انواع مختلفی از چاپگرهای سه بعدی فراتر از نمونه موجود در سوله شما که پلاستیک را چاپ می کند، موجود است.
پرینت سه بعدی تقریباً در تمام صنایع از جمله خودروسازی، ساختمان سازی، دندانپزشکی و جواهرات استفاده می شود. با این حال، کیفیت پرینت های سه بعدی شما می تواند تحت تاثیر فناوری چاپ سه بعدی مورد استفاده شما قرار گیرد.
بسیاری از فناوری های چاپ سه بعدی وجود دارد که می توانید از آنها برای ایجاد اشیاء چاپ شده سه بعدی استفاده کنید. موارد رایج عبارتند از استریولیتوگرافی، تف جوشی لیزری انتخابی، و مدلسازی رسوب ذوب شده.
در این مقاله به بررسی انواع فناوری های چاپ سه بعدی می پردازیم.
1. استریولیتوگرافی (SLA)
استریولیتوگرافی یا SLA یکی از اولین فناوری های پرینت سه بعدی است و امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این فناوری از فرآیند فوتوپلیمریزاسیون vat برای ساخت اشیاء سه بعدی استفاده می کند.
در SLA، یک جسم با قرار دادن یک رزین فوتوپلیمر در معرض نور، معمولاً نور UV، ساخته می‌شود. این فرآیند شامل نشان دادن پرتو لیزر بر روی مخزن (vat) فوتوپلیمر مایع، پخت و سخت شدن انتخابی آن، و ساختن آن یک لایه در یک زمان است.
قطعات چاپ شده با استفاده از این فناوری معمولاً از نظر ابعادی با پرداخت سطح صاف دقیق هستند، اگرچه شامل ساختارهای پشتیبانی می شوند. SLA در صنایع هوافضا، خودروسازی و پزشکی استفاده می شود که به چند مورد اشاره می شود.
2. تف جوشی لیزری انتخابی (SLS)
تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) نوعی فناوری پرینت سه بعدی بر اساس فرآیند همجوشی بستر پودری است. این فناوری عمدتاً صنعتی است و برای هندسه‌های پیچیده از جمله ویژگی‌های منفی و داخلی، زیر برش‌ها و دیوارهای نازک ایده‌آل است.
تف جوشی فرآیندی است که در آن یک توده جامد از مواد با حرارت دادن آن ساخته می شود، اما نه تا حد ذوب. منبع گرما یک لیزر قدرتمند است که برای پخت ترموپلاستیک های پودری برای تشکیل قطعات کاربردی استفاده می شود. یک ماده رایج در SLS نایلون است.
هر دو SLS و SLA بر اساس فرآیند همجوشی بستر پودری هستند و روش عملکرد مشابهی دارند. اما بر خلاف SLA، SLS نیازی به ساختارهای پشتیبانی ندارد زیرا قطعه کار توسط پودر پخته نشده احاطه شده است. همچنین، قطعات SLA عموماً سخت‌تر از SLA هستند و سطوح خشن‌تری نسبت به دومی دارند.
3. مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)
FDM، که گاهی اوقات به عنوان ساخت رشته فیوز شده (FFF) شناخته می شود، یک فناوری پرینت سه بعدی محبوب است که از فرآیند اکستروژن مواد استفاده می کند. این فناوری یکی از مقرون به صرفه ترین روش ها برای تولید قطعات و نمونه های اولیه ترموپلاستیک سفارشی است.
یک چاپگر FDM با لایه‌بندی اکستروژن‌های ترموپلاستیک مذاب از طریق یک نازل متحرک و گرم شده بر روی پلت‌فرم ساخت، اجسام را می‌سازد، جایی که سرد و جامد می‌شود. اگرچه معمولاً عملکردی دارند، اما اشیاء تمام شده تمایل به پرداخت سطحی ناهموار دارند و نیاز به پردازش و تکمیل اضافی دارند.
FDM یکی از پرکاربردترین فناوری ها برای مدل های چاپگر رومیزی خانگی است. به عنوان مثال، می توانید از یک چاپگر FDM برای چاپ مینیاتورهای رومیزی در خانه استفاده کنید.
FDM یکی از معدود فناوری های چاپ سه بعدی است که از ترموپلاستیک های درجه تولید برای چاپ قطعاتی که دارای ویژگی های حرارتی، شیمیایی و مکانیکی عالی هستند استفاده می کند. رشته های ترموپلاستیک مورد استفاده شامل پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی لاکتیک اسید (PLA) و اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) می باشد. کاربردهای رایج FDM شامل پرینت سه بعدی ساختمان ها و ساخت دسرهای سه بعدی است.
4. جت چسباندن فلزی (MBJ)
Metal Binder Jetting (MBJ) یک فناوری چاپ سه بعدی است که از فرآیند جت بایندر برای ساخت اجسام فلزی استفاده می کند. جت بایندر با قرار دادن انتخابی یک عامل اتصال بر روی بستری از مواد پودری، اجسام را تشکیل می دهد.
در MBJ، یک عامل صحافی با هدهای چاپ روی یک بستر پودری فلزی رسوب می‌کند و اجسامی با هندسه‌های پیچیده تولید می‌کند. عامل اتصال، پودر فلز را در داخل و بین لایه ها به هم می چسباند.
برای ایجاد یک شی، لایه ها روی هم قرار می گیرند تا زمانی که شی مورد نظر کامل شود. هنگامی که این کار کامل شد، برای تولید اجسام فلزی کاربردی، باید تکنیک‌های پس پردازش، مانند تف جوشی یا نفوذ را اجرا کنید.
شما می توانید از این فناوری با مواد مختلف (کامپوزیت های شن و ماسه، پودرهای سرامیکی و اکریلیک) استفاده کنید، مشروط بر اینکه بایندر به طور موثر به آنها بپیوندد. بایندر جتینگ همچنین به شما این امکان را می دهد که رنگدانه های رنگی را به کلاسور اضافه کنید تا قطعات چاپی را به صورت تمام رنگی تولید کنید.
جت بایندر فلزی یک فرآیند سریع است. با این حال، قطعاتی با سطح دانه دانه ایجاد می کند که همیشه برای قطعات ساختاری مناسب نیستند. به همین دلیل، این فناوری برای چاپ سه بعدی فلز و تولید دسته ای کم هزینه قطعات فلزی کاربردی ایده آل است.
5. پردازش نور دیجیتال (DLP)
پردازش نور دیجیتال یا DLP یک تکنیک پلیمریزاسیون vat است. فناوری چاپ سه بعدی با پلیمرها کار می کند و بسیار شبیه به SLA است. هر دو فناوری با استفاده از نور لایه به لایه قطعات را تشکیل می دهند تا به طور انتخابی رزین مایع در خمره خشک شود.
هنگامی که قطعات پرینت شدند، باید آنها را از رزین اضافی تمیز کنید و آنها را در معرض منبع نور قرار دهید تا استحکام آنها افزایش یابد. مانند SLA، از DLP نیز می توان برای ایجاد قطعات با دقت ابعادی بالا استفاده کرد.
این دو فناوری همچنین دارای الزامات مشابهی برای ساختارهای پشتیبانی و پس پردازش هستند. تفاوت عمده آنها منبع نور است. DLP از منابع نور معمولی تری مانند لامپ های قوس الکتریکی استفاده می کند.
DLP همچنین می تواند با مقدار کمی رزین برای تولید قطعات دقیق کار کند و در هزینه مواد و هزینه های جاری صرفه جویی کند. با این حال، گاهی اوقات پرینت های سه بعدی با شکست مواجه می شوند. خبر خوب این است که همیشه می توانید پرینت های سه بعدی ناموفق را بازیافت کنید.
6. تف جوشی مستقیم لیزری فلزات (DMLS) و ذوب لیزری انتخابی (SLM)
هر دو DMLS و SLM شبیه SLS هستند، با این تفاوت که این فناوری ها از پودر فلز به جای پلاستیک برای ساخت قطعات استفاده می کنند. در این فرآیند از لیزر برای ذوب ذرات پودر فلز و ذوب لایه به لایه آنها استفاده می شود. مواد معمولی مورد استفاده عبارتند از مس، آلیاژهای تیتانیوم و آلیاژهای آلومینیوم.
بر خلاف SLS، هر دو DMLS و SLM به دلیل دماهای بالای مورد نیاز در طول فرآیند به ساختارهای پشتیبانی نیاز دارند. می توانید ساختارهای پشتیبانی را در پس پردازش حذف کنید.
بعلاوه، هر دو محصول نهایی SLM و DMLS مستحکم تر و با پرداخت سطح عالی هستند. یک تفاوت قابل توجه این است که DMLS فقط ذرات فلز را تا نقطه همجوشی گرم می کند در حالی که SLM آنها را کاملا ذوب می کند. تفاوت دیگر این است که DMLS می تواند قطعات را از آلیاژهای فلزی تشکیل دهد در حالی که SLM قطعات تک عنصری مانند تیتانیوم را تولید می کند.
بهترین فناوری چاپ سه بعدی برای پروژه شما چیست؟
هنگام انتخاب فناوری پرینت سه بعدی باید عوامل مختلفی را در نظر گرفت، از جمله مواد مورد نیاز، ویژگی های بصری یا فیزیکی شی نهایی و عملکرد.
هر فناوری پرینت سه بعدی دارای نقاط قوت و ضعف خود است که آن را برای پروژه های خاص مناسب تر می کند.
متداول‌ترین فناوری‌های پرینت سه‌بعدی عبارتند از استریولیتوگرافی (SLA)، تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) و مدلسازی رسوب ذوب شده (FDM). این مقاله انواع مختلف فناوری های چاپ سه بعدی موجود را پوشش می دهد تا به شما کمک کند تکنیکی را انتخاب کنید که به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد.