منظور از دقت پرینت سه بعدی چیست؟

در حوزه پرینت سه بعدی بسیاری از متخصصینی که خدمات پرینت سه بعدی از جمله تعمیر پرینتر سه بعدی را ارائه می‌دهند، دقت پرینتر سه بعدی را شاخصه مهمی در روند اجرای پرینت سه بعدی می‌دانند. ما نیز در این مقاله قصد داریم به توضیح آنچه که باعث می‌شود تمامی سوالات خریداران محترم در مورد اینکه منظور از دقت پرینت سه بعدی چیست؟ پاسخ کامل دهیم.

یکی از مهم ترین شاخصه های مقایسه بین چاپگرهای سه بعدی ، دقت آن ها در انجام پرینت و به بیان دیگر رزولوشن آن ها است.

بسیاری از افرادی که چاپگر سه بعدی را برای پیشبرد اهداف خدمات پرینت سه بعدی خود خریداری می کنند ، ممکن است با ویژگیها و اصطلاحات این حوزه آشنایی نداشته و هنگام مقایسه کمیتهایی مثل ابعاد چاپ و دقت چاپ محورهای سه گانه، دچار سردرگمی شوند.

در این مقاله قصد داریم به بررسی رزولوشن پرینت سه بعدی در پرینتر سه بعدی بپردازیم.

مسلما دقت چاپ در خرید پرینتر سه بعدی نشان دهنده کیفیت پرینت آن است.

منظور از دقت چاپ ، میزان کیفیت چاپ سه بعدی در هر سه راستای x ، y و Z است.

دقت پرینت افقی پرینتر سه بعدی یا رزولوشن محور x y

ظریف ترین حرکت هایی که پرینتر سه بعدی در حین انجام عملیات پرینت سه بعدی انجام می دهد در در دو راستای X و Y است و هر چه دقت پرینت در راستای این دو محور بالاتر باشد رزلوشن افقی بالاتر خواهد رفت.

رزولوشن عمودی پرینتر سه بعدی یا ضخامت لایه (layer thickness or layer height)

این کمیت به معنی حداقل ضخامت لایه ای که پرینتر سه بعدی در یک گام میسازد، است.

هر چه ضخامت لایه (layer thickness) کوچکتر باشد،‌ سطح پرینت ظریفتری خواهید داشت.

به عنوان مثال در صورتی که ضخامت لایه ۲۰۰ میکرون باشد به این معنی است که در هر لایه پرینت ضخامتی به این اندازه به وجود خواهد آمد که به دلیل بالا رفتن تعداد لایه ها و فشردگی بیشتر لایه ها دقت عمودی بالاتر خواهد رفت.

فراموش نکنید که سطح صیقلی تر پرینت به معنای زمان طولانی تر چاپ خواهد بود، چون پرینتر سه بعدی مجبور است لایه های ظریف بیشتری بسازد.

به طور معمول پرینتر سه بعدی با تکنولوژی FDM (متریال فیلامنت) دارای layer thickness یا ضخامت لایه ۰٫۲ یا ۰٫۳ میلیمتر میباشند.

کیفیت پرینت سه بعدی رابطه مستقیمی به فرآیند چاپ دارد

امروزه در حوزه خدمات پرینت سه بعدی ، ریزتکنولوژی های زیادی عرضه شده است که امکان چاپ سه بعدی هر مدلی را فراهم می کند . از قطعات بزرگ صنعتی تا ظریف ترین قطعات مانند زیورآلات قابل پرینت شدن است.

تکنولوژی FDM به عنوان یکی از قدیمی ترین و رایج ترین تکنولوژی های در این حوزه با قرار دادن لایه ها مدل را چاپ می کند. قیمت نسبتا ارزان خدمات چاپ ۳ بعدی در آن و کیفیت مطلوب در قطعات نسبتا بزرگ این تکنولوژی را در زمره مرسوم ترین متدهای پرینت قرار داده است.

اما در صورتی که قصد پرینت قطعات ریزتر که دقت و ظرافت آن ها بسیار مهم است داشته باشیم باید از روش های دیگر پرینت تکنولوژی های SLA یا SLS استفاده شود.

تصویر زیر مقایسه نتیجه پرینت یک قطعه با دو تکنولوژی SLA و FDM است. تصویر سمت چپ که نتیجه پرینت سه بعدی FDM را نشان می دهد فاصله بین لایه ها کاملا مشهود است که نشان از پایین تر بودن دقت آن در مقایسه با SLA می دهد.

متغیرهای دقت پرینت سه بعدی

برای اندازه گیری دقت یک قطعه که با پرینتر سه بعدی ساخته می شود، متغیر های کمی زیر استفاده می شوند:

دقت ابعادی(یا خطا و تولرانس) – تولرانس پرینت سه بعدی: اعداد و ارقامی که سازنده های دستگاه های پرینتر سه بعدی و تولید کنندگان متریال برای دقت ابعادی و خطای قطعه نهایی ارایه می کنند. تولرانس هایی که این شرکت ها ارایه می دهند با فرض طراحی درست قطعه و کالیبره بودن دستگاه پرینتر سه بعدی است.

انقباض و تاب برداشتن- احتمال تاب برداشتن یا انقباض قطعه در پروسه پرینت سه بعدی.این متغیر ارتباط مستقیم با هندسه و طراحی قطعه دارد اما در کل برخی دستگاه های پرینتر سه بعدی و برخی مواد اولیه بیشتر از بقیه در خطر این نوع خطاها هستند.

نیاز به ساپورت- برای بسیاری از تکنولوژی های پرینت سه بعدی، میزان استفاده از سازه ساپورت رابطه مستقیم با دقت ابعادی قطعه دارد. در مقابل، کندن سازه ساپورت پس از پروسه پرینت سه بعدی باعث کم شدن کیفیت و نرمی سطوح می شود.

چگونه دقت یک پرینتر سه بعدی اندازه‌گیری می‌شود؟

تنها راه اندازه‌گیری دقت پرینتر سه بعدی این است که با استفاده از آن پرینتر، یک قطعه‌ی نمونه پرینت سه بعدی شود. سپس با استفاده از یک اسکنر سه بعدی قطعه‌ی مورد نظر اسکن سه بعدی شود و در نهایت با مدل کامپیوتری اولیه از همان قطعه مقایسه شود.

ناگفته نماند که اختصاص یک عدد ثابت به عنوان دقت یک پرینتر سه بعدی خاص کار بسیار دشوار و حتی در برخی از موارد غیرممکن است. به این خاطر همانطور که در ادامه‌ی این نوشته خواهید خواند، دقت پرینتر سه بعدی می‌توان از پارامترهای زیادی تاثیر بپذیرد. این پارامترها در طول زمان و شرایط متفاوت ثابت نیستند. به عنوان مثال نحوه‌ی قرارگیری یک قطعه بر روی صفحه‌ی کار، جنس و حتی رنگ ماده‌ی مصرفی می‌توانند از پارامترهای موثر بر دقت پرینت سه بعدی باشند.

عوامل موثر بر دقت پرینت سه بعدی

همانطور که اشاره شد، منظور از دقت ابعادی در پرینترهای سه بعدی این است که تا چه حد ابعاد قطعه‌ی پرینت سه بعدی شده به مدل سه بعدی طراحی شده نزدیک است. هرچقدر این تفاوت اندازه کمتر باشد، دقت پرینتر سه بعدی مورد نظر بیشتر است.

در پرینترهای سه بعدی، چهار حوزه‌ی مهندسی مکانیک، الکترونیک، نرم‌افزار و مواد دست به دست هم می‌دهند تا ساز و کاری را برای ساخت اجسام به وجود آورند. به همین دلیل فاکتورهایی که در بهینه کردن این ساز و کار نقش دارند بسیار گسترده‌اند. به عنوان نمونه اگر در یک پرینتر سه بعدی سیستم الکترونیکی دچار نقض شود می‌تواند بر کارایی مکانیکی دستگاه هم تاثیر مستقیم بگذارد.