پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی چیست

پرینت سه بعدی در واقع اسمی است که به یک تکنولوژی خاص اطلاق می‌شود . تکنولوژی که در آن یک نازل ، مواد چسبنده یا رزین را روی پودرها می‌پاشد و با تکرار این کار به صورت لایه به لایه به شکل مورد نظر می‌رسد .

اصطلاح اصلی که برای این نوع روش تولید به کار می‌رود ‌تولید افزایشی یا ساخت افزایشی است . اما امروز اصطلاح پرینت سه بعدی یا چاپ سه بعدی هم ارز تولید افزایشی در نظر گرفته می‌شود .

اغلب پرینترهای سه بعدی طراحی شده که امروزه در بازار وجود دارند ، از روشی موسوم به Additive برای خلق طرح مورد نظر استفاده می‌کنند .

متد Additive یا افزایشی بدین معنی است که پرینتر با رسوب ماده‌ی اولیه‌ی و اضافه کردن این ماده رفته رفته از هیچ ، شی نهایی را تولید می‌کند .

این برخلاف فرآیند تراشیدن در صنعت است که شی نهایی در اثر تراش خوردن قطعه‌‌ای فلز یا چوب شکل می‌گیرد .

البته شماری از پرینترهای ۳ بعدی نیز وجود دارند که می‌توانند پس از خلق جسم نهایی ، آن را برای تطابق هر چه بیشتر با طرح اولیه ، تراش دهند ، اما بصورت خلاصه تراش‌کاری نمی‌تواند مزایایی را که فرآیند تولید بصورت افزایشی در اختیارمان قرار می‌دهد، ارائه کند .

انواع پرینتر سه بعدی

آگاهی از انواع روش های پرینت ۳ بعدی و مزیت ها و محدودیت های هر کدام از اهمیت ویژه ای در شناخت این فناوری برخوردار است .

امروزه حدود ۲۵ تکنیک برای پرینت سه بعدی در دنیا وجود دارد که بعضی از آنها تجاری شده اند و می توان گفت حدود ۱۰ مورد از آنها در بازار و و صنعت قطعه سازی و نمونه سازی به صورت رایج وجود دارد .

پرینتر سه بعدی SLS

دستگاه پرینتر سه بعدی SLS از دستگاه‌هایی است که به وسیله ماده اولیه پودری شکل به ساخت قطعه می‌پردازد ، از این رو پودر پایه است .

سیستم‌های مختلفی در یک دستگاه SLS به همراه یکدیگر کار می‌کنند تا قطعه ساخته شود . قسمت‌های اصلی دستگاه که می‌بایست در کنار هم کار کنند تا قطعه ساخته شود عبارتند از : سیستم اسکن لیزر , سیستم های حرارتی , سیستم گردش گاز بی اثر , سیستم تغذیه پودر , سیستم پلاتفورم , واحد کنترل (الکترونیک و نرم افزار) .

پرینتر سه بعدی SLA

این روش نخستین روش ابداع شده در حوزه ی پرینت سه بعدی می باشد که در سال ۱۹۸۸ میلادی توسط شرکت ۳D SYSTEMS امریکا بر اساس اختراع آقای چارلز هال ( Charles Hull ) معرفی گردید .

در این روش از رزین فوتوپلیمر برای تولید قطعات استفاده می شود که آن را به صورت انتخابی توسط لیزری با طول موج خاص سفت می کنند .

دستگاه SLA از یک سکوی ساخت تشکیل شده است که قطعه مورد نظر بر روی آن ساخته می شود و در داخل یک مخزن حاوی رزین در جهت عمودی حرکت می کند .

همچنین یک سیستم لیزر در بالای دستگاه قرار دارد که به همراه یک سیستم اسکن لیزر دو بعدی لکه لیزر را بر روی سطح رزین در قسمت مشخص می تاباند و باعث سفت شدن آن و تشکیل قطعه می شود.

قطعه به صورت لایه لایه بر روی هم ساخته می شود و به بالا می آیدو هر لایه در این روش مابین حدود ۷۰ تا ۵۰۰ میکرون قابل تغییر می باشد .

پرینتر سه بعدی FDM

این روش یکی از روش های نمونه سازی سریع و پرینت سه بعدی است که در آن برای تولید قطعه از اکسترود کردن فیلامنت هایی از پلیمر و یا موم به قطر حدودی ۱٫۲۵ میلیمتر استفاده می شود .

این اکسترودر بر روی یک میز CNC سه بعدی قرار دارد که در جهت x و y و z حرکت می کند و پلیمر ذوب شده در داخل اکسترودر را، بر روی قطعه می نشاند و بعد از تمام شدن یک لایه به اندازه یک ضخامت لایه به سمت بالا حرکت می کند .

فیلامنت پلیمری در این روش در ابتدا بر روی یک قرقره قرار دارد و در طول ساخت قطعه توسط دو رولر به سمت اکسترودر کشیده می شود و در آن تا دمایی بالاتر از دمای ذوب گرم می شود (که این دما به نوع ماده بستگی دارد) و هنگامی که بر روی قطعه سرد شده قبلی می نشیند در مدت زمان ۰٫۱ ثانیه منجمد می شود .

کاربرد پرینترهای سه بعدی

تجهیزات پزشکی : برای تولید تجهیزات پزشکی و طراحی‌های دقیق در این زمینه، و همچنین تولید اندام‌های مصنوعی، نیاز به تولید طراحی قالب‌هایی با ابعاد و متریال بادوام است که چاپگرهای سه‌بعدی پاسخگوی این نیاز در علم پزشکی‌اند .

قطعات صنعتی : تولیدات صنعتی بر پایهٔ طراحی دقیق و حرفه‌ای قطعات استوار است. این امر نیاز به بررسی دقیق نمونه قبل از تولید دارد ، که چاپگرهای سه‌بعدی کمک شایانی در این زمینه به تولیدکنندگان می‌کند .

با استفاده از چاپ سه‌بعدی ، می‌توان سفارش‌های سریع قطعات با ساختار پیچیده را با تمام جزئیات بررسی و نواقص را رفع کرد .

خودروسازی : چاپ سه‌بعدی نمونه طراحی شده قطعات در خودروسازی و بررسی دقیق نمونه ، قبل از تولید ، از کوچک‌ترین خطایی در تولید جلوگیری می‌کند و به طراحی دقیق‌تر تجهیزات کمک می‌کند. مهندسان می‌توانند ، با چاپ سه‌بعدی نمونهٔ قطعات با حجم کم ، بررسی‌های لازم را دقیق‌تر انجام دهند و از تولید و اشتباهات مکرر جلوگیری کنند .

چاپ سه‌بعدی موانع نوآوری در تولید را می‌شکند و حرکت در راستای تولید مطئن را سرعت می‌بخشد .