3dRD به عنوان بزرگ ترین تولید کننده و مرکز فروش پرینتر سه بعدی در ایران خود را ملزم به این امر میداند که در راستای بهبود مراحل تولید در هر زمینه ای، از هیچ کوششی دریغ نکند و از آنجا که در مقالات قبلی به طور مفصل به پرینترهای سه بعدی FDM و SLA و DLP ، مزایا و معایب و کاربردهای پرینتر های سه بعدی پرداختیم قصد داریم در ادامه شما را با تفاوت پرینترهای سه بعدی آشنا کنیم تا شما در انتخاب چاپگر سه بعدی متناسب با کسب و کار خود دچار مشکل نشوید.
به عبارت دیگر به هر شی که با استفاده از چاپگر های سه بعدی ساخته شوند مواد افزودنی میگویند. ساخت مواد افزودنی (AM) اصطلاحی برای توصیف مجموعه فناوری هایی است که با افزودن لایه هایی از مواد ، اشیاء سه بعدی ایجاد می کنند. تولید افزودنی یا چاپ سه بعدی ، هزینه را کاهش می دهد ، باعث صرفه جویی در وقت می شود و از فرایندهای ساخت برای پیشرفت محصول فراتر می رود.
از مدل های مفهومی و نمونه های اولیه کاربردی در نمونه سازی سریع گرفته تا کلاه گیس ، وسایل جانبی ، یا حتی قطعات استفاده نهایی در ساخت. فن آوری های چاپ سه بعدی راه حل های متنوع را در طیف گسترده ای از برنامه ها ارائه می دهند. در این مقاله قصد داریم تا به کارایی و تفاوت های سه مدل از چاپگر های سه بعدی بپردازیم. سه مورد از معروف ترین پرینتر های سه بعدی عبارت اند از :
- (Stereolithography(SLA
- (Digital Light Processing(DLP
- (Fused deposition modeling (FDM
فرآیند چاپ سه بعدی به صورت خلاصه
هنگامی که اصول اساسی را درک کردید ، فرآیند چاپ سه بعدی دیگر برای کاربر خانگی دشوار نخواهد بود. خوب ، بنابراین چاپگرها ، مواد چاپی ، اشیاء چاپی و نرم افزار چاپ سه بعدی همه می توانند متفاوت باشند.
با این وجود ، روند از طراحی تا محصول نهایی مسیری مشابه را دنبال می کند. ما در یک راهنمای دیگر این فرآیندها را با جزئیات بیشتری پوشش داده ایم ، اما در اینجا به طور خلاصه چگونه به نظر می رسد:
1-کاربر به یک برنامه مدل سازی سه بعدی یا یک اسکنر سه بعدی دسترسی دارد.
2- طراحی مجازی (مدل سه بعدی) از شیء مورد نظر برای چاپ را به صورت سه بعدی ایجاد می کند.
3- به طور معمول طراحی خود را به عنوان یک فایل طراحی رایانه ای یا CAD به طور خلاصه ذخیره می کند.
4- قبل از ارسال به چاپگر ، پرونده CAD خود را برش می دهد.
5- پرونده CAD قطعه قطعه شده را بر روی چاپگر سه بعدی بارگذاری می کند.
6-چاپگر هر قطعه را در پرونده 2D می خواند تا شی سه بعدی ایجاد شود.
اجزای اصلی چاپگر سه بعدی
قبل از شروع به بررسی انواع مختلف چاپگرهای سه بعدی و شیوه های چاپ ، لحظه ای می رویم تا اجزای اصلی این ماشین ها را لیست کنیم. بخش های زیادی وجود دارد ، و هر یک نقش مهمی در روند چاپ دارد.
ما در اینجا نمی خواهیم خیلی فنی شویم. با این وجود ، هنوز هم مهم است که بدانیم مؤلفه های اصلی چیست. این به شما کمک می کند تا مراحل مختلف چاپ را از طریق بخش های مختلف درک کنید.
اجزای اصلی و استفاده از آنها در چاپگر سه بعدی
قاب چاپگر سه بعدی: دستگاه را در کنار هم نگه می دارد. مکانیک حرکت 3D Printer Head: نسبت به تخت چاپ از همه جهات حرکت می کند. سر پرینتر سه بعدی: نازل که رشته را می دهد یا رنگ ها و چسب مایع را در آن قرار می دهد.
3D Build Platform یا Build Bed: بخشی از چاپگر که در آن شیء چاپ می شود. موتورهای پرینتر سه بعدی Stepper Motors (حداقل 4): برای موقعیت یابی دقیق و کنترل سرعت مورد استفاده قرار می گیرد.
الکترونیک پرینتر سه بعدی: برای رانندگی موتورها ، گرم کردن اکسترودر و موارد دیگر استفاده می شود. Firmware 3D Printer: نرم افزار دائمی که برای کنترل هر جنبه ای از یک چاپگر سه بعدی استفاده می شود. نرم افزار پرینتر سه بعدی: بخشی از چاپگر واقعی نیست ، اما هنوز هم برای روند چاپ مورد نیاز است.
پرینتر های سه بعدی FDM
اگر ویدیویی از یک پرینتر سه بعدی را در محل کار مشاهده کنید ، به احتمال زیاد می توانید نازل چاپی را با دقت برنامه ریزی شده در یک فضای سه بعدی ببینید ، و بیرون کشیدن یک خط از پلاستیک مذاب برای ترسیم شکل ظاهری. این یک تصویر بسیار محبوب است، و FDM محبوب تریS تکنیکی است که توسط چاپگرهای سه بعدی کوچک استفاده می شود. این دستگاه لایه های کوچک ایجاد می کند که به یکدیگر پیوند می دهند تا در نهایت یک شی ایجاد شود.
FDM با طیف وسیعی از ترموپلاستیک های استاندارد مانند ABS ، PLA و ترکیبات مختلف آنها کار می کند. این تکنیک برای مدلهای اصلی و همچنین نمونه سازی سریع و کم هزینه قطعات ساده مانند قطعاتی که ممکن است به طور معمول ساخته شوند مناسب است.
با کمک FDM می توانید نه تنها نمونه های اولیه کاربردی بلکه مدل های مفهومی و محصولات نهایی را نیز چاپ کنید. FDM تنها فناوری چاپ سه بعدی است که قطعاتی را تولید می کند که دارای گرید پلاستیکی درجه تولید هستند، بنابراین موارد چاپ شده از کیفیت مکانیکی ، حرارتی و شیمیایی بسیار خوبی برخوردار هستند. اما بیایید در مورد چگونگی عملکرد آن صحبت کنیم.
عملکرد پرینتر سه بعدی FDM
در مرحله اول ، باید به چاپگر اطلاعات صحیح داده شود، و هچنین مسیری برای دنبال كردن آنكه مواد سپرده شده شیء مناسبی را ایجاد كنند.
این کار با استفاده از یک فایل مدل سه بعدی مانند پرونده STL یا OBJ انجام می شود ، که شامل اطلاعاتی در مورد چگونگی قطعه قطعه شدن یک شیء به لایه هایی است که FDM می تواند یک بار آن را اعمال کند.
این یکی از ساده ترین راه های برنامه نویسی در شی سه بعدی است و می توانید از آن برای بسیاری از انواع مختلف اشیاء استفاده کنید. البته هرچه این شیء پیچیده تر یا کوچکتر باشد ، ظریف تر نیز باید خرد شود و تمام چاپگرهای FDM مجهز به مقابله با اشیاء پیچیده نیستند.
بعد از ایجاد ظرح چاپگر تمام داده های لازم برای شروع کار را دارد. با این حال ، هنوز به مواد اولیه احتیاج دارد. چاپگر از رشته های ساخته شده از مواد اولیه استفاده می کند که می توانند گرم شوند و به راحتی به داخل طناب ها یا نخ ها کشیده شوند.
به طور معمول ، این مواد از پلاستیک ساخته شده است ، اما واریانس زیادی در رشته وجود دارد ، که می تواند ترکیبی از مواد دیگر نیز باشد تا خاصیت چاپی را به شیء چاپی ارائه دهد. چاپگر با دنبال کردن فایل سه بعدی ، اکنون مواد را گرم می کند و از طریق نازل هنگام حرکت ، یک لایه را در یک زمان بیرون می کشد.
پس از اتمام ، معمولاً مدت زمان انتظار مختصر وجود دارد تا لایه ها بتوانند کاملاً با یکدیگر پیوند برقرار کنند. سپس شی آماده استفاده است!
مزایای پرینتر FDM
1-پرینترهای FDM تمایل دارند بسیار مقرون به صرفه باشند ، نسبتاً آسان کار کنند و مواد آنها به طور گسترده در دسترس باشد. پس برای استفاده از آنها برای پرینتر های خانگی بسیار مناسب هستند.
2-FDM با دقت بیشتری به دست آمده اس.
3-دوام: اشیاء چاپ شده FDM می توانند برای اهداف مختلفی مورد استفاده قرار گیرند ، و رشته های بهبود یافته همچنان دوام بیشتری به آنها می دهند.
4-یادگیری چاپ سه بعدی: FDM مکانی عالی برای شروع کار هنگام آموزش دانش آموزان ، یادگیری نحوه کدنویسی برای چاپ سه بعدی یا استفاده از چاپگر سه بعدی شخصی شما است.
تفاوت عمده پرینتر FDM و SLA
FDM در مقایسه با SLA کمترین وضوح و دقت را دارد و بهترین گزینه برای چاپ طرح های پیچیده یا قطعات با ویژگی های پیچیده نیست. با کیفیت بالاتر می توان از طریق فرآیندهای پرداخت شیمیایی و مکانیکی استفاده کرد.
چاپگرهای صنعتی FDM برای کاهش برخی از این موارد و ارائه طیف گسترده تری از ترموپلاستیک های مهندسی ، از تکیه گاه های محلول استفاده می کنند ، اما آنها نیز با قیمت تند در بازار وجود دارند.
پرینتر سه بعدی SLA
استریولیتوگرافی اولین فناوری چاپ سه بعدی جهان است که در دهه 1980 اختراع شد و هنوز هم یکی از محبوب ترین فن آوری ها برای حرفه ای ها است. پرینترهای سه بعدی رزین SLA در فرآیندی به نام فوتوپلیمر سازی از لیزر برای ساختن از رزین مایع در پلاستیک استفاده می کنند.
این پرینتر سه بعدی از یک رزین پلاستیک مانند استفاده می کند. در حالت عادی خود ، این رزین کم و بیش مایع به راحتی دستکاری شده است. با این حال ، هنگامی که در معرض نوع صحیح تابش قرار دارد (معمولاً از لیزر مستقیم استفاده می شود) ، رزین بطور دائمی در فرم جدیدی سفت می شود.
چاپگرهای SLA این فرآیند را به راحتی در چاپ سه بعدی اعمال می کنند. آنها نیز اشا را لایه به لایه چاپ میکنند ، اما به جای مواد اکسترودینگ ، مخزن پر از مایع رزین را جمع می کنند.
اگر هنوز این روند را ندیده اید ، حتما ویدئو های چاپ اشیا با استفاده از این پرینتر را مشاهده کنید. قطعات SLA دارای بالاترین وضوح و دقت ، واضح ترین جزئیات و نرمترین سطح سطح تمام فناوری های چاپ سه بعدی پلاستیک است ، اما مزیت اصلی SLA در تطبیق پذیری آن است.
تولید کنندگان مواد فرمول های رزین فتوپلیمر SLA نوآورانه با طیف گسترده ای از خواص نوری ، مکانیکی و حرارتی ایجاد کرده اند تا با ترموپلاستیک های استاندارد ، مهندسی و صنعتی مطابقت داشته باشند.
عملکرد پرینتر سه بعدی SLA
ماشین هایی که از این فناوری استفاده می کنند ، مدل ها ، الگوهای ، نمونه های اولیه و قطعات مختلف تولیدی منحصر به فردی تولید می کنند. این فرآیند با مایع رزین و یک لیزر UV آغاز می شود که می تواند با دقت در لایه زیرین رزین هدایت شود.
این کار را با تبدیل فوتوپلیمرهای مایع (یک نوع خاص از پلاستیک) به اشیاء جامد سه بعدی ، یک لایه در یک زمان انجام می دهند. ابتدا این پلاستیک گرم می شود تا آن را به شکل نیمه مایع تبدیل کند و سپس در تماس سخت شود.
چاپگر هر یک از این لایه ها را با استفاده از لیزر ماوراء بنفش ، به کارگردانی آینه های اسکن X و Y ساخته می کند. دقیقا قبل از هر چرخه چاپ ، یک تیغه recoater روی سطح حرکت می کند تا اطمینان حاصل شود که هر لایه نازک از رزین به طور مساوی در جسم پخش می شود.
چرخه چاپ به این روش ادامه می یابد ، و ساختن اشیاء سه بعدی از پایین به بالا. چاپگر SLA با استفاده از یک دستورالعمل بسیار پیچیده و سه بعدی شی مورد نظر را چاپ میکند.
این چاپگر به طور معمول پایه ای را برای جسم 3D ایجاد می کند. در هنگام ساختن شیء به وسیله لایه ، پایه از طریق مخزن مایع حرکت می کند ، به آرامی آن را از پایین به بالا می برد.
با این حال ، این لایه ها چیزی شبیه FDM نیستند. آنها کمتر از صد میکرون نازک هستند و خیلی سریع شکل می گیرند. این لایه ها به جای پیوند دادن به یکدیگر از طریق ذوب شدن نادرست رشته های FDM ، بر روی سطح شیمیایی می چسبند ، در واقع ماده رزین را به یک ماده یکنواخت و ثابت تبدیل می کنند.
مزایای پرینتر سه بعدی SLA
1-اگر لایه ها جدا از هم نیستند و کمتر از صد میکرون هستند ، می توانید اشیاء با جزئیات باورنکردنی ایجاد کنید. 2- انواع رزین های موجود نورپردازی های مختلف و همچنین گزینه های مختلفی را در اختیار کاربران قرار میدهد که می توانند در شیء نصب کنند.
به طور کلی ، این خلاقیت ها نیز بسیار قوی تر از اشیاء FDM خواهند بود. این کار به اشیاء SLA کاربردهای بسیار بیشتری می دهد. 3- SLA برای ایجاد نمونه های اولیه محصول برای اهداف آزمایش یا حتی تولید انبوه قطعات خاص مناسب تر است.
پرینتر سه بعدی DLP
پردازش نور دیجیتال یکی دیگر از مراحل چاپ سه بعدی است که بسیار شبیه استریولیتوگرافی است. فناوری DLP در سال 1987 توسط لری هورنبک از تگزاس سازها ایجاد شد و در تولید پروژکتورها بسیار محبوب شد.
از آینه های میکرو دیجیتالی استفاده شده از تراشه های نیمه هادی استفاده می کند. این فناوری برای پروژکتورهای فیلم ، تلفنهای همراه و چاپ سه بعدی قابل استفاده است.
برای چاپ سه بعدی DLP و همچنین SLA با فوتوپلیمرها کار می کند. اما یک تفاوت عمده بین این دو وجود دارد ، که منبع نور است. در حالی که SLA از نور ماوراء بنفش استفاده می کند ، DLP از یک منبع نور سنتی ، معمولاً از لامپ های قوس دار استفاده می کند.
این روند منجر به سرعت چاپ بسیار چشمگیر می شود. با چاپ SLA ، لیزر مجبور است هر یک از این لایه ها را ترسیم کند و این به زمان نیاز دارد.
عملکرد پرینتر سه بعدی DLP نسبت به SLA
اما آنچه فرآیندهای SLA و DLP را یکسان نمی کند منبع متفاوت نور است. برای آماتورهای سه بعدی DLP معمولاً از منابع معمولی بیشتری از چراغها مانند لامپهای قوس استفاده می شود.
بخش مهم دیگر این فرآیند یک صفحه نمایش کریستال مایع است که در طول اجرای فرایند DLP به کل سطح مصالح ساختمانی اعمال می شود. ماده مورد استفاده برای چاپ ، رزین پلاستیکی مایع است که در ظرف رزین شفاف قرار می گیرد.
وقتی میزان زیادی از نور تحت تأثیر قرار می گیرند ، رزین سخت می شود. سرعت چاپ بسیار چشمگیر است. لایه ای از مواد سخت شده با چنین چاپگری در چند ثانیه قابل ایجاد است. پس از اتمام لایه ، آن را به سمت بالا جابجا کرد و لایه بعدی شروع به کار کرد.
مزیت بزرگ DLP نسبت به SLA مواد بسیار کمتری برای تولید جزئیات است که منجر به هزینه کمتری و ضایعات کمتری می شود. نکته مهم دیگر برای فناوری چاپ DLP این است که مقاوم است و هر بار مدلهای با وضوح بالا تولید می کند.
همچنین با استفاده از مواد ارزان تر برای اجسام حتی پیچیده و دقیق اقتصادی مقرون به صرفه است. این چیزی است که نه تنها زباله را کاهش می دهد ، بلکه هزینه چاپ را نیز پایین نگه می دارد.
کلام آخر
چاپگرهای سه بعدی و فناوری چاپ همیشه در حال پیشرفت است. همانطور که اتفاق می افتد ، با افزایش چشمگیر دستگاه ها و فرایندها ، قیمت ها همچنان سقوط خواهند کرد. اگر این مقاله را از بالا به پایین خوانده باشید ، اکنون درک اولیه خوبی از چاپگرهای مختلف 3D و نحوه کار آنها خواهید داشت.
همچنین می توانید از انواع متریال چاپگر و صنایعی که از آنها استفاده می کنید مطلع شوید، و اگر تصمیم به خرید پرینتر سه بعدی دارید میتوانید همین حالا با مجموعه 3dRD تماس بگیرید.
