مقدمه و اصل کار هشت فناوری چاپ سه بعدی را توضیح دهید

پرینت سه بعدی معمولاً برای نمونه سازی استفاده می شود و توانایی آن در تولید سریع قطعات جداگانه می تواند امکان تأیید سریع ایده ها و صرفه جویی در هزینه ها را فراهم کند. رایج ترین فناوری های چاپ سه بعدی SLA، DLP و FDM هستند، اما نه تنها این نوع فناوری ها. معرفی و اصل کار این فناوری های چاپ سه بعدی در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

لیتوگرافی استریو (SLA)

استریولیتوگرافی (SLA) فرآیند اصلی چاپ سه بعدی صنعتی است. چاپگرهای SLA در تولید قطعات با جزئیات بالا، سطح صاف و تلرانس‌های بسیار خوب هستند. پرداخت سطح با کیفیت بالای قطعات SLA نه تنها زیبا به نظر می رسد، بلکه به عملکرد قطعه نیز کمک می کند - به عنوان مثال، تست تناسب مجموعه. این به طور گسترده در صنعت پزشکی استفاده می شود و کاربردهای رایج آن شامل مدل های تشریحی و میکروسیالات می باشد.

اصل: استریولیتوگرافی کامپیوتری است که پرتو لیزر را کنترل می کند و از داده های طراحی ارائه شده توسط سیستم CAD برای جامد کردن لایه به لایه رزین مایع حساس به نور استفاده می کند. این روش پیوند لایه به لایه، ترکیب حرکت صفحه لیزر با پلت فرم است. حرکت عمودی برای ایجاد یک شی سه بعدی ترکیب شده است.

تف جوشی لیزری انتخابی (SLS)

تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) پودرهای مبتنی بر نایلون را به پلاستیک جامد ذوب می کند. از آنجایی که قطعات SLS از مواد ترموپلاستیک واقعی ساخته شده‌اند، بادوام هستند، برای آزمایش عملکرد مناسب هستند و می‌توانند از لولاها و گیره‌های زنده پشتیبانی کنند. در مقایسه با SL، قطعات قوی تر هستند، اما پرداخت سطح خشن تر است. SLS به یک ساختار پشتیبانی نیاز ندارد، بنابراین کل پلت فرم ساخت را می توان برای قرار دادن چندین قسمت در یک ساختمان واحد استفاده کرد که آن را برای تعداد قطعات بالاتر نسبت به سایر فرآیندهای چاپ سه بعدی مناسب می کند. بسیاری از قطعات SLS برای نمونه سازی استفاده می شوند و روزی قالب گیری تزریقی خواهند شد.

اصل: پرتو لیزر به طور انتخابی با توجه به اطلاعات بخش لایه ای تحت کنترل کامپیوتر پخته می شود. پس از تکمیل یک لایه، لایه بعدی زینتر می شود. پس از اتمام تمام زینترینگ، پودر اضافی حذف می شود و می توان یک قسمت تف جوشی شده را به دست آورد.

فناوری جوهرافشان (PolyJet)

PolyJet یکی دیگر از فرآیندهای چاپ سه بعدی پلاستیکی است، اما یک نقطه عطف وجود دارد. می تواند قطعاتی را با خواص مختلف مانند رنگ و جنس بسازد. طراحان می توانند از این فناوری برای ساخت نمونه های اولیه از الاستومرها یا قطعات بیش از حد قالب گیری شده استفاده کنند. اگر طراحی شما یک پلاستیک سفت و سخت است، توصیه می کنیم به SL یا SLS پایبند باشید - این کار اقتصادی تر است. با این حال، اگر در حال ساخت نمونه‌های اولیه برای قالب‌گیری بیش از حد یا طرح‌های لاستیک سیلیکونی هستید، PolyJet می‌تواند شما را از سرمایه‌گذاری بر روی ابزار در اوایل چرخه توسعه نجات دهد. این می تواند به شما کمک کند طرح خود را سریعتر تکرار و اعتبار سنجی کنید و در هزینه شما صرفه جویی کنید.

اصل: هر لایه از مواد پلیمری حساس به نور بلافاصله پس از پاشش با نور ماوراء بنفش جامد می شود تا یک مدل کاملا جامد تولید شود که می تواند بلافاصله بدون انجماد پس از آن حمل و استفاده شود. مواد نگهدارنده ژل مانند که مخصوصاً برای پشتیبانی از هندسه های پیچیده طراحی شده است را می توان به راحتی با دست یا با پاشیدن آب جدا کرد.

پردازش نور دیجیتال (DLP)

پردازش نور دیجیتال شبیه SLA است زیرا از نور برای پخت رزین مایع استفاده می کند. تفاوت اصلی بین این دو فناوری این است که DLP از صفحه نمایش نور دیجیتال استفاده می کند، در حالی که SLA از لیزر ماوراء بنفش استفاده می کند. این بدان معناست که چاپگرهای سه بعدی DLP می توانند از کل لایه ساخت به طور همزمان تصویربرداری کنند و در نتیجه سرعت ساخت را افزایش دهند. اگرچه اغلب برای نمونه سازی سریع استفاده می شود، توان عملیاتی بالاتر چاپ DLP آن را برای تولید دسته های کوچک قطعات پلاستیکی مناسب می کند.

اصل: اصل این است که منبع نور ساطع شده توسط نور را از طریق یک عدسی متراکم عبور دهیم تا نور یکنواخت شود و سپس با عبور از یک چرخ رنگ (چرخ رنگ) نور را به سه رنگ RGB (یا بیشتر رنگ) تقسیم کنیم و سپس پخش کنیم. رنگ روی لنز در DND، تصویر در نهایت از طریق لنز پروجکشن نمایش داده می شود.

ذوب چند جت (MJF)

مشابه SLS، Multi Jet Fusion همچنین از پودر نایلون برای ساخت قطعات کاربردی استفاده می کند. به جای استفاده از لیزر برای پخت پودر، MJF از یک آرایه جوهر افشان برای اعمال شار به بستر پودر نایلون استفاده می کند. سپس عنصر گرمایش از میان تخت ها عبور می کند تا هر لایه را جوش دهد. این منجر به خواص مکانیکی سازگارتر و سطح بهبود یافته در مقایسه با SLS می شود. یکی دیگر از مزایای فرآیند MJF سرعت بخشیدن به زمان ساخت و ساز و در نتیجه کاهش هزینه های تولید است.

اصل: نحوه کار این فناوری بسیار جالب است: ابتدا یک لایه پودر پخش کنید، سپس فلاکس اسپری کنید، و در همان زمان یک عامل جزئیات اسپری کنید تا از ظرافت لبه های جسم چاپی اطمینان حاصل کنید، و سپس آن را دوباره از منبع حرارت استفاده کنید. . این لایه کامل است. و به همین ترتیب، تا زمانی که شی 3 بعدی تکمیل شود.

مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)

مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) یک فناوری پرینت سه بعدی رومیزی رایج برای قطعات پلاستیکی است. عملکرد چاپگر FDM این است که فیلامنت پلاستیکی را لایه به لایه بر روی پلت فرم ساخت اکسترود می کند. این یک روش مقرون به صرفه و سریع برای ساخت مدل های فیزیکی است. در برخی موارد می توان از FDM برای تست عملکردی استفاده کرد، اما این فناوری به دلیل پرداخت سطح نسبتاً ناهموار و استحکام ناکافی قطعات محدود است.

اصل: فرآیند FDM سیم پلاستیکی را از طریق یک نازل با دمای بالا ذوب و اکسترود می کند. سیم بر روی پلت فرم یا محصول فرآوری شده انباشته، خنک و جامد می شود و موجودیت لایه به لایه انباشته می شود.

تف جوشی لیزری مستقیم فلزات (DMLS)

چاپ سه بعدی فلزی امکانات جدیدی را برای طراحی قطعات فلزی باز می کند. معمولاً برای کاهش اجزای فلزی و چند جزئی به اجزای جداگانه یا اجزای سبک وزن با کانال های داخلی یا ویژگی های توخالی استفاده می شود. DMLS را می توان برای نمونه سازی و تولید استفاده کرد زیرا چگالی قطعات به اندازه قطعاتی است که با استفاده از روش های سنتی ساخت فلز مانند ماشینکاری یا ریخته گری چگالی دارند. ایجاد قطعات فلزی با هندسه های پیچیده نیز آن را برای کاربردهای پزشکی که طراحی قطعات باید ساختارهای آلی را تقلید کند، مناسب می کند.

اصل: ماتریس فلزی با استفاده از پرتو لیزر پرانرژی تا حدی ذوب می‌شود و توسط داده‌های مدل سه‌بعدی کنترل می‌شود، در حالی که مواد فلزی پودری را تف جوشی و جامد می‌کند و به طور خودکار آنها را لایه به لایه روی هم قرار می‌دهد تا قطعات جامد هندسی متراکم تولید کند.

ذوب پرتو الکترونی (EBM)

ذوب پرتو الکترونی یکی دیگر از فناوری های چاپ سه بعدی فلزی است که از یک پرتو الکترونی کنترل شده توسط یک سیم پیچ الکترومغناطیسی برای ذوب پودر فلز استفاده می کند. در طی فرآیند ساخت، بستر چاپ گرم شده و در حالت خلاء قرار می گیرد. دمایی که مواد در آن گرم می شوند توسط مواد مورد استفاده تعیین می شود.

اصل: داده های مدل جامد سه بعدی قطعه را به تجهیزات EBM وارد کنید و سپس یک لایه نازک از پودر فلز ریز را در کابین کار تجهیزات EBM قرار دهید و از انرژی با چگالی بالا تولید شده در کانون استفاده کنید. پرتو الکترونی پرانرژی منحرف و متمرکز می شود. لایه پودر فلز اسکن شده دما را در یک منطقه کوچک محلی ایجاد می کند و باعث ذوب شدن ذرات فلز می شود. اسکن مداوم پرتو الکترونی باعث می شود که حوضچه های مذاب فلزی ریز ذوب شده و جامد شوند و به هم متصل شوند تا یک لایه فلزی خطی و مسطح تشکیل دهند.