دو تکنولوژی جالب در پرینت سه بعدی

چند وقت پیش در میون وبگردی ها به این مطلب برخورد کردم در مورد پرینتر سه بعدی ها و این دو مورد برام جذاب بود که خواستم با بقیه هم در میون بگذارم

پرینت سه بعدی SLA ( دستگاه لیتوگرافی سه بعدی Setereo Lithography Aparatus  )

از دیگر انواع پرینت سه بعدی، پرینت سه بعدی به روش لیتوگرافی سه بعدی یا استیریولیتوگرافی یا Stereo lithographic apparatus یا Stereolithography که به اختصار SLA نامیده می شود است.روش SLA  قدیمی ترین روش ساخت افزایشی می باشد که همچنان در اجرای پروژه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. ایده و کاربرد این روش شگفت انگیز است. این روش توسط چارلز هال یکس از بنیانگذاران سیستم های سه بعدی در سال ۱۹۸۶ اختراع شد. روند پرینت شامل تبدیل پلاستیک مایع به شی سه بعدی توسط دستگاه پرینت سه بعدی SLA می باشد. پرینت SLA با تزریق پلاستیک مایع و سرد شدن آن سبب تشکیل قطعه می شود. اگرچه قطعاتی که به این روش تولید می شوند سطح صاف و یکنواختی دارند اما این کیفیت بسیار بستگی به ماشین SLA مورد استفاده دارد. فرآیند پرینت شامل چند مرحله می باشد.

1. نخستین مرحله طراحی سه بعدی مدل در نرم افزار و تبدیل آن به فایل STL است که شامل اطلاعات هر لایه می باشد.
2. پس از تشکیل هر لایه و سخت شدن آن، دستگاه پرینتر به اندازه ضخامت لایه در مخزن پایین رفته و اشعه لیزر لایه بعدی را تشکیل می دهد.
3. پس از اتمام پرینت لایه ها، شی با یک حلال شسته شده و در فر ماورابنفش به منظور پایان کار قرار می گیرد.

مدت زمان لازم برای پرینت به اندازه دستگاه پرینتر سه بعدی بستگی دارد. پرینت قطعات کوچک بین ۶ تا ۸ ساعت و پرینت قطعات بزرگتر تا چند روز ممکن است ادامه پیدا کند. روش SLA به علت کوتاه بودن زمان پرینت و هزینه پایین تولید به طور گسترده در نمونه سازی استفاده می شود. با این حال از این روش کمتر برای تولید نهایی استفاده می شود. با اینکه روش SLA قدیمی ترین روش تولید پرینت سه بعدی می باشد همچنان مورد استفاده بسیاری از کمپانی ها برای نمونه سازی است. این تکنولوژی کمتر برای مصارف خانگی استفاده می شود.

پرینتر سه بعدی FDM (مدلسازی ته نشینی گداخته، Fused Deposition Modeling)

تکنولوژی FDM نخستین بار توسط اسکات کرومپ در دهه ۱۹۸۰ توسعه و اجرا شد. سایر شرکت های چاپ سه بعدی فناوری های مشابهی تحت نام های مختلف معرفی کرده اند. شرکت MakerBot که امروزه یکی از شناخته شده ترین کمپانی ها می باشد، فناوری تقریبا یکسان به نام FFF تولید می کند. با کمک FDM شما می توانید نه تنها نمونه های کاربردی، بلکه مدل های مفهومی و محصولات نهایی را نیز چاپ کنید. نکته خوب در مورد این روش این است که تمام قسمت های چاپ شده با FDM از کیفیت مقاومت بالای مکانیکی، حرارتی و شیمیایی برخوردار بوده که برای مهندسین مکانیک و تولید بسیار مفید است. FDM تنها تکنولوژی چاپ سه بعدی است که قطعات با ترموپلاستیکهای تولید می کند. در این روش قطعه از پایین ترین لایه با تزریق فیلامنت ترموپلاستیک به صورت لایه لایه تولید می شود. کل فرآیند کمی شبیه به استریولیتوگرافی است. اگر این سوال پیش بیاید که فیلامنت چیست، فیلامنت رشته‌هایی از مواد پلیمری است که قابلیت گداخته شدن و بازسازی شکل را دارند.

در ابتدا نرم افزار اسلایسر مدل CAD را به تعدادی لایه ها تقسیم می کند که اطلاعات پرینت هر لایه را شامل می شود. پرینتر فیلامنت تموپلاستیک را تا رسیدن به دمای ذوب آن حرارت می دهد و به وسیله نازل بر روی صفحه کار تزریق می کند. هنگامی که هر لایه در تماس با لایه زیرین خود قرار می گیرد سرد و سخت می شود. پس از اتمام هر لایه، صفحه کار به منظور شروع تزریق لایه بعدی پایین می رود. زمان چاپ بستگی به اندازه و پیچیدگی یک قطعه دارد. اجسام کوچک می توانند نسبتا سریع تکمیل شوند، در حالی که قطعات بزرگتر یا پیچیده تر نیاز به زمان بیشتری دارند. در مقایسه با استریولیتوگرافی این روش کندتراست. هنگامی که چاپ تکمیل می شود ساختار پشتیبانی می تواند به راحتی با قرار دادن شی در حلال آب و مواد شوینده یا کندن ساختار با دست حذف شود. فناوری FDM امروزه در صنایع مختلف مانند شرکت های خودرو سازی مانند هیوندا و BMW و یا شرکت های مواد غذایی مانند Nestle و Dial استفاده می شود. از FDM برای توسعه محصول جدید، مدلسازی مفهومی، نمونه سازی و حتی در توسعه تولید استفاده می شود. با وسیله این روش چاپ سه بعدی امکان ساخت اشیاء با هندسه های پیچیده فراهم شد. این قطعات مقاومت حرارتی و مکانیکی بالایی دارند.