدی با کارشناسان ما تماس حاصل بفرمایید 

021-88346282

ادرس سایت ما :  http://fixamooz.com

 ادرس کانال تگرامی ما : https://t.me/fixamooz

ادرس اینستاگرام ما : https://instagam.com/fixamooz

ممنونم از اینکه با همراه بوده اید شما می توانید با مراجعه به سایت فکیس آموز هر روز چند مطلب جدید بیاموزید و از ارشیو مطالب دنیای تکنولوژی به صورت رایگان بهره مند بشوید