انواع مختلف پرینت 3 بعدی کدامند؟

در این مقاله از مجله تخصصی لئوپارد به توضیح انواع پرینت 3 بعدی و فرآیندهای آن می پردازدیم.

اصطلاح پرینت 3 بعدی شامل چندین فناوری تولید می باشد که قطعات را لایه به لایه می سازد. هر کدام در نحوه تشکیل قطعات پلاستیکی و فلزی متفاوت هستند و می توانند در انتخاب مواد، پرداخت سطح، دوام و سرعت ساخت و هزینه متفاوت باشند.

انواع مختلفی از پرینت 3 بعدی وجود دارد که عبارتند از:

استریولیتوگرافی (SLA)
لیزر پخت و جوش نقطه ای (SLS)
مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)
فرآیند نور دیجیتال (DLP)
چند جت فیوژن (MJF)
پلی جت
زینترینگ مستقیم فلزات لیزری (DMLS)
ذوب پرتو الکترونی (EBM)

فهرست مطالب صفحه

انواع پرینت 3 بعدی و فرآیندهای آن

پرینت 3 بعدی در حال دگرگون کردن تولید است. این به این دلیل است که فرآیندهای مختلفی وجود دارد که برای انواع مختلف مواد، مناسب هستند. در زیر به چند مورد از آنها اشاره می شود.

استریولیتوگرافی (SLA)

این اولین نوآوری پرینت 3 بعدی در جهان است که توسط چاک هال در سال 1986 معرفی شد. این نوآوری با تکنیک چاپ 3 بعدی به نام Vat Polymerization کار می کند که در آن ماده ای به نام صمغ فوتوپلیمر به طور خاص توسط منبع نور بازسازی می شود. استریولیتوگرافی (SLA) اولین اندازه گیری مدرن چاپ 3 بعدی است. چاپگرهای SLA در ارائه سطوح بالاتر از جزئیات، تکمیل سطوح صاف و مقاومت‌های فشرده غالب هستند. تکمیل سطح با کیفیت در قطعات SLA مناسب به نظر می رسد. به طور کلی در تجارت بالینی استفاده می شود و برنامه های اساسی شامل مدل های تشریحی و میکروسیالات می شود. به طور خاص، یک چاپگر SLA از آینه هایی به نام گالوانومتر استفاده می کند. یکی روی X-pivot و دیگری در Y-hub قرار دارد. اینها به هدف یک ستون لیزر در سراسر مخزن صمغ اشاره می کنند، به ویژه اینکه بخش متقاطع مورد را در ناحیه شکل دهی رها کرده و قرار می دهد و لایه به لایه آن را توسعه می دهد.

SLA یک معیار نمونه سازی سریع است که در آن دقت و صحت جدی گرفته می شود. این می تواند اشیاء را از اطلاعات 3D CAD تنها در چند ساعت ایجاد کند. این یک چاپ 3 بعدی است که ظرافت و دقت آن را با تغییر فتوپلیمرهای سیال (نوعی منحصر به فرد پلاستیک) به اقلام 3 بعدی قوی، هر لایه به نوبه خود، اندازه گیری می کند. پلاستیک در ابتدا گرم می شود تا به ساختاری نیمه سیال تبدیل شود و سپس در تماس جامد می شود. چاپگر هر یک از این لایه ها را با استفاده از یک لیزر درخشان که توسط آینه های فیلتر X و Y هماهنگ شده است، توسعه می دهد. یک لبه تیز روکش کننده نیز درست قبل از مرحله بعدی در سراسر سطح قرار می گیرد تا تضمین کند که هر لایه نازک صمغ به طور عادلانه در سراسر سطح پخش می شود. چرخه چاپ به این ترتیب پیش می رود و موارد 3 بعدی را از پایه به بالا می سازد. علاوه بر این، این یک تمرین اساسی است که مقاله را در یک جوجه‌های گوشتی روشن بعداً ثابت کنید. این باعث می شود محصول زمینی تر و پایدارتر شود.

لیزر پخت و جوش نقطه ای (SLS)

SLS پودرهای مبتنی بر نایلون را با هم نرم می کند و به پلاستیک قوی تبدیل می کند. از آنجایی که قطعات SLS با استفاده از مواد ترموپلاستیک اصلی تولید می‌شوند، سخت هستند. برای آزمایش‌های کاربردی مناسب بوده و می‌توانند محورهای زنده و اتصالات محکم را حفظ کنند. بر خلاف SL، قطعات بیشتر به زمین متصل هستند، در عین حال دارای سطوح خشن تر هستند. SLS به ساختارهای کمکی نیاز ندارد، بنابراین می‌توان از کل مرحله فرم برای ته‌نشینی بخش‌های مختلف در یک فرم انفرادی استفاده کرد – که آن را برای مقدار قطعات بیشتر از سایر اقدامات پرینت 3 بعدی مناسب می‌کند. تعداد زیادی از قطعات SLS برای مدل‌سازی طرح‌هایی استفاده می‌شود که روزی به شکل تزریق می‌شوند.

این دستگاه از یک اندازه گیری پرینت 3 بعدی به نام Power Bed Fusion استفاده می کند. یک ظرف پودر ترموپلاستیک (نایلون 6، نایلون 11، نایلون 12) به سادگی در زیر نقطه مایع شدن آن گرم می شود. در آن نقطه، یک لبه تیز روکش یا برف پاک کن، لایه ناچیزی از پودر را – به طور کلی 0.1 میلی متر ضخامت – در مرحله شکل دهی ذخیره می کند. یک نوار لیزری شروع به بررسی سطح می کند، جایی که به طور خاص پودر را رسوب می کند، به این معنی که بخش متقاطع ماده را سخت می کند. به همین ترتیب، با SLA، لیزر در اطراف یک منطقه توسط چند گالو متمرکز می شود. هنگامی که کل بخش متقاطع فیلتر می شود، مرحله در جایی نزدیک به یک ضخامت قامت لایه کاهش می یابد و کل چرخه مجدداً اصلاح می شود تا اینکه آیتم کاملاً ساخته شود. بسیاری از کاربردهای SLS عبارتند از مونتاژ قطعات عملی، مجرای پیچیده که به پلان های خالی و کم مصرف نیاز دارد. کیفیت آن در تولید قطعات سودمند بوده و خواص مکانیکی بسیار خوبی به جا می گذارد و با محاسبات پیچیده. SLS با نیاز به زمان های طولانی تر و هزینه بیشتر آن در هنگام کنتراست و FDM/FFF محدود می شود.

POLYJET

PolyJet یکی دیگر از اقدامات پرینت 3 بعدی پلاستیکی است، اما یک منحنی وجود دارد. این می تواند قسمت های مختلفی را با ویژگی های مختلف ایجاد کند. معماران می توانند از این نوآوری برای نمونه سازی قطعات الاستومری یا بیش از حد قالب گیری شده استفاده کنند.

مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM) با نام مستعار ساخت رشته‌ای ذوب شده (FFF)

یک چاپگر FDM با بیرون راندن یک فیبر پلاستیکی لایه به لایه روی مرحله شکل‌دهی کار می‌کند. این یک استراتژی هوشمندانه و سریع برای ارائه مدل های واقعی است. مواردی وجود دارد که می توان از FDM برای آزمایش عملی استفاده کرد، اما نوآوری محدود می شود زیرا قطعات به طور کلی دارای سطح خشن و فاقد استحکام هستند. این یک نوآوری چاپ 3 بعدی است که از چرخه ای به نام اکستروژن مواد استفاده می کند. ابزارهای اکستروژن مواد در دسترس و معقول هستند. آنها با چرخه ای کار می کنند که در آن قرقره ای از فیبر مواد گرمانرم قوی (PLA، ABS، PET) در چاپگر 3 بعدی انباشته می شود. سپس توسط یک موتور از طریق یک دهانه گرم شده رانده می شود و در آنجا مایع می شود. سر خروجی چاپگر در آن نقطه در امتداد جهت‌های مشخص حرکت می‌کند و مواد چاپ سه‌بعدی را در مرحله‌ای نگه می‌دارد که فیبر چاپگر خنک می‌شود و سیمان می‌شود و یک آیتم قوی را شکل می‌دهد. هنگامی که لایه به پایان رسید، چاپگر یک لایه دیگر را تنظیم می کند، تا زمانی که مورد کامل شود. کاربردهای اصلی برای FDM شامل مسکن های الکتریکی، تست های ساختار و تناسب، جگ ها و وسایل، و الگوهای ریخته گری می باشد. بهترین بخش در مورد FDM این است که بهترین تکمیل سطح را علاوه بر رنگ کامل در کنار واقعیت وجود مواد مختلف برای استفاده از آن ارائه می دهد.

پرینت 3 بعدی فرآیند نور دیجیتال (DLP)

با توجه به اینکه هر لایه به‌جای دنبال کردن قسمت متقاطع یک منطقه با هدف لیزر، زمان چاپ سریع‌تری نسبت به SLA دارد. کاربردهای معمول SLA و DLP عبارتند از مدل های پلیمری نوع تزریقی، تزئینات، کاربردهای دندانپزشکی و تقویت کننده ها. آنها دارای ظرافت عناصر ظریف و تکمیل سطح صاف هستند. آنها به دلیل ضعیف بودن محدود می شوند، به این ترتیب برای استفاده به عنوان قطعات مکانیکی رضایت بخش نیستند.

فیوژن چند جت (MJF)

Multi Jet Fusion قطعات مفید را از پودر نایلون مونتاژ می کند. برخلاف استفاده از لیزر برای پخت و جوش نقطه ای پودر، MJF از یک خوشه جوهرافشان برای اعمال متخصصین ذوب روی بستر پودر نایلون استفاده می کند. در آن نقطه، یک جزء گرم کننده، بستر را برای ترکیب هر لایه نادیده می گیرد. این نتیجه در خواص مکانیکی قابل پیش‌بینی‌تر با SLS در تضاد بود، همانطور که تکمیل سطح را بهبود بخشید. مزیت دیگر چرخه MJF زمان ساخت سریع است که باعث کاهش هزینه های ایجاد می شود. MJ با انواع دیگر فناوری‌های پرینت سه‌بعدی که مواد ساختمانی را با رسوب‌گذاری نقطه‌ای رسوب، پخت و جوش نقطه ای یا درمان می‌کنند، متفاوت است. درعوض، هد چاپ صدها قطره فوتوپلیمر را پرتاب می‌کند و با استفاده از نور UV آنها را خشک می‌کند. هنگامی که یک لایه رسوب کرد و سخت شد، ضخامت پلت فرم ساخت یک لایه کاهش می یابد و این روند تا زمانی که شی 3 بعدی ساخته شود تکرار می شود. تفاوت دیگر با فناوری های چاپ 3 بعدی این است که به جای استفاده از یک نقطه برای دنبال کردن مسیری که لایه مقطع را مشخص می کند، دستگاه های MJ مواد ساختمانی را به روشی سریع و خطی رسوب می دهند. مواد ساخته شده با MJ در حین چاپ نیاز به کمک دارند و در تمام مدت چرخه فرم با مواد قابل حلی که پس از جابجایی خارج می شوند چاپ می شوند. MJ یکی از انواع انفرادی نوآوری پرینت 3 بعدی است که می تواند اشیاء را با استفاده از مواد متعدد و با صدای کامل تولید کند. مزیت این کار این است که چاپگرهای MJ می‌توانند چندین شی را در یک خط بدون تأثیر بر سرعت ساخت بسازند. تا زمانی که مدل ها به درستی با فاصله بهینه چیده شوند، MJ می تواند قطعات را سریعتر از انواع دیگر پرینترهای 3 بعدی تولید کند. از این رو، فرآیندهای متعددی برای چندین پروژه وجود دارد، انتخاب بهترین فرآیند مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است.

کارگاه جواهرات لئوپارد، نماینده انحصاری پرینترهای 3 بعدی 3dnium از کشور آلمان می باشد. جهت مشاوره برای خرید و یا سفارش مدل مورد نظر خود با کارشناسان ما در بخش فروش تماس گرفته و از راهنمایی ما بهره بگیرید.

به روز ترین و جذاب ترین مطالب جواهرات را در جواهرات لئوپارد دنبال کنید.