پرینت سه بعدی، انقلابی در تولید محصولات ایجاد کرده است. با این حال، کیفیت و استحکام قطعات پرینت شده، همواره دغدغه کاربران بوده است. در این بخش از 3dRD، به بررسی روش‌های مختلف برای افزایش کیفیت و استحکام قطعات پرینت سه بعدی خواهیم پرداخت، با بهره گیری از این روش‌ها، می‌توان به قطعاتی با عملکرد بهتر و ماندگاری بیشتر دست یافت.
چرا میزان کیفیت و استحکام در قطعات پرینت سه بعدی اهمیت دارد؟
دستیابی به قطعات پرینت سه بعدی با کیفیت بالا و استحکام مناسب، کلید موفقیت در بسیاری از صنایع و کاربردها است. کیفیت چاپ سه بعدی به عواملی همچون دقت ابعاد، صافی سطح، یکپارچگی ساختاری و مقاومت در برابر تنش‌های مکانیکی بستگی دارد. قطعات با کیفیت بالا نه تنها ظاهر بهتری دارند، بلکه عملکرد بهتری نیز از خود نشان می‌دهند و در طولانی مدت هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهند.
از طرفی، استحکام این قطعات، تضمین‌کننده‌ی ایمنی و دوام آن‌ها در کاربردهای مختلف است، به ویژه در مواردی که قطعه تحت بارگذاری یا تنش قرار می‌گیرد. در نتیجه، انتخاب مواد اولیه مناسب، تنظیم دقیق پارامترهای چاپ و استفاده از فناوری‌های پیشرفته، از جمله عواملی هستند که در افزایش کیفیت و استحکام قطعات پرینت سه بعدی نقش کلیدی ایفا می‌کنند.
روش های افزایش کیفیت و استحکام در قطعات پرینت سه بعدی
برای اینکه پرینت های سه بعدی شما دارای مقاومت بیشتر و استحکام بیشتری باشند نیاز است نکاتی را مد نظر قرار دهید در فرایند پرینت با پرینتر های سه بعدی که در ادامه به صورت موردی به این نکات خواهیم پرداخت، در ادامه با ما همراه باشید.
طراحی بهینه برای استحکام بیشتر
- شبکه‌های داخلی هوشمند (Smart Infill): به جای پر کردن یکنواخت داخلی، از الگوهای شبکه‌ای پیچیده‌تری استفاده کنید که در نقاطی که استحکام بیشتری نیاز است، تراکم بیشتری داشته باشند. این روش باعث کاهش وزن و افزایش استحکام در عین حال می‌شود.
- استفاده از لوله‌های توخالی: برای قطعات بلند و باریک، استفاده از لوله‌های توخالی داخل قطعه می‌تواند استحکام خمشی را به شدت افزایش دهد.
- ضخامت متغیر دیواره‌ها: با تغییر ضخامت دیواره‌ها در قسمت‌های مختلف قطعه، می‌توان به بهینه‌سازی مصرف مواد و افزایش استحکام در نقاط حساس دست یافت.
مواد و فرایندهای پیشرفته
- فیلامنت‌های مهندسی: فیلامنت‌هایی مانند کربن فیبر، شیشه، یا فلز، استحکام و مقاومت حرارتی قطعات را به شدت افزایش می‌دهند.
- پرینت چند ماده‌ای: با استفاده از چندین فیلامنت با خواص مختلف در یک قطعه، می‌توان به قطعاتی با خواص مکانیکی سفارشی دست یافت. مثلاً، هسته داخلی را از فیلامنت مقاوم در برابر حرارت و لایه بیرونی را از فیلامنت با ظاهر زیبا پرینت کنیم.
- پرینت پشتیبانی محلول: با استفاده از فیلامنت‌های پشتیبانی محلول در آب، می‌توان قطعات پیچیده با ساپورت‌های کم را پرینت کرد که پس از اتمام کار به راحتی قابل حذف هستند.
- پس‌پردازش حرارتی: برای برخی از فیلامنت‌ها مانند ABS، انجام عملیات حرارتی پس از پرینت می‌تواند خواص مکانیکی آن‌ها را بهبود بخشد.
تنظیمات پیشرفته پرینتر
- کالیبراسیون جریان اکسترودر: علاوه بر کالیبراسیون دمای اکسترودر، کالیبراسیون جریان نیز بسیار مهم است تا اطمینان حاصل شود که مقدار صحیح فیلامنت در هر لایه اکسترود می‌شود.
- تغییر سرعت حرکت محور Z: تغییر سرعت حرکت محور Z در قسمت‌های مختلف قطعه می‌تواند به بهبود چسبندگی لایه‌ها و کاهش لایه شدن کمک کند.
- استفاده از Coasting و Retraction: این دو ویژگی به کاهش رشته‌های اضافی و بهبود کیفیت سطح کمک می‌کنند.
سایر عوامل موثر
- رطوبت فیلامنت: رطوبت زیاد در فیلامنت می‌تواند منجر به مشکلات چسبندگی و کاهش کیفیت شود.
- تراز بودن بستر چاپ: حتی کوچکترین عدم تراز بودن بستر می‌تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت قطعه تأثیر بگذارد.
- لرزش دستگاه: لرزش دستگاه در حین پرینت می‌تواند باعث ایجاد خطا در لایه‌ها و کاهش کیفیت شود.
مثال عملی
فرض کنید می‌خواهید یک نگهدارنده تلفن همراه با استحکام بالا پرینت کنید. برای این کار می‌توانید:
- از فیلامنت ABS یا کربن فیبر استفاده کنید.
- طراحی را به گونه‌ای انجام دهید که دیواره‌ها ضخامت کافی داشته باشند و از تقویت‌کننده‌های داخلی استفاده شود.
- از پر کردن داخلی با الگوی شبکه‌ای هوشمند استفاده کنید.
- از یک محفظه چاپ برای کنترل دما و رطوبت استفاده کنید.
- پس از پرینت، قطعه را به مدت یک ساعت در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دهید.
نتیجه گیری
با توجه به تنوع روش‌ها و تکنیک‌های موجود، انتخاب بهترین روش برای افزایش کیفیت و استحکام قطعات پرینت سه بعدی به عوامل مختلفی مانند نوع قطعه، کاربرد آن، و مواد مورد استفاده بستگی دارد. با آزمایش و خطا و بهره‌گیری از تجربیات دیگران، می‌توان به نتایج بسیار خوبی دست یافت.
