آماده برای پاسخگویی با سوالات شما

پرینتر سه بعدی و کاربردهای آن

پرینتر سه بعدی یک تکنولوژی است که از سال 2010 به صورت تجاری در دنیا به فروش میرسد.این تکنولوژی میتواند جایگزین بسیاری از روشهای سنتی در صنایع شود.به طور کلی پرینتر سه بعدی برای ساخت و ایجاد طرحهای سه بعدی که در برنامه های سه بعدی در رایانه ایجاد شده اند بوجود آمده است.

یکی از مهمترین خدمات پرینتر سه بعدی شخصی سازی است به این شکل که پرینتر سه بعدی میتواند تمامی طرح های شما که ساخته ذهن شما است و نمونه ای در دنیا ندارد برای شما بسازد.

کاربرد مهم دیگر پرینتر های سه بعدی نمونه سازی است به شکل اینکه میتواند از هر طرحی برای شما نمونه ای را بسازد.

پرینتر های سه بعدی در ساخت لوازم کاربردی نیز بسیار مفید هستند و نمونه هایی که توسط پرینتر سه بعدی چاپ شده است به راحتی میتواند در هر جایی استفاده شده و باز دهی داشته باشد.

به طور کلی پرینتر سه بعدی در تمامی صنایع توانسته است برای خود کاربردی کلیدی ایجاد کند. توصیه می کنیم مهمترین کاربردهای پرینتر سه بعدی را در بخش مقالات ما دنبال کنید.

تکنولوژی پرینتر سه بعدی

پرینترهای سه بعدی تکنولوژی های مختلفی دارند که هرکدام به شکل خاص خود کار میکنند. از مهمترین عناصر تفکیک دهنده بین این تکنولوژی ها میتوان به ماده مصرفی در هر تکنولوژی و دقت های چاپ گوناگون اشاره کرد.

پر کاربرد ترین و ارزان ترین پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی FDM (اطلاعات پایه پرینترهای سه بعدی را ببینید) کار میکنند که این تکنولوژی با موادی به شکل فیلامنت (لوله ای ) با قطر خاص و معمولاً از جنس پلیمر های گوناگون شکل شما را به صورت لایه لایه میسازند.

به طور کلی پرینتر های سه بعدی یک شکل را به صورت لایه لایه میسازند به ابن صورت که نرم افزار پرینتر سه بعدی شکلی را که از برنامه سه بعدی گرفته است را به چندین لایه تبدیل کرده و مختصات آن را به دستگاه داده و دستگاه آن را لایه به لایه می سازد.

مواد اولیه پرینترهای سه بعدی

به طور کلی جنس مواد اولیه که در تکنولوژی های مختلف پرینتر های سه بعدی استفاده میشوند با هم متفاوت هستند.به طور مثال پرینتر های سه بعدی FDM بوسیله ی فیلامنت ها که پایه های پلیمری دارند و پرینتر های سه بعدی DLP با رزین های مایع  و پرینتر های POLYJET با پودر های مخصوص کار میکنند.

به عنوان مثال واضح تر در زیر به مواد اولیه استفاده شده در دو تکنولوژی FDM و DLP اشاره میکنیم

همانطور که گفته شد پرینترهای سه بعدی FDM از فیلامنت هایی استفاده میکنند که معمولاً برا پایه ABS و PLA هستند. برخی از کمپانی ها نیز با افزودن مواد دیگر به این دو ماده مواد جدید همچون فیلامنت های رسانا، چوب، شبرنگ، دارای خاصیت تغییر رنگ، ضد اسید، انعطاف پذیر و بسیاری از ترکیبات دیگر را نیز ارائه میدهند.معمولاً این مواد با قیمت های گوناگونی (50 تا 500 هزار تومان به ازای یک کیلو) در بازار عرضه میشوند که این بازه ی قیمتی به کیفیت ماده اولیه بستگی دارد .مواد اولیه بیکیفیت هم میتوانند به دستگاه صدمه بزنند هم باعث خراب شدن قطعات چاپ شده در حین پرینت میشوند.

پرینتر های DLP از رزین های مخصوص استفاده میشوند رزین ماده ای است که بر اثر تابش UV شکل میگیرد .به طور معمول سه مدل رزین در این تکنولوژی استفاده میشود:رزین استاندارد، رزین صنعتی و رزین قالب گیری . این مواد در بازار بسته به نوع آنها از 400 تا 900 هزار تومان به ازای هر لیتر فروخته میشود.

توصیه می کنیم نگاهی به اطلاعات موجود در بخش مواد مصرفی پرینتر سه بعدی بیندازید.

پرینتر های سه بعدی قابلیت چاپ طرح های سه بعدی را دارند.این طرح های سه بعدی از چهار طریق میتوانند ایجاد شوند که در زیر به آنها اشاره خواهیم کرد.

1. از طریق نرم افزارهایی که مخصوص ایجاد فایلهای سه بعدی هستند که از نمونه های آنها میتوان به  Sketchup ،Rhino ،3Dmax ،Catia ،Solidwork و بسیاری از نرم افزار های دیگر اشاره کرد برای کار با این نرم افزار ها CD ها و دوره های آموزشی مختلفی وجود دارد و به راحتی میتوان کار با آنها را فرا گرفت.معمولاً بهترین فایلها برای پرینتر های سه بعدی دارای پسوند STL. هستند که اکثر نرم افزارهای سه بعدی ار آن پشتیبانی می کنند.
2. از طریق اسکنرهای سه بعدی میتوان از یک شئ اسکن سه بعدی گرفت و بعد از اسکن تغییرات لازم را از طریق نرم افزار های سه بعدی اعمال نمود در بسیاری از شرایط داشتن یک اسکنر سه بعدی میتواند تا هفته ها در زمان یک پروژه صرفه جویی نماید. نکته مهم کار با اسکنر های سه بعدی دقت آنها است و این عنصر باعث می شود که اسکنر های سه بعدی در قیمت های متنوعی در بازار وجود داشته باشد.
3. از طریق نرم افزار های موبایلی میتوان گوشی تلفن خود را تبدیل به یک اسکنر سه بعدی کرد و خوراک پرینتر سه بعدی را تامین نمود.
4. وب‌سایت های نشر و تولید فایلهای سه بعدی که معمولاً هر آنچه شما بخواهید را میتوانید در آنها پیدا کنید مانند سایت www.thingiverse.com که یک سایت نشر و تولید فایلهای سه بعدی به شکل رایگان می باشد.

نکته مهم در اینجا این است که پرینتر های سه بعدی نرم افزار خاص خود را دارند و این نرم افزار قابلیت طراحی اجسام را ندارد.پس خوراک پرینتر های سه بعدی باید بوسیله ی یکی از روشهای بالا تامین شود.

در صورت اینکه به اطلاعات بیشتری نیاز دارید، می توانید بخش اطلاعات پایه طراحی نمونه های سه بعدی را مطالعه کنید.

در پرینتر های سه بعدی اشکالی که برای چاپ وجود دارند بعضاً امکان دارد دارای زوایایی باشند که مواد اولیه نتوانند آنها را به درستی چاپ کنند مانند اینکه پرینتر FDM پلاستیک را روی هوا نمیتواند شکل دهد. در این مواقع شما میتوانید از طریق نرم افزار پرینتر سه بعدی و به صورت هوشمند قطعه را ساپورت گزاری کنید.

ساپورتها در پرینتر های سه بعدی به شکلی چاپ میشوند که در پایان کار میتوانید به راحتی آنها را از قطعه اصلی جدا نمایید.

پرینتر های سه بعدی FDM که با مواد اولیه به شکل فیلامنت کار میکنند قابلیت این را دارند که قطعات را با درصد توپری خاصی چاپ نمایند و شما میتوانید از طریق نرم افزار پرینتر سه بعدی این درصد را تعیین کنید که میتواند عددی بیت 0 تا 100 درصد توپری باشد.

اصطلاحاً از واژه Infill برای مشخص نمودن درصد توپری در نرم افزارهای سه بعدی استفاده میشود.

پرینتر های سه بعدی دو نازله برای اشکالی که احتیاج به ساپورت گذاری پیچیده دارند ایجاد شده است.اشکالی که ساپورت آنها در جایی تعبیه شده است که به طور معمول نمیتوان آنها را جدا کرد در چنین شرایطی میتوان شکل را با یک نوع متریال و ساپورت آن را با نوع دیگری چاپ نمود و در آخر شکل را در حلال ساپورت انداخت تا ساپورت از بین برود. اینگونه اشکال در دنیای سه بعدی بسیار کم هستند به همین دلیل کاریرد دیگری برای پرینتر دو نازله ایجاد شده است که قابلیت چاپ قطعات به صورت دو رنگ را به شما میدهد و این کار به این دلیل که زمان چاپ را به شدت بالا میبرد و با توجه به رنگ پذیر بورن مواد اولیه برای بسیاری از اشکال توجیه ندارد.

به طور کلی دو نازله بودن پرینتر به عنوان یک امتیاز مثبت در نظر گرفته نمیشود و به همین دلیل کمپانی های بزرگ مانند میکربات از 5 مدل پرینتر خود تنها یک مدل دو نازله دارد و دلیل اصلی این روند نیز این است که :

1.پرینتر دو نازله احتیاج به کالبره کردن دقیق بین دو نازل دارد که اگر کوچکترین ناهماهنگی در قسمت مکانیکی پرینتر باشد عملاً این کار امکان پذیر نمیباشد.

2.در بعضی مواقع که فیلامنتها دارای برند های مختلف هستند فیلامنتهای دو نازل روی هم نچسبیده و کار را در حین چاپ خراب میکنند.

3.بالا بردن در صد خراب شدن کار به دلیل تعویض نازل به دفعات در حین پرینت.

در پرینتر های سه بعدی دو نازله معمولاً از دو فیلامنت HIPS (حلال در لموناد) و PVA (حلال در آب ) به عنوان ساپورت همراه با ABS به عنوان فیلامنت اصلی استفاده میشود.

ابعاد مناسب چاپ

کمپانی های مختلف در زمینه پرینترهای سه بعدی، پرینتر های خود را با ابعاد چاپ مختلفی به بازار ارائه میدهد(ابعاد چاپ به اصطلاح به حجمی می گویند که پرینتر سه بعدی قابلیت چاپ آن را دارد) و هر چقدر این ابعاد بزرگ تر باشد و شما شکل بزرگتری را چاپ نمایید مدت زمان بیشتری برای پرینت قطعه احتیاج دارید (یک قطعه 20*20*20 بعضاً 48 ساعت طول میکشد) که این ابعاد بزرگ دارای مزایا و معایب مختلفی است که در پایین به آنها اشاره میشود.

مزایا

چاپ قطعات با ابعاد بزرگ به صورت یک تکه

معایب

• در بعضی اوقات فیلامنت هایی که در پرینتر های سه بعدی استفاده میشوند در هنگام قرقره شدن گره میخورند و بعداً همین موضوع باعث میشود که فیلامنت داخل دستگاه نرود و قطعه به صورت ناتمام چاپ شود که در این صورت باید چاپ را مجدداً آغاز نمود (زیرا 48 ساعت به صورت مداوم نمیتوان مراقب دستگاه بود).
• معمولاً اشکال بزرگ برای چاپ یک تکه احتیاج به ساپورت گزاری خواهند داشت که این کار  کیفیت قطعه را پایین میآورد و باعث مصرف مواد اولیه بیشتر شده و بعضاً احتمال خراب شدن کار را افزایش می دهد.

پارامتر سرعت در پرینتر های سه بعدی یک پارامتر قابل تنظیم است پرینتر های سه بعدی FDM به طور معمول 90 mm/s سرعت دارند که شما میتوانید این سرعت را بالا یا پایین ببرید و هر چقدر سرعت چاپ پایین تر باشد در نهایت دقت چاپ و کیفیت قطعه چاپ شده بالا میرود.

دقت در پرینتر های سه بعدی به دو صورت تعریف میشود :

1.دقت لایه ها : این دقت در پرینتر های سه بعدی FDM به صورت دقت بالا 100میکرون است یعنی لایه هایی که توسط آنها شکل به صورت لایه لایه ساخته میشوند در نهایت میتوانند 100 میکرون ارتفاع داشته باشند. پرینتر های سه بعدی FDM به دلیل مواد اولیه که استفاده میکنند هیچگاه نمیتوانند بیشتر از این دقت داشته باشند لذا در صورت اینکه دقت بیشتری مورد نیاز است باید با سراغ تکنولوژی های دیگر رفت (مانند تکنولوژی DLP که دقت آن 10 میکرون میباشد)

به طور عامیانه این دقت به این معناست که جسم چاپ شده در نهایت میتواند در سه محور X , Y , Z یکصد میکرون خطا داشته باشد(+-100میکرون در X ,Y, Z).

شما در پرینتر های سه بعدی  میتوانید دقت را تعیین کنید یعنی برای اینکه سرعت کار بالا رود دقت را کم کرده و سرعت را بالا ببرید.

2.دقت محور های حرکتی : این دقت که به طور اساسی با مکانیک و الکترونیک دستگاه مرتبط است باعث تمیزی و با کیفیت بودن قطعه چاپ شده تا حد بالایی میشود معمولاً دستگاهی که دارای دقت لایه های 100 میکرون است باید در راستای Y , X یازده میکرون و در راستی Z سه میکرون دقت داشته باشد تا کاری تمیز و با کیفیت همراه با دقتی بالا به شما ارائه کند

در چندین صورت یک فایل سه بعدی را بهتر است به صورت چند تکه چاپ نمود که مهمترین آنها این است که ابعاد قطعه بسیار بزرگ باشد و یا ساپورت گزاری کیفیت قطعه را پایین بیاورد. در این شرایط یک فایل سه بعدی را به صورت دو و یا چند تکه میتوان چاپ نمود و در پایان کار آنها را به هم متصل نمود. در پرینتر هایی که ابعاد مکانبکی را به درستی رعایت کرده و دارای کیفیت خوبی باشند این کار را به راحتی میتوان انجام داد زیرا در پایان کار اندازه قصعات درست مطابق با فایل یک تکه خواهد بود.

برای اینگونه قطعات در تکنولوژی FDM پیشنهاد میشود که از ماده اولیه PLA استفاده نمود و برای چسباندن قطعات روی هم  از کلروفوم و یا از چسب های مایع همراه با اسپری موجود در بازار استفاده کرد و این ترکیبات باعث ایجاد اتصال بسیار محکمی بین درو قطعه چسبانده شده خواهد شد.

سینی داغ در پرینتر های سه بعدی دو مسئولیت مهم دارند که در زیر به آنها اشاره میشود.

1. بعضی از مواد اولیه مانند ABS باید بر روی صفحه ای که تا 100 درجه سانتیگراد گرم شده است پرینت شوند و در غیر این صورت به هیچ عنوان بر روی صفحه نخواهند چسبید پس پرینتر هایی که سینی داغ ندارند بعضی از مواد اولیه مانند ABS را نمیتوانند چاپ نمایند.

2.در حین پرینت باعث گرم شدن لایه ها در ABS شده و لایه های بالایی هم میتوانند به خوبی روی هم بچسباند پرینتر هایی که این دما را نمیتوانند کنترل کنند باعث به وجود آمدن شیار بر روی قطعات چاپ شده ABS میشوند و کیفیت کار را بسیار پایین میآورند.

شما از دو طریق می توانید برای پرینتر سه بعدی در صنعت خود جای مناسبی را پیدا کنید:

1. از طریق تماس با ما و گرفتن مشاوره رایگان از کارشناسان فروش
2. از طریق شرکت در کلاسهای کارآفرینی و کسب درآمد توسط پرینتر های سه بعدی