اخبار و مقالات

انواع روش ها و متریال پرینت سه بعدی

متریال پرینت سه بعدی

متریال پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) به صورت روش های مختلفی صورت می گیرند که هر کدام مربوط به یک فعالیت می باشند ولی سه روش کلی مورد استفاده که بیشترین کاربرد را دارد به شرح زیر می باشد.

  •  FDM که برای ساخت قطعات پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد.
  • SLA , DLP که برای ساخت قطعات کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.
  • SLS که برای ساخت قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرد.

با ورود به صفحه اصلی سایت پارت آیتک میتوانید انواع محصولات ما از جمله پرینتر سه بعدی، اسکنر سه بعدی، فیلامنت و… را مشاهده نمایید.

روش FDM :

رایج ترین و محبوبترین روشی که در سال ۱۹۹۲ اختراع شد و از آن زمان تا کنون برای تولید نمونه های اولیه در متریال پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) مورد استفاده قرار گرفته است. این روش بسرعت تبدیل به مقرون به صرفه ترین و سریع ترین روش برای تولید قطعات سفارشی تبدیل شده است و برای مدل های مفهومی و برقراری ارتباط بین طراحی و نمونه نهایی بسیار مناسب است.

نیز برای تولید قطعات بدون اینکه برای ساخت قالب آن زمان و هزینه زیادی را هدر دهد به کار می رود. پرینترهایی که با این روش کار می کنند با استفاده از یک فیلمانت ترموپلاستیک تغذیه میکنند که با ذوب کردن فیلمانت و سپس اکسترود کردن آن قطعه سه بعدی را به صورت لایه به لایه تشکیل می دهد.

این روش یکی از محبوب ترین روش ها در متریال پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) به شمار می رود.

این روش به این صورت انجام می پذیرد که پس از طراحی فایل سه بعدی قطعه مورد نظر با نرم افزارهای سه بعدی می بایست فایل مربوطه را با فرمت STL که مناسبترین فرمت قابل شناسایی برای پرینتر سه بعدی می باشد را ذخیره و سپس فایل را به پرینتر منتقل کنیم. حال دستگاه به محض یافتن و خواندن فایل شروع به ساخت قطعه سه بعدی به صورت لایه به لایه می کند. برای ساخت لایه ها، مواد پلاستیکی به نازل اکستروژن انتقال داده شده و این نازل با ذوب کردن مواد، آنها را بر روی صفحه ساخت اکسترود می کند.

در این روش ابعاد قطعه در مختصات x,y,z توسط پایه و نازل در هنگام پرینت به دقت کنترل می شود و نازل حرکت افقی و عمودی را برای رسم مقطع قطعه مورد نظر بر روی صفحه ساخت طی می کند. این لایه که از پلاستیک سخت می باشد، بلافاصله به لایه زیر چسبیده و هنگامی که لایه کامل می شود نازل برای ساخت لایه بعدی حرکت می کند.

زمان پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) قطعه بستگی به ابعادی که در حال تولید است دارد، اشیاء کوچکتر و اجسام با طول بیشتر ولی ضخامت کم را به سرعت می توان پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) کرد ولی اشیائی که دارای ابعادی بزرگتر و پیچیدگی هستند با کاهش سرعت دستگاه باعث طولانی تر شدن زمان پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می گردند.

FDM در مقایسه با روش های SLA و SLS نسبتاً کند می باشد ولی در صنایع هوافضا ، خودروسازی، پزشکی و صنعت بسیار کاربرد دارد.

از مزیت های این روش پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می توان به آزادی در طراحی قطعات ، تولید قطعات سفارشی با عملکرد و مقاومت بالا و ساخت نمونه ها بدون نیاز به قالب سازی و هزینه پائین اشاره کرد.

روش SLA  و DLP

SLA یکی از انواع روش های پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) است که در پرینت سه بعدی استفاده می شود و طی آن مواد اولیه از جنس پلاستیک مایع به نمونه های جامد تبدیل می شوند. این فرایند در سال ۱۹۸۶ برای نمونه سازی سریع و ساخت مدل سه بعدی طراحی شده توسط نرم افزار CAD مورد استفاده قرار گرفت. در پرینترهای سه بعدی فرمت فایل ها باید به گونه ای باشد که بری دستگاه قابل شناسایی باشد.

فرمت استاندارد در بیشتر پرینتر های سه بعدی جهت پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی )، STL  می باشد. پرینترها با ساخت لایه ها بر روی هم عمل نمونه سازی را انجام می دهند و برای اینکار نیاز مند برش مقطعی از فایل سه بعدی هستند که فرمت SLA این فایل های سه بعدی را با برش به صورت مقطعی برای دستگاه قابل شناسایی می کند.

در SLA برخلاف تکنولوژی های دیگر پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی )، با استفاده از یک مایع و تابیدن اشعه بر روی این مایع و در نهایت جامد شدن آن قطعه ساخته می شود و دارای مخزنی که با پلاستیک مایع پوشانده می شود، پلت فرم سوراخ داری که حجم مخزن را کاهش می دهد، اشعه ماوراء بنفش و فایل سه بعدی می باشد.

تولید قطعه در این روش بدین گونه است که ابتدا لایه ای نازک (بین 0.15 تا 0.05 میلی متر ) بر روی پلت فرم های سوراخ دار گذاشته می شود و سپس با تاباندن اشعه ماوراء بنفش اولین لایه به وسیله فایل سه بعدی آن ساخته می شود و پس از آنکه مخزن پلت فرم کاهش یافته و لایه اول به صورت جامد و جسمی سخت تبدیل شد، سطح جدیدی از پلیمر را به پلت فرم اضافه کرده و دوباره با تاباندن اشعه لایه بعدی به لایه قبل چسبیده و شروع به سفت و سخت شدن می کند.

این روند برای تمامی لایه های قطعه مورد نظر تکرار می شود تا نمونه کامل شود. پس از اتمام پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) نمونه را در کوره ای از اشعه پخت می دهند تا به شکل واقعی نمونه نزدیک شود.

SLA بهترین راه برای تولید نمونه های اولیه بسیار دقیق، با دوام و ارزان قیمت است.

پرینترهایی که با این روش پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) انجام می دهند اشیاء با پیچیدگی های بسیار بالا را که به روش سنتی بسیار وقت گیر و از دقت پائینی برخوردار است را به راحتی و با دقت بسیار بالا پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می کند. SLA در بسیاری از صنایع مانند پزشکی، خودرو سازی مورد استفاده قرار می گیرد. این روش که اولین فرآیند افزایشی برای قطعه سازی سریع است هنوز هم بسیار متداول بوده و شرکت های بسیاری از این فرایند برای ساخت نمونه های اولیه ارزان قیمت؛ با کیفیت و سریع استفاده میکنند.

روش DLP مشابه روش SLA پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) بوده که تنها تفاوت این روش ها با هم منبع نوری است که در آنها به کار برده می شود. DLP با استفاده از منبع نور معمولی مانند لامپ های الکتریکی کار می کند و به تمام سطح مخزن پلیمر اعمال می شود. ساخت آن نسبت به تکنولوژی های SLA بسیار سریع تر و دقیق تر می باشد و قطعات تولیدی نیز از وضوح بالایی برخوردار هستند. یکی از مزایای روش DLP پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) این است که مخزن با عمق کم مورد نیاز است که این امر باعث پایین آوردن هزینه و کاهش ضایعات تولید است.

روش SLS

SLS یکی از روش های تولید افزایشی پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) است که با استفاده از لیزر باعث رسوب مواد اولیه (که معمولاً فلز است) می شود. در این روش لیزر به طور خودکار نقاط تعریف شده را هدف قرار داده و مواد اولیه را برای ایجاد یک ساختار جامد به هم متصل  و پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می کند. SLS تکنولوژی است که به طور جامع برای قطعه سازی سریع و تولید قطعات کم حجم استفاده شده است و در حال گسترش می باشد.

در این روش پرینتر از یک نوع منبع تغذیه بالا مانند یک لیزر استفاده کرده و مخلوطی از ذرات ریز مواد اولیه مانند پلاستیک، فلز، سرامیک را به توده ای جامد سه بعدی تبدیل می کند. روش لایه سازی در این تکنولوژی به این صورت است که ابتدا لایه ایی از مواد اولیه بر روی پلت فرم قرار داده و پس از جامد شدن و لایه سازی توسط لیزر، لایه بعدی مواد اولیه را بر روی لایه قبل قرار می دهد و این روند تا کامل شدن قطعه مورد نظر ادامه دارد. این روش در مقایسه با دیگر روش های پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می تواند مواد اولیه مختلفی را برای کاربردهای گوناگون پشتیبانی کند.

موادی از جنس پلیمرها مانند نایلون ،پلی استر، فلزات (از جمله فولاد، تیتانیوم) و کامپوزیت ها می توانند به عنوان مواد اولیه پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) در این روش به کار می روند که قطعه ساخته شده به وسیله این مواد از استحکام بالایی برخوردار بوده و حتی می توان این قطعات را به عنوان قطعه نهایی به کار برد. تکنولوژی SLS با توجه به توانایی که در ساخت قطعه با هندسه های پیچیده دارد، به عنوان یکی از پر کاربردترین روشهای ساخت نمونه اولیه و یا پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

متریال های قابل استفاده در پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی )

متریال های قابل استفاده در پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) بسیار گسترده هستند و روزانه بر تعداد آنها افزوده می شود. تعدادی از متریال های اصلی پرینتر سه بعدی به شرح زیر می باشد.

  • پلاستیک PLA

این متریال از پودر ساخته شده است و مقاوم و انعطاف پذیر است قابلیت ساخت اجسام متحرک مانند چرخ دنده را به ما می دهد، حداقل ضخامت آن 1 میلی متر است و در هر میلی متر 10 لایه پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می باشد. در بطور طبیعی سفید رنگ است ولی در رنگ های متنوع موجود می باشد.

  • پلاستیک ABS

این متریال بسیار مقاوم و انعطاف پذیر می باشد و حداقل ضخامت آن 1 میلی متر می باشد و در هر میلی متر 3 لایه پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می باشد. پلاستیک ABS در رنگ های متنوعی از جنس لوگو موجود می باشد.

  • رزین

رزین فوتوپلیمر که با اشعه فرابنفش سخت می شود و مقاومت و انعطاف پذیری قابل تنظیمی دارد. جنس آن سخت و کمی ظریف است و حداقل ضخامت ان 1 میلی متر است و در هر میلیمتر 10 لایه متریال پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) می باشد. دقت پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) رزین بالا است و به نسبت پلاستیک هزینه بالایی خواهد داشت. زرین ها در انواع رنگ های سفید  و سیاه و شفاف موجود می باشند.

  • فولاد

فولاد قابلیت ساخت چند مرحله ای و یا ساخت مستقیم از پودر را دارا می باشد. بسیار سخت و مقاوم است و حداقل ضخامت آن 3 میلی متر است و در هر میلی متر 6 لایه می باشد. دقت پائین تری نسبت به رزین ها دارد ولی هزینه بالاتری نسبت به پلاستیک و رزین ها بجا می گذارد. از فولاد در روکش گذاری طلا و برنز جهت متریال پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) استفاده می کنند.

  • طلا و نقره

طلا و نقره با مقاومت بسیار بالا و بسیار سخت می باشند. استفاده از آنها بصورت قالب گیری امکان پذیر می باشد و حداقل ضخامت آن 0.5 میلی متر است که در هر میلی متر 10 لایه می باشد. دقت آن نسبت به فولاد و رزین و پلاستیک بالاتر و هزینه پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) آن بسیار بالا می باشد.

  • تیتانیوم

پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) این متریال با استفاده از سخت کردن مستقیم لیزری بدست می آید. تیتانیوم بسیار مقاومو سخت است و حداقل ضخامت آن 0.2 میلی متر است که در هر میلی متر 30 لایه می باشد. تیتانیوم از مقاوم ترین متریال های موجود در پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) است و بالاترین دقت و بیشترین هزینه را در بین متریال ها به خود اختصاص داده است.

  • سرامیک

پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) سرامیک بسیار ظریف و سخت می باشد و حداقل ضخامت آن 3 میلی متر است که در هر میلی متر 6 لایه می باشد. رنگ معمول آن سفید می باشد و در هنگام پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) ابتدا سرامیک پرینت می شود و سپس سطح آن براق می شود. سرامیک کمترین دقت و هزینه  را در بین متریال های موجود در پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) برخوردار می باشد.

  • سنگ گچ

گچ متریال ظریف و سختی در پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) است به طور طبیعی سفید و از پودر ساخته شده است و قابلیت رنگ آمیزی دارد. حداقل ضخامت آن 2 میلی متر و در هر میلی متر 10 لایه می باشد. در بین متریال ها از هزینه کمی برخوردار است و نسبت به سرامیک از دقت بالاتری در پرینت سه بعدی ( چاپ سه بعدی ) برخوردار است.

امتیاز بدهید
بازگشت بە لیست

نوشته های مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

+ 22 = 31