معرفی انواع پرینترهای سه بعدی

در این مقاله قصد داریم به معرفی انواع پرینترهای سه بعدی بپردازیم چرا که با ظهور چاپگرهای سه بعدی، فرآیند چاپ محصولات سه بعدی سریع‌تر و از گیرایی بیشتری برخوردار شده است. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید زیرا هدف ما این است که شما را به شکل کامل با فرآیند پرینت سه بعدی آشنا کنیم.

پرینت سه بعدی چیست؟

در این فرآیند تصویری که به صورت دو بعدی توسط نرم افزارهای مخصوص طراحی شده است توسط این پرینترها به صورت واقعی و سه بعدی چاپ می‌شود و این عملیات به این صورت انجام می‌شود که لایه‌ها روی هم اضافه می‌شوند و در نهایت یک شی سه بعدی را می‌سازند. قرارگیری این لایه‌ها به روی یکدیگر به صورت افقی صورت می‌پذیرد و با حرکت محور در جهت‌های x,y,z شی سه بعدی شکل می‌گیرد، به این فرآیند تولید افزایشی می‌گویند.

در روند ساخت دو روش رایج و محبوب تولید وجود دارد؛ روشی که همگی با روند آن آشنایی داریم همان روش تولید کاهشی است که با فراهم کردن مواد اولیه محصول و روش‌های ساخت به ایجاد اشیاء مورد نظر خود دست می‌یابید ولی در روش ساخت افزایشی از طریق فراهم کردن مواد اولیه و گذاشتن آن ها به شکل لایه لایه روی یکدیگر باعث به وجود آمدن قطعه مورد نیاز خود می‌شوید.

موارد استفاده از پرینترهای سه بعدی در ساخت انواع ماکت‌ها و قطعات و … می‌باشد. با روی کار آمدن این پرینترها تولید این اشیاء و قطعات خیلی سریعتر و به سهولت صورت می‌گیرد.

نکته: ضروری است که با توجه به هزینه بالای خرید پرینتر سه بعدی حتما باید به سرویس‌های دوره‌ای آن‌ها توجه داشته باشید که دستگاه شما بعداً دچار مشکل نشده و به تعمیر پرینتر سه بعدی احتیاج نداشته باشید.

پرینتر سه بعدی FDM

از رایج‌ترین مدل‌های پرینتر، پرینتر سه بعدی FDM است که در بازار موجود می‌باشد و شما می‌توانید به راحتی این نوع پرینترها را تهیه کنید. پرینترهای مدل FDM هستند که با توجه به قیمت خوب و به صرفه ای که دارند فیلامنت و مواد مصرفی آن‌ها با هزینه بسیار پایین‌تر و به آسانی تهیه می‌شوند.

نکته قابل توجهی که درباره این پرینترها وجود دارد این است که با توجه به قیمت پایینی که دارند از سرعت چاپ و همچنین دقت و کیفیت پایین‌تری برخوردار هستند و حتماً باید این نکته را در نظر بگیرید که برای چاپ لوازم با پیچیدگی و ظرافت بالا روی این پرینترها حساب نکنید.

روش کارکرد پرینتر سه بعدی FDM به این شکل می‌باشد که از طریق ذوب کردن پلاستیک و اکسترود فیلامنت، مدل اولیه شما را به شکل لایه‌های برش خورده افقی تولید می‌کند؛ به بیانی ساده‌تر فیلامنت پس از ذوب شدن به شکل رشته‌ای از نازل بیرون می‌آید و بر روی رشته‌ی سرد شده قبلی که در حال حاضر شکل گرفته است قرار می‌گیرد. کیفیت پرینتر سه بعدی FDM بین 50 تا 400 میکرومتر است.

روش کار پرینتر سه بعدی FDM 

روش کار پرینتر سه بعدی FDM به این صورت است که در مرحله ابتدایی یک رول کامل از فیلامنت را بر روی پرینتر قرار می‌دهند و در زمانی که دمای پرینتر به حد مطلوبی رسید فیلامنت وارد نازل شده و توسط گرمایی که از قبل وجود دارد ذوب می‌شود. اکسترود در پرینتر این امکان را می دهد که در سه جهت محوری x,y,z حرکت کرده و سپس به صورت لایه لایه مواد را روی سطح مورد نظر خالی می‌کند. در مرحله نهایی با وجود فنی که در پرینتر تعبیه شده است مواد موجود خشک می‌شوند. البته در نظر داشته باشید که فن تنها در بعضی مدل‌ها وجود دارد و این خنک‌کننده‌ها باعث می‌شوند فرآیند خشک شدن قطعات با سرعت بیشتری صورت بگیرد و کیفیت پرینت نیز افزایش داشته باشد.

نکته: میزان صاف بودن نهایی محصول بسته به کمتر بودن کیفیت پرینت می‌باشد.

پرینتر سه بعدی SLA

پرینتر سه بعدی SLA خلاصه شده کلمات Stereo Lithography می‌باشد. روند کارکرد این چاپگر نیز به صورت لایه‌ای می‌باشد و سازوکار تولید قطعه و اشیاء در این پرینتر به دو صورت می‌باشد:

• مکانیزم بالا به پایین
• مکانیزم پایین به بالا

در روشی که از بالا به پایین می‌باشد، لیزر در قسمت فوقانی تانک قرار می‌گیرد و همین عامل باعث می‌شود که قطعه از بالا به پایین تولید شود و برعکس این مورد در روش پایین به بالا به دلیل نصب لیزر در قسمت تحتانی فرآیند ساخت از پایین به بالا می‌باشد.

در پرینترهای SLA برای محکم‌تر کردن مدل ساخته شده از رزین مایع استفاده می‌کنند. انجام این عمل توسط نور فرابنفش انجام می‌شود و دلیل آن حساس بودن این مواد به نور می‌باشد. موارد استفاده این پرینتر در تولید محصولات مهندسی و همچنین نمونه‌سازی‌های صنعتی می‌باشد.

همانطور که توضیح دادیم در پرینتر SLA فرآیند ساخت مدل از بالا به پایین می‌باشد. سینی تولید طرح در داخل رزین قرار داده می‌شود و از طریق تابیدن لیزر UV به مایع رزین، مدل تولید شده سخت و یک لایه شکل می‌گیرد و به دنبال آن لایه‌های سه بعدی هم شکل می‌گیرند.

تنها مواد اولیه مورد استفاده در پرینتر SLA رزین می‌باشد و در نظر داشته باشید که مقاومت زیادی ندارند و جهت استفاده در مدل‌هایی که به مقاومت زیادی نیاز دارند توصیه نمی‌شوند و مشکل عمده‌ای که کاربران با آن مواجه شده‌اند: خمیدگی، تاب برداشتن و شکستن طرح‌ها می‌باشد و نکته حائز اهمیت در هنگام استفاده از پرینتر sla این است که این پرینتر قطعات را به صورت جزئی و با دقت بالا تولید می‌کند به همین دلیل از حساسیت و شکنندگی و ظرافت خاصی برخوردار است.

تنظیمات اولیه پرینتر SLA تنها توسط شرکت سازنده آن انجام می‌شود و تغییر دادن این تنظیمات توسط کاربر آن امکان‌پذیر نمی‌باشد. تنها مواردی که کاربر می‌تواند آن‌ها را تغییر دهد جهت‌گیری مدل سه بعدی در درون دستگاه و ضخامتی که لایه دارد می‌باشد و قطعات ساخته شده با این پرینتر  دارای عملکردی مشابه در برابر نیروهای وارده از جهات مختلف می‌باشند.

پرینتر سه بعدی DLP

عملکرد پرینترهای سه بعدی DLP دقیقا مانند پرینترهای سه بعدی SLA می‌باشد. تنها تفاوت موجود در بین این پرینترها در این است که اشعه نور UV در پرینترهای DLP، از طریق ویدئو پروژکتور تابیده می‌شود و در پرینترهای SLA با توجه به توضیح‌های پیشین از طریق لیزر انجام می‌شود و نکته مثبت این پرینترها این است که از دقت و سرعت خیلی بالایی برخوردار هستند و همچنین اجزای بسیار ساده‌تری نسبت به سایر مدل‌ها در آن استفاده شده است و این دلیلی برای کاهش هزینه‌های سرویس دوره‌ای و تعمیرات آن می‌شود.

نکات استفاده از پرینتر سه بعدی DLP

از نکات مهم و قابل توجه در استفاده از پرینتر سه بعدی DLP موارد زیر است:

• مواد اولیه‌ای که در این پرینتر برای تولید قطعات استفاده می‌ش
• موارد استفاده پرینترهای DLP در صنعت پزشکی، دندانپزشکی و ساخت جواهرات می‌باشد.
• در صورتی که بخواهید از ارتودنسی‌های با کیفیت بالا استفاده کنید این پرینتر بسیار کاربردی می‌باشد.
• این عمل در صنایع طلاسازی و جواهرسازی نیز امری اجتناب‌ناپذیر است و در ابتدا باید مدل سه بعدی را بسازید و سپس وارد مرحله ریخته‌گری کنید و در انتها قطعه فلزی مورد نظر تولید می‌شود.
• پرینترهای سه بعدی DLP نسبتاً از قیمت بالایی برخوردار هستند و حداقل قیمت این مدل از 50 میلیون شروع می شود و در تخصص‌های دندانپزشکی دیجیتال از پرینتر سه بعدی DLP استفاده می‌شود.
• ود از رزین ریخته‌گری و سرامیکی بوده و فرآیند چاپ طرح نیز به شکل لایه‌ای می‌باشد.

پرینتر سه بعدی DMLS

پرینتر سه بعدی DMLS را در فرآیند ذوب کردن آلیاژ از لیزر استفاده می‌کنند و مشابه پرینترهای بالا روند تولید مدل به صورت لایه‌ای انجام می‌شود و مدل مورد نظر در این پرینتر در یک محیط بسته و خلاء انجام می‌شود که پرشده از گاز نجیب می‌باشد.

پودر مورد استفاده برای چاپ از طریق پرینتر DMLS پخته می‌شود و فقط با آلیاژهای نیکل تیتانیوم 65 عمل می‌کند.

گفتنی است که توسط این پرینتر می‌توانید قطعات بزرگی را تولید کنید و دقت بالایی هم دارد.

تکنولوژی تولید قطعات از طریق این پرینتر به این شکل است که در ابتدا لایه‌ای پودر بر روی سطح آن قرار می‌گیرد و از تاباندن لیزر به آن ذره‌های فلز پخته شده به همدیگر می‌چسبند و در آخر یک لایه ساخته می‌شود. به همین منوال شکل‌گیری لایه‌های بعدی نیز انجام می‌شود و جالب است که بدانید پودر فلز پرینترهای سه بعدی DMLS قابل بازیافت است.

پرینتر سه بعدی SLS

تکنولوژی تولید مدل از طریق پرینتر سه بعدی SLS با ذوب ذره‌های پودر پلیمر و چسباندن آن‌ها به همدیگر ایجاد می‌شود.

تولید مدل با پرینتر SLS نیز به شکل لایه‌ای امکان می‌پذیرد و بعد از ساختن یک لایه، لایه‌های بعدی روی آن ایجاد می‌شوند. قطعه‌های تولید شده با این پرینتر از دوام بالایی بهره‌مند هستند و همچنین سرعت بالا در ساخت از مزایای آن می‌باشد.

نکته حائز اهمیت درباره این دستگاه این است که از دقت چاپ پایینی برخوردار هستند و قابلیت ساخت طرح‌های مخصوص شما را ندارند.

دقیق بودن روند ساخت قطعات در این پرینتر به نسبت پرینترهای FDM و SLA بسیار بیشتر است و طرح‌های قوی‌تر و با دقت بالاتری تولید می‌کنند ولی با این تفاوت که قطعه‌های ساخته شده در تعداد کمتری تولید می‌شوند.

نمونه‌هایی که با این پرینتر می‌سازید از دشواری طرح هندسی برخوردار است و کاربر می‌تواند همه طرح‌های مورد نظر خود را با آن پیاده کند پودر خام باقی مانده از پرینتر SLS را می‌توان مجدداً استفاده کرد.