پرینترهای سه بعدی با بازخوانی طرح از کامپیوتر، طی فرآیندی آنرا به صورت لایه لایه به یک جسم فیزیکی تبدیل می‌کنند. این پرینترها با توجه به کاربرد و نوع مواد مصرفی برای چاپ، دارای انواع گوناگونی هستند. همراه ما باشید تا با انواع پرینتر سه بعدی سه بعدی آشنا شویم.
آشنایی با انواع پرینتر سه بعدی
هر کدام از دستگاه‌های چاپ سه بعدی ویژگی خاص، مزایا و معایبی دارند که با توجه به نیازهای محصول مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع پرینترهای سه بعدی عبارت‌‌اند از:
- پرینتر سه بعدی SLA (استریولیتوگرافی)
- پرینتر سه بعدی SLS (تف جوشی لیزری انتخابی)
- پرینتر سه بعدی FDM (مدل سازی رسوب ذوب شده)
- پرینتر سه بعدی DLP (فرآیند نور دیجیتال)
- پرینتر سه بعدی MJF (چند جت فیوژن)
- پرینتر سه بعدی پلی جت
- پرینتر DMLS (زینترینگ مستقیم فلزات لیزری)
- پرینتر EBM (ذوب پرتو الکترونی)
پرینتر سه بعدی SLA (استریولیتوگرافی)
استریولیتوگرافی اولین و محبوب‌ترین فناوری پرینترهای سه بعدی است که در دهه 1980 اختراع شد. این فناوری برای چاپ ابتدا پلاستیک را برای تبدیل به ساختاری نیمه سیال گرم می‌کند، سپس در تماس با یکدیگر به کمک آینه‌های فیلتر X, Y به جامد تبدیل می‌شوند. روش استریولیتوگرافی به دلیل دقت و سرعتی که دارد به عنوان یکی از محبوب ترین پرینترهای سه بعدی به شمار می‌رود.
استریولیتوگرافی در صنایعی که نیاز به نمونه سازی سریع، نمونه سازی عملکردی، مدل سازی مفهومی و تولید کوتاه مدت دارند و همینطور در صنایع دندانپزشکی و ریخته‌گری جواهرات کاربرد دارند. از مدل‌های پرینترهای سه بعدی SLA می‌توان به Vipers، ProJets و iPros اشاره کرد.
مزایا و معایب پرینترهای سه بعدی SLA
مزایا:
- دقت بالا و صافی سطح اجسام
- تولید قطعات شفاف
معایب:
- نیاز به ساپورت گرفتن برای زیر قطعه تولید شده
- عدم استفاده به عنوان قطعه نهایی
- برای استحکام کافی باید چند ساعت در معرض اشعه فرابنفش قرار بگیرند.
- تنها از مواد غیر رزینی پلیمری می‌توان برای تولید قطعات استفاده کرد.
پرینتر سه بعدی SLS
ساختار پرینترهای سه بعدی SLS برای چاپ بدین صورت است که ذرات پودر را با استفاده از یک لیزر پرقدرت ذوب می‌کند، سپس اجسام سه بعدی تشکیل می‌شوند. متداول‌ترین ماده برای این نوع از پرینترها نایلون است، زیرا خواص مکانیکی عالی داشته، سبک، قوی و انعطاف پذیر هستند؛ همچنین در برابر ضربه، مواد شیمیایی، گرما، نور UV، آب و خاک پایداری دارند.
پرینتر سه بعدی SLS به دلیل کم هزینه بودن و بهره‌وری بالا به عنوان محبوب ترین پرینتر سه بعدی در میان مهندسان شناخته می‌شوند. این نوع پرینترها برای نمونه سازی عملکردی، قطعه نهایی و تولید کوتاه مدت در صنعت کاربرد پیدا می‌کنند. همچنین از این پرینترها می‌توان در صنعت هوا و فضا، معماری و ماکت سازی، صنایع خودرو سازی، محصولات تجاری و کالاهای مصرفی، تجهیزات الکترونیکی، صنایع نظامی، پزشکی، قالب سازی، هنر و آموزش استفاده کرد.
مزایا و معایب پرینتر سه بعدی SLS
مزایا:
- تولید قطعات کاربردی و عملیاتی
- استحکام و ضربه پذیری بالا قطعات
- پایداری حرارتی و شیمیایی بالا
- زیست سازگاری و کاربرد در تولید مدل‌های جراحی، پروتز و اورتز
- قابلیت پولیش و رنگ
- سرعت بالا در تولید 500 قطعه
معایب:
- هزینه بالا
- دقت متوسط
- عدم توانایی تولید قطعات به صورت توخالی
پرینتر سه بعدی FDM (مدل سازی رسوب ذوب شده)
رایج ترین و ارزانترین پرینترهای سه بعدی، پرینتر رسوب ذوب شده یا ته نشینی گداخته هستند. در این روش رشته‌‌های ترموپلاستیک از طریق یک نازل، گرم و ذوب شده سپس به صورت لایه لایه بر روی یک پلتفرم انباشته می‌شوند تا زمانی که جسم جامد شکل بگیرد. پرینترهای سه بعدی FDM برای ساخت مدل اولیه به کار می‌روند.
مزایا و معایب پرینترهای سه بعدی FDM
مزایا:
- ارزانتر بودن قیمت دستگاه و مواد اولیه
• توان تولید قطعات بزرگ بدون ایجاد مازاد زیاد
• قابل استفاده در مقیاس صنعتی
معایب:
- نیاز به گرفتن ساپورت
• محدودیت در مواد اولیه پلیمری
• پائین بودن دقت و ناصافی سطوح
• پائین بودن خواص مکانیکی قطعه بویژه در جهت عمودی
پرینتر سه بعدی DLP (فرآیند نور دیجیتال)
پرینتر سه بعدی DLP، از قدیمی‌ترین پرینترهای سه بعدی هستند. کارکرد این پرینترها همانند پرینترهای SLA است با این تفاوت که به جای اشعه UV از صفحه نمایش نور دیجیتال استفاده می‌شود. پرینترهای سه بعدی DLP سرعت بالاتری نسبت به سایر پرینترها دارند، به همین دلیل می‌توان برای ساخت نمونه سریع از آنها استفاده کرد.
این نوع پرینترها بیشتر در صنعت دندانپزشکی، پزشکی و ساخت جواهر کاربرد دارند ولی به دلیل ظریف بودن، استحکام کافی برای پرینت و چاپ قطعات مکانیکی ندارند.
پرینتر سه بعدی MJF (چند جت فیوژن)
پرینتر چند جت فیوژن نیز مانند پرینترهای SLS، با استفاده از پودر نایلون و جوهر افشان مراحل چاپ اجسام را انجام می‌دهند. این پرینترها به دلیل وجود عنصر حرارتی برای جوش، از استحکام بیشتری نسبت به پرینترهای SLS برخوردارند؛ همچنین سرعت بالای ساخت منجر به کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.
از مهم‌ترین ویژگی پرینترهای MJF، می‌توان به ساخت چندین شی در یک خط تولید بدون کاهش سرعت اشاره کرد.
پرینتر سه بعدی پلی جت
یکی دیگری از پرینترهای سه بعدی، پلی جت هستند؛ این نوع پرینترها به دلیل منحنی که دارند، می‌توانند اجسام را با خاصیت‌های متفاوتی نظیر رنگ و مواد بسازند. این نوع پرینترها در صنایعی مانند معماری که نیاز به قالب‌گیری زیاد دارند، مناسب هستند. از مهم ترین ویژگی پلی جت‌ها، می‌توان به کاهش سرمایه‌گذاری برای ابزار در مراحل اولیه توسعه محصول اشاره کرد.
پرینتر سه بعدی DMLS (زینترینگ مستقیم فلزات لیزری )
این نوع پرینترها در یک محیط بسته خالی از اکسیژن با استفاده از لیزر، آلیاژ را ذوب کرده سپس ماکت به صورت لایه‌ای تشکیل و چاپ می‌شود. برای تولید قطعات بزرگ پرینترهای DMLS از دقت بالا برخوردار هستند.
پرینتر سه بعدی EBM (ذوب پرتو الکترونی)
چاپ اجسام در پرینترهای سه بعدی EBM، به صورت ذوب پودرهای فلزی توسط الکترومغناطیس انجام می‌شود. این پرینترها به دلیل دقت و سرعت بالا، امکان پرینت لایه نازک را فراهم می‌کنند.
جمع بندی
پرینترها انواع مختلفی دارند که هرکدام با توجه به ویژگی و فناوری منحصر به فردی در صنعت مربوطه مورد استفاده قرار می‌گیرند. پرینترهای سه بعدی رنج قیمت‌های متفاوتی دارند که با توجه توسعه محصول موردنظر و مقیاس تولیدی آن، می‌توانید پرینتر سه بعدی متناسب را خریداری کنید. شما با توجه به صنعت و کار خود از کدام پرینتر سه بعدی استفاده کردید؟ خوشحال می‌شویم اگر تجربه‌ای از کارکرد با پرینترهای سه بعدی دارید، با ما و خوانندگانمان به اشتراک بگذارید.
