تکنولوژی پرینت سه بعدی LOM چگونه کار میکند؟

توضیحاتی در مورد تکنیک چاپ سه بعدی به وسیله کاغذ یا پلاستیک (LOM)

استفاده از تکنیک LOM یا همان Laminated Object Manufacturing، به عنوان یکی از بهترین روش ها برای کار با چاپگر سه بعدی شناخته می شود. احتمالا ساخت اشیای فیزیکی و حجم دار، با استفاده از کاغذ برای شما کاری جذاب است. تکنیک LOM یک تکنولوژی پیشرفته برای پرینت اشیا به طور سه بعدی است. پیشینه این تکنیک به یک شرکت در کالیفرنیا به اسم Helisys inc بر می گردد.

در تکنولوژی LOM، لایه های کاغذی یا ورق های پلاستیکی، با اعمال حرارت و فشار ذوب شده و خاصیت شکل پذیری پیدا می کنند. سپس این لایه های لمینت شده را می توان به وسیله یک لیزر که به کامپیوتر متصل است، به شکل های دلخواه درآورد. در واقع این روش به عنوان یک روش کار با پرینتر سه بعدی شناخته می شود. البته در حال حاضر نمی توان این تکنولوژی را به عنوان محبوب ترین روش برای چاپ سه بعدی معرفی کرد. در عین حال تکنیک LOM دارای ویژگی هایی است که می تواند عملیات چاپ 3 بعدی اشکال را به صورت کاملا مقرون به صرفه و در مدت زمانی بسیار کوتاه انجام دهد.

پرینت سه بعدی LOM

تکنولوژی LOM چطور کار می کند؟

شاید برایتان جالب باشد بدانید که یک چاپگر سه بعدی چطور با تکنیک LOM کار می کند؟ همانند روش های معمول در پرینترهای سه بعدی، مدل های مورد نظر به کمک فایل cad طراحی و ساخته می شوند. در مرحله بعد باید فرمت فایل cad را تغییر دهیم تا خواندن فایل برای پرینترهای 3 بعدی ممکن شود. این فرمت به نام فرمت STL شناخته می شود. پیشنهاد صنعت سامه (3dRD) : معرفی نرم افزارهای اسلایسر پرینتر سه بعدی

دستگاه LOM با استفاده از ورق های پیوسته کار می کند. این ورق ها معمولا از جنس کاغذ، پلاستیک و.. هستند که داخل محفظه ساخت قرار می گیرند و  توسط یک غلتک تغذیه به جلو کشیده می شوند. متریال های کاغذی یا پلاستیکی که در این دستگاه مورد استفاده قرار می گیرند، معمولا دارای یک روکش چسبی هستند.

در تکنولوژی LOM برای شکل بخشیدن به متریال، یک غلتک حرارتی از روی آن عبور می کند. حرارت غلتک باعث ذوب چسب و پرس کردن آن خواهد شد. برای برش دادن و شکل بخشیدن به کار نیز، باید یک لیزر یا تیغ به کامپیوتر شما متصل باشد. این لیزر یا تیغ، متریال را به حالت دلخواه برش داده و اشکال مختلف سه بعدی می سازد. لازم است بدانید که لیزرها عملیات برش را به صورت اریب انجام می دهند. در این صورت جدا کردن شیء پس از اتمام کار، راحت تر خواهد بود.

ویدیو مربوط به چاپ سه بعدی LOM:

مروری بر پروسه کار چاپگر سه بعدی LOM

چاپگر 3 بعدی با تکنولوژی LOM به شکلی خاص کار می کند. تکنولوژی LOM یا همان Laminated Object Manufacturing یک شیوه نو و مدرن برای استفاده از چاپگر سه بعدی می باشد. در این روش کاغذها از رول تغذیه (در شکل با A نشان داده شده)، به کمک یک غلتک حرارتی (در شکل با B نشان داده شده) به لایه قبلی افزوده می شوند.

چگونگی پرینت سه بعدی LOM توسط چاپگر سه بعدی

این غلتک های حرارتی بوسیله ی اعمال گرما، لایه چسبی که زیر کاغذ میباشد را ذوب کرده و با این کار چسبندگی ایجاد می کند. فرم دادن به شکل در بخش C تصویر یا همان محورهای X  و Y انجام میگردد. این بخش به وسیله یک سیستم نوری کار می کند. این عملیات در مدل های بزرگ و صنعتی، گاهی باعث به وجود آمدن مقداری دود یا آتش خواهد شد. به همین دلیل یک دودکش (در شکل با E نشان داده شده) برای دستگاه تعبیه می شود. به علاوه محفظه مورد نظر باید به صورت کامل بسته باشد. پس از انجام برش هندسی لایه اول، کاغذ اضافه هم بریده شده و اطراف یک رول انباشته می شود.

پس از شکل گیری لایه اول توسط چاپگر سه بعدی بستر چاپ باید حدود 1 و نیم میلی متر به سمت پایین انتقال پیدا کند. این یک و نیم میلی متر، ضخامت نسبی یک لایه است. سپس متریال جدید درون محفظه ساخت به جلو رانده می شود و از زیر غلتک حرارتی عبور می کند. با این کار یک لایه جدید روی لایه اولیه شکل می گیرد. این فرآیند آنقدر ادامه پیدا می کند تا جسم مورد نظر به حجم ایده آل برسد.

هنگامی که پرینت سه بعدی LOM به اتمام رسید، جسم مورد نظر از روی بستر چاپ برداشته شده و متریال های اضافی آن حذف می شوند. اجسامی که از این طریق و به وسیله کاغذ ساخته می شوند، ساختاری مشابه چوب پیدا می کنند. شما می توانید این اجسام را سمباده بزنید و صافکاری نهایی را روی آن ها انجام دهید. پس از انجام این کار می توان جسم را به وسیله لاک یا رنگ پوشش داد و از نفوذ رطوبت به داخل جسم جلوگیری کرد. اگر قطعات شما به صورت چند تکه پرینت شده اند و نیاز به چسباندن به یکدیگر را دارند میتوانید این به راهنما مراجعه کنید: طریقه چسباندن قطعات پرینت شده .

حرارت اعمال شده در تکنیک LOM معمولا بسیار زیاد است. میزان این حرارت با توجه به نوع رزین و سایر عوامل تعیین می شود. استحکام شیء چاپ شده نیز به عواملی مثل نوع رزین و پرداخت نهایی صورت گرفته روی آن بستگی دارد. ورق های رزین بیشتر در مورد چاپ با کاغذ یا پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرند. ورق های فلزی نیز به وسیله جوشکاری اولتراسونیک و یا لحیم کاری  به یکدیگر متصل می شوند. البته لازم است بدانید که در تکنیک LOM به ندرت از فلز استفاده می شود.

پرینت سه بعدی

چه مدل هایی را می توان با تکنیک LOM چاپ کرد؟

باید بگوییم که استفاده از چاپگر سه بعدی LOM به اندازه تکنیک های پرینت SLA و SLS مرسوم نیست. در واقع دقت چاپ در تکنیک LOM کمی پایین تر است اما به هر حال مزایای فوق العاده ای نیز دارد. برای مثال در این تکنیک، واکنش شیمیایی صورت نمی گیرد. بنابراین می توان آن را در محیطی باز انجام داد. به این ترتیب امکان تولید مدل هایی در سایز بزرگ با استفاده از این روش ممکن است. به علاوه متریالی که در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد ارزان تر بوده و دسترسی به آن نیز راحت تر است.

البته چاپگر سه بعدی LOM برای ساخت اشکال هندسی پیچیده مناسب نیست. نکته دیگر این است که این نوع چاپگر قادر به تولید اجسام توخالی نیست. به طور کلی، به دلیل دقت ساخت نسبتا پایین در این تکنولوژی، نمی توان از آن برای تولید مدل های کاربردی استفاده کرد. به این ترتیب از LOM بیشتر برای ساخت مدل ها در مقیاس های مختلف استفاده می شود. به این ترتیب می توان شکل و طراحی مدل را مورد بررسی و آزمایش قرار داد. به علاوه از این تکنیک برای تولید قالب های ریخته گری، ابزارهای سنتی و… نیز استفاده می شود.

شرکت های تولید کننده چاپگر سه بعدی LOM

همان طور که گفتیم، اولین شرکتی که در زمینه توسعه چاپگر سه بعدی LOM فعالیت کرد، کمپانی Helisys inc بود. البته این کمپانی در سال 2000 میلادی متوقف شد. در عصر حاضر شرکت Cubic در زمینه ارائه خدمات پس از فروش و فروش این محصولات فعالیت می کند. از دیگر شرکت هایی که از این فناوری استفاده می کردند می توانیم به شرکت ژاپنی kira و solido 3D اشاره کنیم. البته این شرکت ها نیز در سال های اخیر یا تعطیل شده اند و یا روش خود را تغییر داده اند.

در سال های اخیر شرکت MCOR برای توسعه تکنولوژی LOM تلاش می کرد. این شرکت ایرلندی پرینترهایی را تولید می کند که به وسیله تکنیک LOM و در مقیاس A4 کار می کنند. این دستگاه های با کیفیت و ارزان قیمت توسط بسیاری از مهندسان، پزشکان، هنرمندان و… استفاده می شوند.

چاپ سه بعدی LOM در خانه

در حال حاضر بیشتر انواع پرینتر سه بعدی که در خانه مورد استفاده قرار می گیرند از تکنولوژی پرینت سه بعدی FDM پیروی می کنند. در این روش به پلاستیک تا حد نقطه ذوب، حرارت اعمال می شود. سپس این پلاستیک به صورت لایه به لایه اکسترود شده تا پرینت سه بعدی مد نظر شکل گیرد. البته در بعضی خانه های می توان پرینترهایی با فناوری LOM را نیز مشاهده کرد.

شرکت کوبیک یک پرینتر رومیزی با فناوری LOM به نام SD300 را به بازار عرضه کرده است. این دستگاه می تواند اجسام را با ورق های پلاستیکی طراحی و تولید کند. البته قیمت این دستگاه گران و حدود 15000 دلار است. این در حالی است که سایر دستگاه های FDM با قیمت هایی حدود 1300 تا 2200 دلار به فروش می رسند. در ایران پرینترهای سه بعدی LOM به مرحله تجاری شدن نرسیدند. اگر کسی با این پرینتر کار می کند احتمالا آن را به صورت دسته دوم و از کشورهای خارجی وارد کرده است.

شرکت MCOR در زمینه فناوری LOM مشغول به ارائه خدمت است. این کمپانی با شرکتی به نام STAPLES در حال همکاری است. این کمپانی در زمینه فروش تجهیزات دفتر کار فعالیت می کند. مشتریان می توانند برای استفاده از خدمات این شرکت، عکس های خود را آپلود کنند. همچنین می توان از بین طرح های آماده، یکی را به دلخواه انتخاب کرد. از این نوع پرینت سه بعدی بیشتر برای طراحی قاب گوشی و یا جواهرات استفاده می شود. در این نوع چاپ، تمامی طرح های مورد نظر شما به وسیله چاپگر رنگی و کاغذهای پرینت 3 بعدی تولید می شوند.

مدل های چاپ شده با پرینتر سه بعدی LOM

شرکت MCOR یک فرآیند جدید به نام SDL را در زمینه چاپ سه بعدی طراحی کرده است. این تکنولوژی بر اساس متریال کاغذ است. البته متریال رنگ نیز به آن اضافه شده است.  در این فرایند ورقهای کاغذ به وسیله تیغه ای از جنس کاربید تنگستن، برش داده می شوند. سپس باید این قطعات را با استفاده چسب قطره ای روی هم قرار داد. اضافه شدن رنگ به این تکنولوژی باعث تولید اشیاء رنگارنگ در کیفیت بالا خواهد شد. شرکت صنعت سامه خواندن مقاله مربوط به ساخت قالب با پرینتر سه بعدی را به شما پیشنهاد میکند.

مروری کلی بر فرآیند LOM

به طور کلی می توان گفت که مکانیسم چاپگر سه بعدی LOM بر مبنای حرکت یک ورق روی پلتفرم است. با استفاده از یک غلتک حرارتی مناسب به این ورق اعمال شده و باعث چسبیدن آن به لایه پایینی می شود. یک لیزر نیز در هر مرحله ورق را برش می دهد. بعد از تهیه لایه اول، همین کار دوباره تکرار می شود. این عملیات تا زمانی ادامه پیدا می کند که مدل، شکل نهایی را پیدا کرده باشد.

چاپ سه بعدی انواع مدل با پرینتر LOM

اطلاعات فنی پرینترهای سه بعدی LOM

• نام اختصاری: LOM یا Laminated Object Manufacturing
• متریال های قابل استفاده: پلاستیک، کاغذ، کامپوزیت، فلز، سرامیک
• نوع متریال: جامد ورقه ای
• حداکثر ابعاد قطعه: 55*50*81 سانتی متر مکعب
• حداقل ضخامت: 0.05 میلی متر
• حداقل ابعاد: 0.2 میلی متر
• تلورنس: 0.1 میلی متر
• سطح پایانی: سخت با قابلیت تراشکاری و سمباده کاری
• فرمت: برای تک رنگ STL و برای رنگی OBJ
• دوام پایین در متریال کاغذ
• دقت چاپ پایین
• متریال ارزان، قیمت دستگاه گران
• سرعت بالا
• کاربردی برای آزمایش شکل و ابعاد مدل ها

گفتنی است که این مشخصات به صورت کلی گردآوری شده اند. ممکن است برخی دستگاه ها دارای کیفیت بالاتر یا پایین تری باشند.

منبع: Translated from livescience.com

”صنعت سامه (3dRD) بزرگترین و تخصصی ترین تولید کننده پرینترهای 3 بعدی در ایران “