پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی چیست؟

ساخت افزودنی فرآیندی یا پرینتر سه بعدی فرایندی است که در آن اجسام جامد سه بعدی از یک فایل دیجیتال ساخته می شوند.

ایجاد یک شی پرینتر سه بعدی با استفاده از فرآیندهای افزایشی به دست می آید. در یک فرآیند افزایشی، یک شی با گذاشتن لایه‌های متوالی از مواد تا زمانی که جسم ایجاد شود، ایجاد می‌شود. هر یک از این لایه ها را می توان به عنوان یک برش نازک مقطع از جسم مشاهده کرد.

پرینتر سه بعدی برعکس تولید تفریقی است که به عنوان مثال با یک ماشین فرز، یک قطعه فلز یا پلاستیک را بریده یا خالی می کند. این محصول شما را قادر می سازد تا با استفاده از مواد کمتر نسبت به روش های سنتی، اشکال پیچیده تولید کنید.

پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند؟

همه چیز با یک مدل سه بعدی شروع می شود. می توانید انتخاب کنید که یکی از پایه ایجاد کنید یا آن را از یک کتابخانه سه بعدی دانلود کنید.

نرم افزار سه بعدی

ابزارهای نرم افزاری مختلفی در دسترس هستند. از درجه صنعتی تا متن باز. ما یک نمای کلی در صفحه نرم افزار سه بعدی خود ایجاد کرده ایم.

ما اغلب به مبتدیان توصیه می کنیم که با Tinkercad شروع کنند. Tinkercad رایگان است و در مرورگر شما کار می کند، لازم نیست آن را روی رایانه خود نصب کنید. Tinkercad درس های مبتدی ارائه می دهد و دارای یک ویژگی داخلی برای صادرات مدل شما به عنوان یک فایل قابل چاپ به عنوان مثال STL یا .OBJ است.

اکنون که یک فایل قابل چاپ دارید، گام بعدی این است که آن را برای پرینتر سه بعدی خود آماده کنید. به این کار برش می گویند.

برش: از فایل قابل چاپ به پرینتر سه بعدی

به معنای برش دادن یک مدل سه بعدی به صدها یا هزاران لایه است و با نرم افزار برش انجام می شود.

وقتی فایل شما برش خورد، برای پرینتر سه بعدی شما آماده است. تغذیه فایل به چاپگر شما می تواند از طریق USB، SD یا Wi-Fi انجام شود. فایل برش داده شده شما اکنون آماده پرینت سه بعدی لایه به لایه است.

صنعت چاپ سه بعدی

پذیرش چاپ سه بعدی به حجم بحرانی رسیده است، زیرا کسانی که هنوز تولید افزودنی را در جایی در زنجیره تامین خود ادغام نکرده اند، اکنون بخشی از یک اقلیت در حال کاهش هستند. جایی که پرینت سه بعدی در مراحل اولیه فقط برای نمونه سازی و تولید یکباره مناسب بود، اکنون به سرعت در حال تبدیل شدن به یک فناوری تولید اس .

بیشتر تقاضای فعلی برای چاپ سه بعدی ماهیت صنعتی دارد. تحقیقات و مشاوره Acumen پیش بینی می کند که بازار جهانی چاپ سه بعدی تا سال 2026 به 41 میلیارد دلار برسد.

فناوری چاپ سه بعدی تقریباً هر صنعت بزرگ را متحول می کند و نحوه زندگی، کار و بازی ما را در آینده تغییر می دهد.

نمونه هایی از پرینت سه بعدی

مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)

FDM احتمالاً پرکاربردترین شکل پرینت سه بعدی است. این فوق العاده برای ساخت نمونه ها و مدل های اولیه با پلاستیک مفید است.

فناوری استریولیتوگرافی (SLA)

SLA یک نوع چاپ نمونه سازی سریع است که برای چاپ با جزئیات پیچیده مناسب ترین است. این چاپگر از لیزر فرابنفش برای ساخت اشیا در عرض چند ساعت استفاده می کند.

پردازش نور دیجیتال (DLP)

DLP یکی از قدیمی ترین اشکال پرینت سه بعدی است. DLP از لامپ ها برای تولید چاپ با سرعت های بالاتر از چاپ SLA استفاده می کند زیرا لایه ها در عرض چند ثانیه خشک می شوند.

تولید واسط مایع پیوسته (CLIP)

CLIP یکی از فرآیندهای سریع‌تر است که از فتوپلیمریزاسیون Vat استفاده می‌کند. فرآیند CLIP از فناوری سنتز نور دیجیتال استفاده می کند تا دنباله ای از تصاویر UV را در سطح مقطعی از یک قطعه پرینت شده سه بعدی پخش کند که منجر به فرآیند پخت دقیق کنترل شده می شود. سپس این قطعه در حمام حرارتی یا کوره پخته می‌شود و چندین واکنش شیمیایی ایجاد می‌کند که اجازه می‌دهد قطعه سخت شود.

جت کردن مواد

Material Jetting قطرات مواد را از طریق یک نازل با قطر کوچک لایه به لایه اعمال می کند تا یک پلت فرم بسازد که توسط نور UV سخت می شود.

بایندر جتینگ

این بایندر جتینگ از یک ماده پایه پودری استفاده می کند که به طور یکنواخت به همراه یک چسب مایع که از طریق نازل های جت اعمال می شود تا به عنوان چسب برای ذرات پودر عمل کند.

مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)

FDM، همچنین به عنوان ساخت رشته فیوز شده (FFF) شناخته می شود، با باز کردن یک رشته پلاستیکی از یک قرقره و جریان از طریق یک نازل گرم شده در جهات افقی و عمودی کار می کند و بلافاصله با سخت شدن ماده ذوب شده، جسم را تشکیل می دهد.

تف جوشی لیزری انتخابی (SLS)

شکلی از پودر بستر فیوژن، SLS ذرات کوچک پودر را با استفاده از یک لیزر پرقدرت به یکدیگر ذوب می کند تا شکلی سه بعدی ایجاد کند. لیزر هر لایه را روی یک بستر پودری اسکن می‌کند و به طور انتخابی آنها را ذوب می‌کند، سپس بستر پودر را یک ضخامت پایین می‌آورد و این فرآیند را تا پایان کامل تکرار می‌کند.

فیوژن چند جت (MJF)

شکل دیگری از پودر بستر فیوژن، MJF از یک بازوی جارو برای رسوب پودر و یک بازوی مجهز به جوهر افشان برای استفاده انتخابی بایندر در بالا استفاده می کند. در مرحله بعد، یک عامل جزئیات برای دقت در اطراف عامل جزئیات اعمال می شود. در نهایت، انرژی حرارتی برای ایجاد یک واکنش شیمیایی اعمال می شود. زینترینگ مستقیم فلزات لیزری (DMLS) نیز از همین فرآیند اما به طور خاص با پودر فلز استفاده می کند.

لمینیت ورق

ورقه ورقه ای مواد را در ورق ها از طریق نیروی خارجی متصل می کند و آنها را از طریق جوش اولتراسونیک لایه ای به هم جوش می دهد. سپس ورق ها در دستگاه CNC آسیاب می شوند تا شکل جسم را تشکیل دهند.

رسوب مستقیم انرژی

این رسوب مستقیم انرژی در صنعت فلز رایج است و توسط یک دستگاه چاپ سه بعدی متصل به یک بازوی رباتیک چند محوره با نازلی برای اعمال پودر فلز کار می کند. پودر بر روی سطح و منبع انرژی اعمال می شود، که سپس مواد را ذوب می کند و یک جسم جامد را تشکیل می دهد.

چه چیزهایی با پرینترهای سه بعدی ساخته می شود؟

تقریباً هر چیزی که بتوانید تصور کنید می تواند به طرحی تبدیل شود که بتوان آن را پرینت سه بعدی کرد. پرینترهای سه بعدی به طراحان، مهندسان و حتی افراد عادی کمک می‌کنند تا اشیاء پیچیده را به روشی بسازند که روش‌های تولید قبلی قادر به انجام آن نبودند.
از پرینترهای سه بعدی برای ساخت اسباب بازی، قاب گوشی، ابزار، لباس، میز، لامپ، سفال، هنر و حتی اتومبیل استفاده می شود.

یک آچار چاپ سه بعدی

حوزه پزشکی نیز در حال یافتن راه های جدیدی برای استفاده از چاپ سه بعدی برای کمک به بیماران است. پزشکان اکنون می‌توانند مدل‌های پزشکی سه‌بعدی را پرینت کنند که آنقدر دقیق هستند که جراحان می‌توانند اساساً قبل از عمل جراحی بر روی مدل سه‌بعدی یک بیمار، عملی را انجام دهند. مدل‌های پرینت سه بعدی نیز برای ایجاد پروتزهای ارزان‌تر، بادوام‌تر و مناسب‌تر برای افرادی که دست و پای خود را از دست داده‌اند، استفاده می‌شود.

یک دست مصنوعی پرینت سه بعدی

تولید پرینت سه بعدی صنعتی است که به سرعت در حال تحول است و پتانسیل های هیجان انگیز زیادی برای آینده دارد. ما تازه شروع به دیدن راه هایی کرده ایم که اشیاء پرینت سه بعدی می توانند زندگی ما را آسان تر، راحت تر، ایمن تر و سالم تر کنند. و با توجه به اینکه پرینت سه بعدی با سرعتی که مردم می توانند طرح های جدیدی برای چاپ ارائه دهند. در حال تکامل است، ممکن است زمان زیادی طول نکشید که در دنیایی زندگی می کنیم. که می توانید ناهار، پیراهن سفارشی یا قطعات جایگزین خود را برای تعمیر اشیاء روزمره پرینت سه بعدی کنید. همه از آسایش خانه خودتان.

فرآیند چاپ سه بعدی

هنگامی که مدل سازی و برش یک شی سه بعدی به پایان رسید، زمان آن فرا رسیده است که چاپگر سه بعدی در نهایت کار را به دست بگیرد. چاپگر به طور کلی مانند چاپگر جوهر افشان سنتی در فرآیند چاپ مستقیم سه بعدی عمل می کند. جایی که یک نازل در حالی که موم یا پلیمری شبیه پلاستیک را لایه به لایه پخش می کند. به جلو و عقب حرکت می کند و منتظر می ماند تا آن لایه خشک شود، سپس آن را اضافه می کند.

مرحله ی بعد. اساساً صدها یا هزاران چاپ دو بعدی را روی هم اضافه می کند تا یک شی سه بعدی بسازد.

مواد پرینت سه بعدی

انواع مختلفی از مواد مختلف وجود دارد که یک چاپگر برای بازسازی یک شی به بهترین شکل ممکن از آنها استفاده می کند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)

مواد پلاستیکی که به راحتی شکل می گیرد و سخت شکسته می شود. همان موادی که لگوها از آن ساخته شده اند.

رشته های فیبر کربن

فیبر کربن برای ایجاد اشیایی استفاده می شود که باید قوی و همچنین بسیار سبک وزن باشند.

رشته های رسانا

این مواد قابل چاپ هنوز در مرحله آزمایشی هستند و می توان از آنها برای چاپ مدارهای الکتریکی بدون نیاز به سیم استفاده کرد. این یک ماده مفید برای فناوری پوشیدنی است.

رشته های انعطاف پذیر

رشته های انعطاف پذیر چاپ هایی را ایجاد می کنند که قابل خم شدن و در عین حال سخت هستند. از این مواد می توان برای چاپ هر چیزی از ساعت مچی تا جلد گوشی استفاده کرد.

رشته فلزی

رشته های فلزی از فلزات ریز آسیاب شده و چسب پلیمری ساخته شده اند. آنها می توانند در فولاد، برنج، برنز و مس باشند تا ظاهر و احساس واقعی یک جسم فلزی را به دست آورند.

رشته چوب

این رشته ها حاوی پودر چوب ریز آسیاب شده با چسب پلیمری هستند. بدیهی است که از این ها برای چاپ اشیایی با ظاهر چوبی استفاده می شود. و بسته به دمای چاپگر می تواند مانند چوب روشن تر یا تیره تر به نظر برسد.