نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی

امروزه از روش های قدیمی ساخت مجسمه و ماکت که نیاز به کنده کاری و برش مواد اولیه دارند، فاصله گرفته ایم. پرینترهای سه بعدی به مقدار کمتری از مواد اولیه نیاز دارند و بسیار سریعتر این کار را برای ما انجام می دهند. در این مقاله با نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی و مشخصات آن ها آشنا می شویم.

چاپگر سه بعدی چیست؟

چاپگر سه بعدی یا اسکنر سه بعدی با نام پرینتر سه بعدی نیز  (3D Printer) شناخته می‌شود. به دستگاه کوچکی که  پرینت گرفتن و یا ساخت اشیاء به صورت سه بعدی را برای ما امکان پذیر می‌کند، پرینتر سه بعدی می گویند. این کار با اضافه شدن لایه ها با برش هایی به صورت‌ مقاطع افقی بر روی هم انجام می گیرد تا فرم اشیاء ایجاد شود. در قسمت بعد با نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی آشنا می شویم.

شما عزیزان اگر در هر زمان نیاز به شارژ کارتریج داشتید می توانید به صفحه مربوط در سایت مراجعه کنید و با قیمت ها و نحوه ثبت سفارش آشنا شوید. (برای دسترسی به صفحه مورد نظر بر روی لینک کلیک کنید)

نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی

در مرحله اول از نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی باید گفت که قدم اول ایجاد یک مدل سه بعدی در کامپیوتر است. برای ایجاد مدل سه بعدی یا باید توسط نرم افزارهای سه بعدی یک مدل طراحی کرد و یا با اسکن کردن از جسم، مدل مورد نیاز را ایجاد کرد.

در مرحله دوم بعد از آماده شدن مدل سه بعدی، مدل را برش زده و در پرینتر قرار می دهیم تا از آن پرینت بگیرد. مدل سه بعدی باید به هزاران لایه افقی برش بخورد تا پرینتر، با پرینت و روی هم قرار دادن این لایه ها فرم نهایی را درست کند.

برش زدن مدل را می‌توان به وسیله همان نرم افزار طراحی انجام داد، اما گاهی به نرم افزار دیگری نیاز است و این به نوع پرینتر سه بعدی شما بستگی دارد. برای انتقال فایل به پرینتر نیز از روش هایی مانند فلش، میکرو اس دی، وای فای و غیره می‌توان استفاده کرد. عمل انتقال فایل نیز به نوع پرینتر شما وابسته است.

نرم افزار پرینترهای سه بعدی

پس از آشنایی با نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی به معرفی نرم افزارهای پرینترهای سه بعدی می پردازیم. نرم افزارهای مدل سازی مانند پرینترها، در مدل ها و نسخه های متعددی وجود دارند که اکثر آنها برای استفاده در صنعت ایجاد و طراحی شده اند‌.

اما بعضی از نرم افزارها هم هستند که پیچیدگی و قیمت کمتری دارند و همه افراد می‌توانند با یک آموزش اولیه، کار کردن با آن ها را یاد بگیرند و اقدام به مدل سازی کنند‌. نرم افزارها در نسخه های تخصصی برای صنایع هوافضا، مد، مبلمان و غیره ایجاد شده اند.

برای افرادی که به طراحی سه بعدی علاقه دارند بهتر است با یک نرم افزار کلی شروع کنند تا استعداد خود را برای گرایش طراحی پیدا کنند. یکی از نرم افزارهایی که با اکثر مرورگرها مخصوصا Chrome سازگار است و آزادی عمل خوبی به شما می دهد، نرم افزار Tinkercad می باشد. این نرم افزار برای شروع بسیار مناسب است.

تکنولوژی پرینتر سه بعدی

تکنولوژی FDM

پرینترهای سه بعدی که برای نمونه سازی اولیه و کارهای خانگی آموزشی مورد استفاده قرار می گیرند از فناوری FDM استفاده می کنند، که به آن ها پرینتر سه بعدی دسکتاپ می گویند. مواد اولیه این پرینترهای سه بعدی از جنس پلاستیک و به شکل رولی رشته ای با نام فیلامنت می باشد.

فیلامنت ها پس از اینکه وارد هد دستگاه شدند،  اکسترود می شوند. سپس در بخش داغ نازل ذوب شده و با فشار خاصی از نوک نازل خارج می شوند. نازل این پرینتر از سه محور آزاد در حال حرکت X،Y و Z  تغذیه می شود. پس از ذوب مواد، چاپگر طرح را از پایه می سازد و مرحله به مرحله از ارتفاع دستگاه یا محور Z  بالا می آید تا پرینت انجام شود.

تکنولوژی SLA

این پرینتر سه بعدی دقت بالایی دارد و در صنایع دقیقی مانند پزشکی، طلاسازی، دندانسازی، معماری و غیره استفاده می شود. نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی SLA به این صورت می باشد که برای تولید جسم جامد از مواد مایع رزین و برای ساخت لایه ها از اشعه و لیزرهای فرابنفش استفاده می شود.  همچنین در فناوری SLA  برای شکل گرفتن حجم مایع از تابیده شدن نور UV  به مایع استفاده می شود.

تکنولوژی SLS

پرینترهای سه بعدی SLS  در ساخت قطعات بسیار پیچیده و نمونه اولیه صنایعی مانند هواپیماسازی و خودرو سازی کاربرد دارند. نحوه عملکرد پرینترهای سه بعدی SLS به این صورت است که، مواد اولیه مانند سرامیک، فلز یا پودر شیشه را به جسم جامد تبدیل کرده و از منبع تغذیه بالا مثلا یک لیزر استفاده می کنند. پس از انجام لایه گذاری اولیه و خشک شدن آنها توسط لیزر، مراحل پشت سرهم انجام شده تا طرح کامل شود.

دقت پرینتر سه بعدی

عواملی که بر دقت پرینتر سه بعدی تاثیر می گذارند شامل موارد زیر است:

طراحی: نوع طراحی قطعه، یک عامل مهم و تاثیرگذار در دقت پرینتر می باشد. هر چه ابعاد قطعه بزرگتر باشد، دقت دستگاه کمتر می شود. برای قطعات بزرگ، بهتر است به صورت چند قطعه کوچکتر پرینت شده و بعد از اتمام کار بهم وصل شوند.

مواد اولیه: دیگر عامل تاثیر گذار بر دقت، کیفیت متریال مورد استفاده می باشد. مثلا قطعه هایی که ماده اولیه آنها رزین مایع است، دقت بهتری دارند.

برای اندازه گیری دقت پرینتر سه بعدی متغیر های کمی مانند دقت ابعادی-تلرانس، انقباض و تاب برداشتن و نیاز به ساپورت، توسط شرکت های سازنده ارائه می شود.

در بین پرینترها، پرینترهای سه بعدی FDM  کمترین دقت را دارند و برای  نمونه های کم هزینه مناسب هستند. در مقابل، پرینترهای SLS  با دقت ابعادی بسیار بالا، برای تولید قطعات با پیچیدگی هندسی زیاد مناسب می باشند.

کاربرد پرینتر سه بعدی

چاپگر سه بعدی در صنایع مختلف برای ساخت نمونه مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از پرینترها در صنعت علاوه بر دقت زیاد، کاملا مقرون به صرفه است. به طور کلی کاربرد پرینتر سه بعدی را می‌توان به موارد زیر خلاصه کرد:

• کاربرد در صنعت خودروسازی
• استفاده در آشپزی
• استفاده در صنعت مد و فشن برای طراحی
• در تولید عینک برای طراحی
• در صنعت دندانسازی
• کاربرد در اسلحه سازی
• استفاده در پزشکی برای تولید اعضای مصنوعی
• استفاده در آموزش
• در میراث فرهنگی برای بازسازی آثار
• کاربرد در ساختمان سازی برای طراحی ماکت
• در ساخت کامپیوتر و ربات ها