پرینتر سه بعدی بطور خلاصه از CAD برای ایجاد و تولید انواع اشیاء 3D از مواد مختلف از جمله پلاستیک مذاب یا پودر استفاده می کند. پرینترهای 3D می توانند در اشکال و اندازه و سایز های مختلف تولید شوند : از پرینتر هایی که روی میز کوچک قرار می گیرند گرفته تا پرینتر هایی که در ساخت و ساز ساختمان های بزرگ به کار برده می شوند. چند نوع پرینتر 3D وجود دارد که هرکدام از روش های متفاوتی برای انجام کار استفاده می کنند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.

و اما CAD چیست ؟

یک نرم افزار کاربرپسند صنعت چاپ سه بعدی است که برای پشتیبانی پرینترهای CraftBot 3D طراحی و ساخته شده است. همچنین این برنامه برای پرینتر های دیگری که پذیرای G-Code هستند نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد

با پیشرفت علم و تکنولوژی ، طراحی و ساخت پرینتر سه بعدی و هزینه کم تولید انواع محصولات و قطعات در هر حوزه و زمینه کاری توسط این دستگاه ها ، دیگر پرینترها هم مثل قدیم فقط در تولید ساختمان ها ، قطعات صنعتی یا ساخت ماشین آلات بزرگ به کار نمیروند. بلکه در تولید هر چیزی که انسان فکرش را بکند می توان از پرینتر سه بعدی در زمینه ساخت و تولید آنها به کار برد.

کاربردهای پرینتر سه بعدی :

1. طراحی و تولید کفش
2. طراحی و ساخت انواع مبلمان
3. ریخته گری موم جهت استفاده در صنعت جواهر سازی
4. ساخت و تولید اسباب بازی
5. طراحی ابزارآلات صنعتی و ماشینی
6. ساخت کامپیوتر ( لپ تاپ Via Open Book و  Novena) و ربات های هوشمند
7. تولید خودرو و تمامی اجزای داخلی آن توسط شرکت سوئدی Koniegsegg
8. ساخت و تولید ساختمان های روستای شمبالا در ایتالیا و ساختمان موزه آینده دبی
9. و ….

موارد ذکر شده در بالا فقط چند نمونه از کاربرد های پرینتر سه بعدی در جهان امروز بود که در زمینه های کاری مختلف به نتیجه رسیده و در حال استفاده از آن ها هستیم.

انواع پرینتر های 3D

1. پرینتر سه بعدی FDM
2. پرینتر سه بعدی SLA
3. پرینتر سه بعدی DLP
4. پرینتر سه بعدی DMLS
5. پرینتر سه بعدی SLS

پرینتر سه بعدی FDM

جز آن دسته از پرینتر های با صرفه و قیمت مناسب بازار محسوب می شود که هم مواد آن آسانی از طرف کاربر تهیه میشود و هم خود دستگاه نبست به بقیه مدل های پرینتر سه بعدی قابل دسترس مردم  می باشد. این پرینتر معروف ترین و پراستفاده ترین نوع پرینتر سه بعدی در کشور ما ایران است. همچنین باید در نظر داشت که برای چاپ مدل های پیچیده و نسبتا سخت نباید روی پرینتر سه بعدی FDM حساب باز کرد.

با توجه به اینکه چون نسبت به بقیه مدل ها ارزان می باشد ، کیفیت چاپ و پرینت آن هم پایین تر از بقیه پرینتر ها می باشد. رزولوشن این دستگاه ما بین 50 الی 400 میکرومتر است. نحوه چاپ این پرینتر هم به این صورت است که بعد از ذوب کردن پلاستیک و اکسترودر ، مدل مورد نظر را به صورت لایه به لایه ، برش خورده و پرینت افقی چاپ می کند. هر لایه پس از ساخته شدن سریعا خشک می شود و اکسترودر دوباره بالا می رود تا لایه ای جدید را بسازد. این روند چندین و چند بار تکرار می شود تا زمانی که چاپ مدل به پایان برسد.

پرینتر سه بعدی SLA

استریولیتوگرافی اولین فناوری چاپ سه بعدی در جهان بود که در دهه 1980 اختراع شد و هنوز هم یکی از محبوب ترین فناوری ها برای حرفه ای ها است. چاپگرهای سه بعدی SLA از لیزر برای تبدیل رزین مایع به پلاستیک سخت شده در فرآیندی به اسم فوتوپلیمریزاسیون استفاده می کنند.

پرینترهای سه بعدی  SLA برخلاف پرینتر های FDM توانایی بسیار بالایی در تولید نمونه های اولیه و قطعات پیچیده دارند. از ویژگی مدل های ساخته شده توسط این پرینتر ها می توان به ضد آب بودن آن ها با سطحی صاق و در عین حال ظریف اشاره کرد. فرمول چاپ پرینتر های سه بعدی گستردگی خواصی از جمله : خواص حرارتی ، مکانیکی و نوری را شامل می شود که با توجه به این فرمول چاپ ، در ساخت محصولات و مدل های استاندارد ، مهندسی و صنعتی از این پرینتر استفاده می گردد.

با نگاه به مواردی که در مورد این مدل از پرینتر های سه بعدی ذکر شد ، باید این موضوع را هم بیان کرد که ویژگی های منحصر به فرد این پرینتر ها باعث شده در صنعت های اعلامی در زیر از پرینتر سه بعدی SLA استفاده شود :

1. صنایع مهندسی
2. طراحی اولیه انواع محصول
3. صنعت دندان پزشکی
4. صنعت جواهرسازی
5. صعت مدل سازی
6. صنایع آموزشی

همچنین می توانید مقاله ساخت مدار ریمر 3 ولت را نیز مطاله فرمائید

پرینتر سه بعدی DLP

اگر نگاهی به پرینتر های DLP بیندازیم متوجه این موضوع می شویم که ، این نوع چاپگرهای 3D تقریباً مشابه پرینتر های سه بعدی SLA هستند. تفاوت اصلی این دو نوع پرینتر با هم دیگر این است که DLP از یک پروژکتور نور دیجیتال برای فلاش زدن یک تصویر از هر لایه به طور همزمان استفاده می کند.

از آنجایی که پروژکتور یک صفحه دیجیتال می باشد، تصویر هر لایه از پیکسل های مربعی تشکیل شده است که در نتیجه لایه ای از بلوک های مستطیلی کوچک به نام وکسل را تشکیل می دهد.

نور با استفاده از صفحه نمایش دیود ساطع نور ( لامپLED  یا یک منبع نور UV) که توسط یک دستگاه میکروآینه دیجیتال (DMD  به سطح ساختمان هدایت می شود)، بر روی رزین پخش می شود.

DMD مجموعه‌ای از آینه‌های ریز است که مکان تابش نور را کنترل می‌کند و الگوی نور را روی سطح ساختمان تولید می‌کند.

پرینتر سه بعدی DMLS

پرینتر DMLS امکانات جدیدی را برای طراحی و تولید قطعات فلزی ارائه می کند. پروسه ای که ما در Protolabs برای پرینت سه 3D و تولید قطعات فلزی با بکار گیری پرینتر های سه 3D استفاده می کنیم، پخت مستقیم لیزری فلز است.

اکثرا برای کاهش مجموعه های فلزی و چند قسمتی به یک جزء یا قطعات سبک وزن با کانال های داخلی یا ویژگی های تو خالی استفاده می شود.

پرینتر های 3 بعدی DMLS هم برای نمونه سازی و هم برای تولید مناسب است، زیرا قطعات به اندازه قطعاتی هستند که با روش های سنتی ساخت فلز مانند ماشینکاری یا ریخته گری چگالی دارند. ایجاد اجزای فلزی با هندسه های پیچیده نیز آن را برای کاربردهای پزشکی مناسب می کند که در آن طراحی قطعه باید ساختاری ارگانیک را تقلید کند.

پرینتر سه بعدی SLS

پرینترهای سه بعدی SLS از یک لیزر پرقدرت برای تبدیل پودر پلیمر به یک ساختار یا مدل جامد بهره میبرد. پودر ذوب نشده از قطعه در حین چاپ پشتیبانی می کند و نیاز به ساختارهای پشتیبانی اختصاصی را بی نیاز می کند. این باعث می شود SLS برای اشکال و مدل های پیچیده، از جمله ویژگی های داخلی، برش های زیرین، دیوارهای نازک و ویژگی های منفی ایده آل باشد. قطعات تولید شده با پرینتر های SLS دارای ویژگی های مکانیکی منحصر به فردی نیز هستند، به محکمی قطعات قالب گیری تزریقی.

متداول ترین ماده برای پرینتر SLS که مورد استفاده قرار می گیرد ، نایلون است، یک ترموپلاستیک مهندسی محبوب با خواص مکانیکی عالی. نایلون سبک، قوی و انعطاف پذیر است و همچنین در برابر ضربه، مواد شیمیایی، گرما، نور UV، آب و خاک پایدار است.

ترکیبی از هزینه کم برای هر قطعه، بهره‌وری بالا و مواد تثبیت شده، SLS را به یک انتخاب محبوب در میان مهندسان برای نمونه‌سازی کاربردی، و جایگزینی مقرون‌به‌صرفه برای قالب‌گیری تزریقی برای تولید محدود یا پل تبدیل کرده است.

کاربرد پرینتر SLS در صنعت چاپ :

• مدل سازی عملکردی
• تولید قطعات و محصول نهایی
• تولید کوتاه مدت، پل یا سفارشی

سخن آخر

در این مقاله سعی کردیم با معرفی پرینتر سه بعدی و انواع مختلف آن همراه با کاربرد های آنها در زمینه های مختلف ، ضمنآشنایی کاربران با این موارد و کسب اطلاعات کافی ، درصورت نیاز با دانش کافی اقدام به خرید و استفاده از آنها نمائید.