چاپ سه بعدی را تولید افزودنی نیز می نامند. این یک فناوری عمومی است که از فلزات پودری یا غیر فلزات و سایر مواد قابل اتصال برای ساخت اشیا با چاپ لایه به لایه بر اساس فایل های مدل دیجیتال استفاده می کند. چاپگر سه بعدی مدل دیجیتال را برش می دهد و سپس به هد چاپ اجازه می دهد تا بارها و بارها مواد را مطابق مسیر فعلی روی صفحه چاپ بگذارد و لایه های مواد پیوسته را ادغام کند تا مدل سه بعدی نهایی تشکیل شود. فناوری رسوب ذوب شده (FDM، Fused Deposition Modeling) و فناوری پخت نور (SLA، Stereolithography) در حال حاضر دو فناوری پرینت سه بعدی رایج در بازار هستند. از آنجایی که این دو فناوری، چه حرفه ای و چه آماتور، سابقه طولانی در توسعه دارند، معمولاً از این دو فناوری به عنوان گزینه های ورود به هنگام تماس با چاپگرهای سه بعدی استفاده می کنند، بنابراین آنها بالغ ترین فناوری های چاپ سه بعدی فعلی هستند. چه برای نمونه سازی، نمایش مدل یا ساخت قطعات عمومی باشد، اگرچه هر دو می توانند قطعات نسبتاً مشابهی را برای کاربران چاپ کنند، نحوه انتخاب مناسب ترین فرآیند و مواد سه بعدی در فرآیند تولید واقعی هنوز ضروری است به جزئیات زیادی توجه کنید. بیایید مزایا و معایب این دو فرآیند را با هم مقایسه کنیم و در چه شرایطی باید از آنها استفاده کرد.
اصل کار چاپگر سه بعدی فناوری FDM این است که ترموپلاست مذاب را بر روی پلت فرم چاپ سه بعدی اکسترود کرده و آن را لایه به لایه به صورت لایه به لایه قرار می دهد تا مدل سه بعدی نهایی شکل بگیرد. انواع مختلفی از مواد چاپگر سه بعدی وجود دارد که از فناوری FDM استفاده می کنند، از معمول تر ABS و PLA گرفته تا مواد کامپوزیتی که با انواع پودرهای تقویت شده دوپ شده اند، که زمینه های کاربرد چاپگرهای سه بعدی FDM را بسیار گسترده می کند. در عین حال، به دلیل منبع باز بودن فناوری FDM، علاقه مندان می توانند چاپگر سه بعدی را نیز سفارشی کنند، به طوری که تنظیمات چاپ و لوازم جانبی سخت افزار را می توان با توجه به نیازهای مختلف تغییر داد تا نیازهای سناریوهای تخصصی تر را برآورده کند. چاپگر سه بعدی با فناوری SLA از یک لیزر UV یا پروژکتور نوری برای ردیابی مداوم هر لایه از جسم استفاده می کند و لایه رزین حساس به نور را به یک پلاستیک سخت شده تبدیل می کند تا زمانی که مدل سه بعدی نهایی تشکیل شود.
مزایای فنی FDM
چاپگر سه بعدی FDM اندازه ساخت بزرگتری نسبت به چاپگر SLA دارد. علاوه بر نمونه سازی و چاپ قطعات و مدل های کاربردی در اندازه بزرگ، می تواند کارهای تولید دسته کوچک را نیز انجام دهد. یک نوع ماده پرینت سه بعدی معمولاً دارای مقاومت کم، اصطکاک کم، استحکام بالا و ویژگیهای خاصی ضد خوردگی است، در حالی که مواد کامپوزیتی معمولاً به مواد حاوی پودر مواد تقویتشده یا مخلوط الیاف خرد شده در مواد اصلی، مانند پلی کربنات و فیبر کربن را می توان برای چاپ قطعاتی که قوی تر، سبک تر و پایدارتر هستند استفاده کرد. پرینت سه بعدی FDM از نمایشگرهای مدل و قطعات جایگزین کوچک برای خودروها تا ابزارآلات برای شرکت های هوافضا را شامل می شود که آن را به انتخاب قوی تری برای اشیایی که به عملکرد و عملکرد مکانیکی نیاز دارند تبدیل می کند. برخی از چاپگرهای FDM3D دارای ویژگی های چاپ با دقت بالا هستند، به طوری که سطح قطعات چاپ شده صاف و یکنواخت است که می تواند الزامات آزمایش استفاده عمومی را برآورده کند.
در چاپگر سه بعدی، چندین قطعه داخلی به طور همزمان در طول فرآیند چاپ کار می کنند و هر گونه مشکل در هد چاپ، سیستم اکستروژن یا اجزای hot-end باعث ایجاد مشکلاتی در اواسط فرآیند چاپ می شود. بنابراین، هنگام تهیه و برش مدل های سه بعدی، باید به تأثیر بالقوه تنظیمات چاپ، مشخصات سخت افزاری و مواد بر روی اشیاء چاپ شده سه بعدی توجه ویژه ای داشته باشید.
مزایای فنی SLA
چاپ سه بعدی SLA می تواند به حداقل وضوح 25 میکرون دست یابد تا به یک سطح صاف و دقیق دست یابد. جزئیات سطح با FDM بی نظیر است و شبیه به ظاهر قطعات قالب گیری تزریقی سنتی است. این برای نمایش محصول یا ساخت مدل مفهومی، ساختار ارگانیک، قطعات با اشکال هندسی پیچیده، مجسمهها و دیگر نمونههای اولیه محصول منحصر به فرد مناسبتر است. از آنجایی که لیزر UV به عنوان جزء کالیبراسیون داده ها استفاده می شود، خطای چاپ چاپگر سه بعدی SLA کوچکتر است. این به این دلیل است که در حین همجوشی لایه ها انبساط حرارتی وجود ندارد و آن را برای چاپ مدل های با دقت بالا مانند جواهرات، ایمپلنت های پزشکی، مدل های پیچیده معماری و سایر قطعات کوچک ایده آل می کند.
نحوه استفاده منطقی از دو فناوری
FDM و SLA مزایا و معایب خاص خود را دارند و می توان از آنها برای تکمیل کارهای مختلف یا ترکیب با ساخت مونتاژ چند جزئی استفاده کرد. اگر می خواهید یک مدل طراحی نمایشی با سطح ظریف تولید کنید، SLA انتخاب بهتری است. FDM برای ساخت قطعاتی که نیازهای اصلی آن از طراحی و ساخت تا تولید دسته ای کوچک بعدی است، مناسب تر خواهد بود.