پرینتر سه بعدی SLS چگونه کار میکند؟

معرفی پرینتر سه بعدی SLS

تمام وسایل اطراف ما با گذر زمان و پیشرفت علم تغییراتی پیدا کرده اند. یکی از وسایلی که دچار این تغییرات شد پرینتر سه بعدی SLS است. در این فناوری پرینتر های سه بعدی SLS به وسیله لیزر، پلاستیک را بر اساس مدل های سه بعدی جامد چاپ میکند. از روی کار آمدن چاپ سه بعدی SLS ده ها سال میگذرد اما بسیاری از مهندسان همچنان علاقه به کار با این پرینتر و توسعه آن دارند. اگر بخواهیم به مزیت های این پرینتر ها اشاره کنیم میتوانیم از هزینه کم و بهره وری بالا یاد کنیم. به دلیل همین مزایای فراوان است که این تکنولوژی برای بازه وسیعی از برنامه ها و انواع نمونه سازی ها از جمله نمونه سازی های سریع و دسته های کوچک مناسب است.

پرینت سه بعدی SLS

با پیشرفت های بزرگ جوامع علمی در سال های اخیر تکنولوژی چاپ سه بعدی SLS در اختیار بسیاری از افراد قرار گرفته است. همین عامل سبب میشود تا شرکت های بیشتری بتوانند از این ابزار های روز دنیا که در سال های قبل فقط در اختیار چند شرکت خاص بود استفاده کنند.

سرگذشتی از چاپگرهای سه بعدی SLS

برای نخستین بار در طول تاریخ در سال 1980 فناوری مواد افزودنی توسط دکتر کارل دکار و دکتر جوبانیان در دانشگاه تگزاس واقع در ایالت متحده آمریکا توسعه یافت. از همان زمان بود که روش های کاری آنها برای کار کردن با گستره بزرگی از مواد مثل پلاستیک، فلزات، شیشه و سرامیک سازگار شده است. این دسته از فناوری ها امروزه تحت عنوان فرایندهای تولید افزودنی مواد پودر تقسیم بندی میشوند. در طی این فرایند انرژی حرارتی به صورت انتخابی مناطقی از پودر را انتخاب کرده و آن را ذوب میکند.

رایج ترین سیستم فیوژن با بستر پودری که اساس و مبنای آن پلاستیک است SLS نامیده میشود. انواع دیگری از این سیستم ها نیز وجود دارد که مبنای عمل آنها فلز است. این سیستم ها در دو نوع و تحت عناوین لیزر دایرکت فلز DMLS و ذوب لیزر انتخابی (SLM) شناخته میشود. تا همین چند سال اخیر این سیستم ها به دلیل گران و پیچیده بودن در صنایع کمی مورد استفاده قرار میگرفتند. همچنین به دلیل همین موضوع که در صنایع کمی مورد استفاده قرار میگرفتند، مقادیر کمی هم از آنها تولید میشد. بیشتر استفاده از این سیستم ها در صنایع هوا فضا و وسایل پزشکی بود.

اما این آخر کار نیست! دانشمندان اخیرا توانسته اند تا به پیشرفت های چشمگیری در زمینه چاپگر سه بعدی SLS دست پیدا کنند. آنها اکنون در پی فناوری های چاپ سه بعدی SLS پیشرفته تری مانند stereolithography یا SLA و مدلسازی رسوب ذوب شده یا FDM هستند.

پرینت لیزری چاپگر سه بعدی SLS

نحوه عملکرد چاپ سه بعدی SLS

همانطور که در قسمت های بالاتر هم به آن اشاره کردیم، پرینتر های سه بعدی SLS از لیزری پر قدرت برای ترکیب ذرات کوچک پودر استفاده میکند. در ادامه قصد داریم تا فرایند چاپ سه بعدی SLS را برای شما عزیزان توضیح دهیم.

در این پرینتر های سه بعدی SLS محفظه ای تعبیه شده است که در قسمت بالای آن لایه نازکی از پودر، پراکنده و پخش میشود. قبل از شروع مراحل چاپ و ذوب پودر، چاپگر ابتدا پودر را کمی گرم میکند. این فرایند گرم کردن سبب میشود تا پرتوهای ساطع شده لیزر بتواند دمای مناطق خاصی از پود را افزایش دهد. لیزر مقاطعی از قطعه سه بعدی مد نظر ما را اسکن میکند و دقیقا همان مناطق هستند که در آن پودر گرم و یا ذوب خواهد شد. در مرحله بعد، ذرات را به صورت مکانیکی به یکدیگر متصل میکند تا جسمی جامد ایجاد شود. وظیفه پودر در حین فرایند چاپ این است که از قسمت های چاپی پشتیبانی کند. این عمل پودر نیاز ما را به ساختار های پشتیبانی اختصاصی برطرف میکند.

پودر و محفظه ی پرینت سه بعدی در دستگاه های SLS

سکوی ساخت که دارای یک لایه است، به درون محفظه ساخت می آید. میزان پایین آمدن سکوی ساخت بسیار کم است و معمولا در حدود 50 الی 200 میکرون است. حین پایین آمدن نیز سکوی ساخت یک لایه پودر جدید را در قسمت بالا اعمال میکند. پس از اعمال پودر، لیزر سراغ بقیه مراحل اسکن خواهد رفت.

فرایند ذکر شده در قسمت های بالا آنقدر ادامه پیدا میکنند تا فرایند چاپ سه بعدی SLS به اتمام برسد. قسمت هایی که چاپ آنها تمام شده است در پرینتر باقی می مانند تا خنک شوند. پس از مرحله خنک شدن، نوبت به تمیز کردن قطعات میرسد. در این قسمت قطعات به وسیله اوپراتور از چاپگر بیرون آورده میشوند و به ایستگاه تمیز کردن منتقل میشوند. در این ایستگاه قطعات چاپ شده را جدا میکنند و پودر های باقی مانده روی قطعات را از آنها جدا میکنند. در بخش مقالات سایت صنعت سامه (3dRD) مطلبی دیگر درباره شناخت چاپگرهای سه بعدی دیگر منتشر شده است که پیشنهاد میکنیم مطالعه بفرمایید: چاپگرهای سه بعدی LOM .

بازیابی قسمت و پردازش پس از آن در پرینتر های سه بعدی SLS

لیزر های انتخابی پس از پردازش لیزر به حداقل نیروی کار و زمان احتیاج دارند. پس از اتمام فرایند چاپ پرینتر سه بعدی SLS همانطور که در بالاتر هم گفتیم نوبت به تمیز کردن آن است. این روند معمولا به صورت دستی و توسط هوای فشرده یا بلستر انجام میشود.

قطعات SLS در قسمت پایانی پرینتر سه بعدی SLS و انتهای خروجی آن قرار دارند و دارای سطحی خام و دانه دانه مشابه سنباده است. استفاده از نایلون امکانات وسیعی را در اختیار کاربر قرار میدهد. این امکانات شامل غلت زدن ، رنگرزی ، نقاشی ، روکش فلزی ، اتصال ، پوشش پودری و… می باشد.

قطعه پرینت شده توسط تکنولوژی SLS

بازیابی مواد در پرینتر سه بعدی SLS

تمامی پودرهای اضافه استفاده شده در فرایند چاپ سه بعدی SLS که پس از فرایند بازیابی باقی می مانند، از فیلتری میگذرند تا ذرات بزرگتر آنها جدا شود. پودر بازیابی شده به دلیل قرار گرفتن در معرض حرارت دچار اندکی تخریب شده است. پیشنهاد ما به شما این است که این پود را تجدید کنید. این قابلیت استفاده مجدد از پودر SLS است که باعث تبدیل این فرایند به یکی از کمترین روش های تولید بیهوده شده است.

مطلب پیشنهادی: طریقه ساخت قالب با پرینتر سه بعدی

انواع مختلف سیستم های چاپ سه بعدی SLS

تمامی سیستم های پالایش لیزر طبق فرایندی که در بالا برای شما توضیح دادیم ساخته میشوند. مهم ترین وجه تفاوت آنها اما نوع لیزر و اندازه حجم ساخت آنها می باشد. برای کنترل دما، رسوب لایه ها و پخش پودر از راه های مختلفی میتوان استفاده کرد.

یکی از فرایند هایی که نیازمند دقت و کنترل بسیار بالایی است، فرایند پخت و پز است. درجه حرارت پودر باید در 3 مرحله به نام های پیش گرم کردن، پخت و انباشت پیش از حذف کنترل شود. دمای کنترل این فرایند ها 2 درجه سانتی گراد بوده و علت کنترل هم به حداقل رساندن میزان پیچش و تحریف براثر گرما است.

چاپگرهای سه بعدی SLS صنعتی

پرینتر های سه بعدی SLS صنعتی، در صنایع زیادی مورد استفاده قرار میگیرند مثل صنایع قطعات یدکی تا لباس هایی با چاپ های سفارشی. بزرگترین پرینتر سه بعدی SLS میتواند قطعاتی را به طول یک متر چاپ کند.

پرینتر سه بعدی SLS صنعتی

پرینتر های سه بعدی SLS از لیزر چندکاره استفاده میکنند که این لیزر حاوی کربن دی اکسید میباشد. مقدار پیچیدگی سیستم نیز به مقدار بزرگی حجم قابل ساخت بستگی دارد. در بخشی از پروسه کار دستگاه فرایند بی اثر سازی ازت یا گاز های دیگر است که دلیل تفاوت پرینترهای صنعتی با بقیه پرینتر ها میباشد. در نتیجه پمپهای انتخابی لیزر نوع صنعتی، به وسایلی تخصصی برای انتقال هوا نیاز دارند. از دیگر نکات شایان توجه درباره این سیستم ها فضای مورد نیاز آنهاست. حتی کوچکترین وسایل و ابزار آلات صنعتی هم دست کم به ده متر مربع فضا نیازمند هستند. نوع FDM چاپگرهای سه بعدی صنعتی 3dRD با امکانات و آپشن های حرفه ای را در این صفحه میتوانید مشاهده کنید: پرینتر سه بعدی صنعتی پلاس .

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