۸ روش پرینت سه بعدی

آخرین به روزرسانی

مقدمه

از زمان توسعه اولین پرینتر سه بعدی در دهه 1980، پرینت سه بعدی به اصطلاحی تبدیل شده است که طیف وسیعی از فناوری های مرتبط را توصیف می کند. طی چند دهه گذشته، پرینت سه بعدی به گروهی شناخته شده از فناوری های ساخت با کاربردهای منحصر به فرد تبدیل شده است.

این مقاله به بررسی انواع پرینت سه بعدی خواهد پرداخت و آنها را در هشت گروه متمایز طبقه بندی می کند. فرآیندهای مختلف هر گروه نیز شرح داده شده است.

1. Polyjet (پرینت سه بعدی پلی جت)

فرآیند پرینت سه بعدی Polyjet شباهت زیادی به پرینت جوهر افشان معمولی دارد. این فرآیند شامل قرار دادن قطرات یک فوتوپلیمر بر روی صفحه ساخت است. سپس یک اشعه فرابنفش از روی این لایه عبور کرده و آن را جامد می کند. این روند تا تکمیل قطعه تکرار می شود. Polyjet بسیار دقیق و سریع است. همچنین می تواند قطعات چند رنگ و چند ماده ای تولید کند. تصویر زیر یک پرینتر Polyjet را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی Polyjet را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
ABS، پلی پروپیلن شبیه سازی شده، پلاستیک شفاف نوری	دقیق، چند ماده ای، سازگار با بافت های زنده	محصولات نرم، قالبگیری پوششی (Overmolding)	0.1 تا 0.3 میلی متر

سازگار با بافت های زنده یعنی چه؟

در پرینترهای سه بعدی PolyJet، “سازگار با بافت های زنده” به مواد چاپ اشاره دارد که برای استفاده در زیست چاپ سه بعدی یا چاپ سه بعدی اندام ها و بافت های زنده طراحی شده اند.

ویژگی های این مواد:

• زیست تخریب پذیر: این مواد به طور طبیعی توسط بدن انسان جذب و تجزیه می شوند.
• غیر سمی: این مواد برای سلول ها و بافت های زنده سمی نیستند.
• دارای خواص مکانیکی مناسب: این مواد باید به اندازه کافی قوی باشند تا ساختارهای سه بعدی را پشتیبانی کنند.
• دارای قابلیت چاپ: این مواد باید به گونه ای باشند که بتوان آنها را به طور دقیق با پرینتر سه بعدی PolyJet چاپ کرد.

برخی از مواد سازگار با بافت های زنده که در پرینترهای سه بعدی PolyJet استفاده می شوند عبارتند از:

• ژل های هیدروژل: این ژل ها از آب و پلیمرهای زیست تخریب پذیر تشکیل شده اند.
• پلیمرهای مصنوعی: مانند پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی کاپرولاکتون (PCL).
• سرامیک های زیست فعال: مانند هیدروکسی آپاتیت.

کاربردهای چاپ سه بعدی با مواد سازگار با بافت های زنده:

• مهندسی بافت: برای ساخت اندام ها و بافت های مصنوعی برای پیوند.
• داروسازی: برای ساخت داروهای چاپ سه بعدی و ایمپلنت های دارویی.
• تحقیقات پزشکی: برای مطالعه رشد و عملکرد سلول ها و بافت ها.

مزایای استفاده از پرینترهای سه بعدی PolyJet برای چاپ بافت های زنده:

• دقت: این پرینترها می توانند ساختارهای سه بعدی پیچیده را با دقت بالایی چاپ کنند.
• قابلیت انعطاف پذیری: این پرینترها می توانند طیف وسیعی از مواد را چاپ کنند.
• سرعت: این پرینترها می توانند ساختارهای سه بعدی را به سرعت چاپ کنند.

چاپ سه بعدی با مواد سازگار با بافت های زنده یک زمینه تحقیقاتی فعال است و به طور مداوم در حال پیشرفت است.

قالبگیری پوششی (Overmolding) در پرینترهای سه بعدی PolyJet

قالبگیری پوششی در پرینترهای سه بعدی PolyJet فرآیندی است که در آن یک لایه نازک از یک ماده بر روی یک قطعه چاپ شده قبلی قرار می گیرد. این کار می تواند به منظور افزایش خواص قطعه، مانند استحکام، مقاومت شیمیایی یا زیبایی انجام شود.

مراحل فرآیند قالبگیری پوششی:

1. چاپ قطعه پایه: ابتدا قطعه پایه با استفاده از مواد PolyJet چاپ می شود.
2. اعمال پوشش: لایه نازکی از ماده قالبگیری پوششی بر روی قطعه پایه اعمال می شود.
3. سفت شدن پوشش:پوشش با استفاده از نور UV یا گرما سفت می شود.

مواد مورد استفاده در قالبگیری پوششی:

• رزین های اپوکسی: این رزین ها استحکام و مقاومت شیمیایی بالایی را ارائه می دهند.
• پلیمرهای الاستومری: این پلیمرها انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه را ارائه می دهند.
• سیلیکون: سیلیکون انعطاف پذیری و زیست سازگاری بالایی را ارائه می دهد.

کاربردهای قالبگیری پوششی:

• افزایش استحکام: برای افزایش استحکام قطعات ضعیف یا نازک.
• افزایش مقاومت شیمیایی: برای محافظت از قطعات در برابر مواد شیمیایی خورنده.
• ایجاد سطوح صاف: برای ایجاد سطوح صاف و صیقلی.
• ایجاد رنگ ها و بافت های مختلف: برای ایجاد تنوع در ظاهر قطعات.

مزایای قالبگیری پوششی:

• قابلیت انعطاف پذیری: می توان از طیف وسیعی از مواد برای قالبگیری پوششی استفاده کرد.
• دقت: قالبگیری پوششی می تواند با دقت بالایی انجام شود.
• سرعت: قالبگیری پوششی فرآیندی نسبتاً سریع است.

معایب قالبگیری پوششی:

• هزینه: مواد قالبگیری پوششی می توانند گران باشند.
• پیچیدگی: فرآیند قالبگیری پوششی می تواند پیچیده باشد.

در کل، قالبگیری پوششی یک فرآیند مفید برای بهبود خواص قطعات چاپ شده با پرینترهای سه بعدی PolyJet است.

2. FDM (مدل سازی رسوب ذوب شده)

FDM یکی از معروف ترین انواع پرینت سه بعدی است. این روش با تزریق یک فیلامنت پلاستیکی از طریق یک نازل گرم شده کار می کند. پلاستیک مذاب سپس لایه به لایه قرار داده می شود تا قطعه کامل شود. انواع مختلفی از فیلامنت های پرینت سه بعدی موجود است – از ترموپلاستیک های جامد تا الاستومرهای ترموپلاستیک انعطاف پذیر. تصویر زیر نمونه ای از یک پرینتر FDM است:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی FDM را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
ABS، PLA، PTEG و غیره	ارزان، آسان برای استفاده	نمونه سازی، قطعات مورد استفاده علاقه مندان، جیگ و فیکسچر های تولیدی	0.5 میلی متر

چاپ جیگ و فیکسچر یا قید و بند با پرینتر سه بعدی FDM

چاپ جیگ و فیکسچر با پرینتر سه بعدی FDM (Fused Deposition Modeling) یک روش مقرون به صرفه و سریع برای ساخت ابزارهای مورد نیاز در تولید، مونتاژ و کنترل کیفیت است.

مزایای استفاده از پرینتر سه بعدی FDM برای چاپ جیگ و فیکسچر:

• سرعت: جیگ و فیکسچر ها را می توان به سرعت و به صورت سفارشی چاپ کرد.
• هزینه: چاپ جیگ و فیکسچر با پرینتر سه بعدی FDM در مقایسه با روش های سنتی مانند ماشینکاری CNC ارزان تر است.
• انعطاف پذیری: می توان از طیف وسیعی از مواد برای چاپ جیگ و فیکسچر استفاده کرد.
• پیچیدگی: می توان جیگ و فیکسچر های پیچیده با هندسه های منحصر به فرد را چاپ کرد.

مراحل چاپ جیگ و فیکسچر با پرینتر سه بعدی FDM:

1. طراحی: جیگ و فیکسچر باید با استفاده از نرم افزار CAD طراحی شود.
2. انتخاب مواد: مناسب ترین مواد برای چاپ جیگ و فیکسچر با توجه به کاربرد آن باید انتخاب شود.
3. تنظیمات چاپ: تنظیمات چاپگر سه بعدی باید با توجه به نوع مواد و جیگ و فیکسچر مورد نظر تنظیم شود.
4. چاپ: جیگ و فیکسچر با استفاده از پرینتر سه بعدی FDM چاپ می شود.
5. پس پردازش: پس از چاپ، ممکن است نیاز به صاف کردن، سنباده زدن یا رنگ آمیزی جیگ و فیکسچر باشد.

نکات مهم در چاپ جیگ و فیکسچر با پرینتر سه بعدی FDM:

• استحکام: جیگ و فیکسچر باید به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند در برابر تنش های وارده در حین استفاده مقاومت کند.
• دقت: جیگ و فیکسچر باید با دقت بالایی چاپ شود تا بتواند قطعات را به طور دقیق در جای خود نگه دارد.
• قابلیت استفاده: جیگ و فیکسچر باید به گونه ای طراحی شود که استفاده از آن آسان و راحت باشد.

کاربردهای چاپ جیگ و فیکسچر با پرینتر سه بعدی FDM:

• مونتاژ: برای نگه داشتن قطعات در جای خود در حین مونتاژ.
• کنترل کیفیت: برای بررسی ابعاد و هندسه قطعات.
• تولید: برای نگه داشتن قطعات در جای خود در حین عملیات ماشینکاری.

چاپ جیگ و فیکسچر با پرینتر سه بعدی FDM یک راه حل مفید و مقرون به صرفه برای تولیدکنندگان است که به آنها امکان می دهد تا جیگ و فیکسچر های سفارشی را به سرعت و به آسانی بسازند.

3. SLA (استریولیتوگرافی)

استریولیتوگرافی اولین فناوری پرینت سه بعدی در دسترس عموم بود. این روش با پختن یک فوتوپلیمر مایع و تبدیل آن به قطعه نهایی با ردیابی یک لیزر پرقدرت به شکل مقطع قطعه بر روی صفحه ساخت، کار می کند. این فرآیند ادامه می یابد در حالی که هر لایه بعدی روی لایه قبلی پلیمریزه می شود. این فناوری قطعاتی با ویژگی های بسیار دقیق ایجاد می کند. تصویر زیر یک پرینتر SLA را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی SLA را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
شبه پلی کربنات، شبه ABS، شبه پلی پروپیلن	دقت بسیار بالا	الگوهای ریخته گری، نمونه های اولیه	0.1 میلی متر

4. SLS (زینتر لیزری گزینشی)

SLS با قرار دادن یک لایه پودر پلاستیک و ردیابی مقطع قطعه با لیزر کار می کند. این لیزر پودر را ذوب کرده و آن را به هم می چسباند. لایه دیگری از پودر پلاستیک روی لایه قبلی قرار داده می شود و لیزر مقطع را ذوب می کند و آن را به لایه قبلی نیز می چسباند. این فرآیند می تواند قطعات بسیار دقیقی را تولید کند که می توان آنها را در محل چاپ کرد، به شرطی که کانال خروجی برای پودر ذوب نشده وجود داشته باشد. تصویر زیر یک پرینتر SLS را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی SLS را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
پلی آمید 12، نایلون پر شده با شیشه	مواد همسانگرد، بدون نیاز به ساختارهای پشتیبانی	قطعات ضد شعله، تجهیزات پزشکی	0.3 میلی متر

مواد همسانگرد در پرینتر SLS

در پرینترهای سه بعدی SLS (Selective Laser Sintering)، مواد همسانگرد موادی هستند که خواص مکانیکی آنها در تمام جهات یکسان است.

مزایای استفاده از مواد همسانگرد:

• استحکام: قطعات چاپ شده با مواد همسانگرد از استحکام بالایی در تمام جهات برخوردارند.
• قابلیت اطمینان: قطعات چاپ شده با مواد همسانگرد در برابر تنش های وارده در حین استفاده مقاومت بیشتری دارند.
• دقت: قطعات چاپ شده با مواد همسانگرد با دقت بالایی چاپ می شوند.
• قابلیت تکرار: قطعات چاپ شده با مواد همسانگرد دارای کیفیت و خواص یکسانی هستند.

برخی از مواد همسانگرد پرکاربرد در پرینترهای SLS:

• نایلون: نایلون یک ماده همسانگرد با استحکام بالا، انعطاف پذیری و مقاومت شیمیایی خوب است.
• پلی پروپیلن: پلی پروپیلن یک ماده همسانگرد با استحکام بالا، مقاومت در برابر ضربه و وزن سبک است.
• شیشه: شیشه یک ماده همسانگرد با استحکام بالا، سختی و مقاومت شیمیایی عالی است.

مقایسه مواد همسانگرد و ناهمسانگرد:

• مواد ناهمسانگرد: مواد ناهمسانگرد موادی هستند که خواص مکانیکی آنها در جهات مختلف متفاوت است.
• مثال: چوب یک ماده ناهمسانگرد است که در جهت موازی با الیاف آن قوی تر است.

انتخاب مواد مناسب:

انتخاب مواد مناسب برای پرینتر SLS به کاربرد قطعه مورد نظر بستگی دارد.

اگر قطعه به استحکام بالا در تمام جهات نیاز دارد، باید از مواد همسانگرد استفاده کرد.

اگر قطعه به استحکام بالا در یک جهت خاص نیاز دارد، می توان از مواد ناهمسانگرد استفاده کرد.

5. DMLS (زینتر لیزری مستقیم فلز)

DMLS فرآیندی است که برای ساخت قطعات فلزی استفاده می شود. این فرآیند با قرار دادن یک لایه نازک از پودر فلز کار می کند. سپس یک لیزر پرقدرت مقطع قطعه را ردیابی می کند و پودر فلز را به هم می چسباند. پس از اتمام هر لایه، لایه دیگری از پودر رسوب می شود و این فرآیند تکرار می شود. لازم به ذکر است که Sintering (زینتر یا تف جوشی) با ذوب شدن فرق دارد. پودر فلز فقط در سطح ذوب می شود. تصویر زیر یک پرینتر DMLS را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی DMLS را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، آلیاژهای نیکل، تیتانیوم	قطعات فلزی با استحکام بالا	اجزای هوافضا و خودرو	0.1 میلی متر

تفاوت زینتر یا تف جوشی با ذوب شدن در پرینتر DMLS

پرینترهای DMLS (Direct Metal Laser Sintering) از دو روش زینتر (تف جوشی) و ذوب شدن برای ساخت قطعات فلزی سه بعدی استفاده می کنند.

در روش زینتر:

• پودر فلز: یک لایه نازک از پودر فلز روی صفحه ساخت پخش می شود.
• لیزر: یک لیزر با دقت بالا، نقاطی از پودر فلز را اسکن می کند و آنها را تا حدی ذوب می کند.
• جوش: ذرات پودر فلز در نقاط اسکن شده به هم جوش می خورند و یک لایه جامد را تشکیل می دهند.
• تکرار: این فرآیند لایه به لایه تکرار می شود تا قطعه نهایی ساخته شود.

در روش ذوب شدن:

• پودر فلز: یک لایه نازک از پودر فلز روی صفحه ساخت پخش می شود.
• لیزر: یک لیزر با قدرت بالا، نقاطی از پودر فلز را اسکن می کند و آنها را به طور کامل ذوب می کند.
• حوضچه مذاب: حوضچه ای از فلز مذاب در نقطه اسکن شده ایجاد می شود.
• انجماد: فلز مذاب به سرعت سرد می شود و یک لایه جامد را تشکیل می دهد.
• تکرار: این فرآیند لایه به لایه تکرار می شود تا قطعه نهایی ساخته شود.

مقایسه زینتر و ذوب شدن:

ویژگی	زینتر	ذوب شدن
دقت	بالا	متوسط
کیفیت سطح	خوب	زبرتر
استحکام	متوسط	بالا
سرعت	بالا	متوسط
مواد	محدود	گسترده
پیچیدگی	متوسط	بالا

انتخاب روش مناسب:

انتخاب روش مناسب برای پرینتر DMLS به کاربرد قطعه مورد نظر، دقت، کیفیت سطح، استحکام، سرعت، مواد و پیچیدگی آن بستگی دارد.

در اینجا چند نمونه از کاربردهای روش های زینتر و ذوب شدن آورده شده است:

• زینتر: برای ساخت قطعاتی که به دقت بالا، کیفیت سطح خوب و استحکام متوسط نیاز دارند، مانند پروتزهای پزشکی و جواهرات.
• ذوب شدن: برای ساخت قطعاتی که به استحکام بالا، سرعت بالا و تنوع مواد نیاز دارند، مانند ابزارهای صنعتی و قطعات هوافضا.

اصول روش SLM (ذوب لیزری انتخابی)

SLM مخفف Selective Laser Melting به معنی ذوب لیزری انتخابی است. این روش یک فرآیند ساخت افزایشی است که از لیزر برای ذوب انتخابی پودر فلز و ایجاد قطعات سه بعدی استفاده می کند.

مراحل فرآیند SLM:

1. آماده سازی: فایل CAD قطعه مورد نظر به نرم افزار پرینتر سه بعدی ارسال می شود.
2. پودر: یک لایه نازک از پودر فلز روی صفحه ساخت پخش می شود.
3. لیزر: لیزر با دقت بالا، نقاطی از پودر فلز را اسکن می کند و آنها را به طور کامل ذوب می کند.
4. حوضچه مذاب: حوضچه ای از فلز مذاب در نقطه اسکن شده ایجاد می شود.
5. انجماد: فلز مذاب به سرعت سرد می شود و یک لایه جامد را تشکیل می دهد.
6. تکرار: این فرآیند لایه به لایه تکرار می شود تا قطعه نهایی ساخته شود.

مزایای SLM:

• دقت: SLM می تواند قطعاتی با دقت بالا و هندسه های پیچیده را تولید کند.
• کیفیت سطح: قطعات چاپ شده با SLM دارای کیفیت سطح صاف و صیقلی هستند.
• استحکام: قطعات چاپ شده با SLM از استحکام بالایی برخوردارند.
• سرعت: SLM فرآیندی نسبتاً سریع برای ساخت قطعات سه بعدی است.
• مواد: SLM می تواند با طیف وسیعی از مواد فلزی مانند تیتانیوم، آلومینیوم و فولاد ضد زنگ کار کند.

معایب SLM:

• هزینه: پرینترهای SLM و مواد آنها گران هستند.
• پیچیدگی: فرآیند SLM پیچیده است و نیاز به دانش و تجربه دارد.
• تاب برداشتن: قطعات چاپ شده با SLM ممکن است در معرض تاب برداشتن و ترک خوردن باشند.

تفاوت SLM و DMLS:

• SLM: ذوب لیزری انتخابی (Selective Laser Melting)
• DMLS: ذوب لیزری مستقیم فلز (Direct Metal Laser Sintering)

DMLS در واقع اصطلاحی کلی تر برای فرآیندهای ساخت افزایشی لیزری فلز است که شامل SLM و همچنین زینتر لیزری انتخابی (SLS) می شود.

در SLS:

• پودر فلز به طور کامل ذوب نمی شود، بلکه فقط تا حدی ذوب می شود و به هم می چسبد.
• SLS معمولاً برای ساخت قطعاتی با دقت و استحکام کمتر از SLM استفاده می شود.

در SLM:

• پودر فلز به طور کامل ذوب می شود و به یک ساختار متراکم تبدیل می شود.
• SLM معمولاً برای ساخت قطعاتی با دقت و استحکام بالا استفاده می شود.

6. EBM (ذوب پرتو الکترونی)

EBM یکی از پیشرفته ترین تکنیک های پرینت سه بعدی است که از پرتو الکترونی برای ذوب پودر فلز استفاده می کند. این فرآیند با رسوب یک لایه نازک از پودر فلز کار می کند. سپس یک پرتو الکترونی مقطع را ردیابی می کند. پرتو را می توان برای ذوب چندین ناحیه به طور همزمان تقسیم کرد و سرعت تولید را به طور قابل توجهی افزایش داد. این پرتو پرانرژی ذرات را ذوب می کند و یک ساختار میکروسکوپی همگن ایجاد می کند که منجر به قطعات با استحکام بالا می شود. محفظه ساخت باید برای عملکرد صحیح پرتو تحت خلاء نگه داشته شود. تصویر زیر یک پرینتر EBM را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی EBM را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
کروم، تیتانیوم	سریعتر از DMLS	هوافضا، پزشکی و پتروشیمی	N/A

دقت ابعادی پرینترهای EBM چقدر است؟

پرینترهای الکترون بیم ملتینگ (EBM) یا ذوب پرتو الکترونی، یک فناوری پیشرفته در زمینه چاپ سه‌بعدی فلزات است که از یک پرتو الکترونی بسیار دقیق برای ذوب کردن پودر فلز در لایه‌های بسیار نازک استفاده می‌کند. دقت ابعادی در پرینترهای EBM معمولاً به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله نوع دستگاه، تنظیمات پردازش، نوع ماده و طراحی قطعه.

به طور کلی، پرینترهای EBM می‌توانند دقت ابعادی بسیار بالایی داشته باشند، اما نه به اندازه برخی از روش‌های دیگر چاپ سه‌بعدی مانند استریولیتوگرافی (SLA) یا چاپ با لیزر سلکتیو (SLS). دقت معمولی برای EBM می‌تواند در حدود ۰.۱ تا ۰.۵ میلی‌متر باشد، اما این مقدار می‌تواند بر اساس پارامترهای فوق تغییر کند.

دقت ابعادی در EBM همچنین ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند انقباض مواد پس از سرد شدن، نوسانات دمایی در حین فرآیند، و توانایی دستگاه برای به‌دقت کنترل کردن پرتو الکترونی قرار گیرد. بنابراین، هرچند که EBM برای ساخت قطعات پیچیده فلزی با مقاومت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، ممکن است برای پروژه‌هایی که نیازمند دقت ابعادی بسیار بالا هستند، بهینه نباشد مگر اینکه تنظیمات و پارامترهای خاصی اعمال شوند.

7. DLP (پردازش نور دیجیتال)

DLP تکنیکی مشابه چاپ SLA است. با این حال، به جای استفاده از لیزر پرقدرت برای پخت فوتوپلیمر، یک پرینتر سه بعدی DLP از یک صفحهLCD با وضوح بالا برای تاباندن تصویر مقطع قطعه بر روی صفحه ساخت استفاده می کند. از یک منبع نور متعارف (به جای نور UV) برای پخت مواد استفاده می شود. فناوری DLP به طور کلی ارزان تر از SLA است و به همین دلیل دسترسی به فناوری چاپ فوتوپلیمر را برای عموم مردم فراهم کرده است.

DLP می تواند قطعات با کیفیت بالا تولید کند. این قطعه اساساً از هزاران حجم مکعبی به نام وکسل تشکیل شده است که در آن اندازه پیکسل صفحه نمایش با اندازه وکسل مطابقت دارد، به همین دلیل هر چه وضوح صفحه نمایش بیشتر باشد، کیفیت قطعه نیز بالاتر خواهد بود. پرینترهای DLP همچنین سریعتر از پرینترهای SLA هستند زیرا منبع نور یک لایه کامل از قطعه را با تاباندن تصویر مقطع لایه بر روی صفحه ساخت به طور همزمان پخت می کند. سپس منبع نور مقطع را پلیمریزه می کند. در حالی که پرینترهای SLA باید مقطع را با لیزر ردیابی کنند. تصویر زیر یک پرینتر DLP را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی DLP را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
شبه پلی کربنات، شبه ABS، شبه پلی پروپیلن	سریعتر از SLA	ریخته گری جواهرات، قالب های دندانپزشکی، مجسمه های مینیاتوری	0.1 میلی متر

8. MJF (فیوژن چند جت)

MJF یک دستگاه پرینت سه بعدی منحصر به فرد است. MJF با قرار دادن یک لایه پلاستیک روی صفحه ساخت کار می کند. سپس یک هد گرم کننده برای گرم شدن آن بر روی پودر حرکت می کند.در پرینترهای جت فیوژن، یک هد جت جوهر بر روی بستر پودر حرکت می کند و به طور انتخابی ذرات چسبنده (عوامل فیوژن) و جزئیات را روی پودر می پاشد. سپس عناصر گرم کننده لایه را ذوب می کنند. این فناوری امکان استفاده از اجزای چند رنگ و چند ماده ای را فراهم می کند. تصویر زیر یک پرینتر MJF را نشان می دهد:

جدول زیر مزایای پرینت سه بعدی MJF را نشان می دهد:

مواد	نقاط قوت	کاربردهای رایج	دقت ابعادی
نایلون PA 12، پلی پروپیلن، نایلون پر شده با شیشه	بسیار دقیق، چند ماده ای، چند رنگ	نمونه های اولیه با دقت بصری	0.05 میلی متر

انتخاب نوع پرینت سه بعدی

انتخاب بین انواع مختلف پرینترهای سه بعدی عمدتاً به نوع محصولی که در حال ساخت است بستگی دارد. اگر یک جیگ ساده و یکبار مصرف چاپ می شود، استفاده از پرینتر FDM منطقی تر است. دقت FDM خوب است و دستگاه ها و مواد اولیه به طور کلی بسیار ارزان هستند. با این حال، اگر یک محصول فلزی نهایی چاپ می کنید که باید در محیط های هوافضا و در شرایط سخت استفاده شود، ممکن است فناوری EBM مناسب تر باشد.

نکاتی برای انتخاب پرینتر سه بعدی:

• نوع محصول: به نوع محصولی که می خواهید چاپ کنید فکر کنید.
• دقت: به دقت مورد نیاز برای محصول خود توجه کنید.
• مواد: مواد مورد نیاز برای محصول خود را در نظر بگیرید.
• هزینه: هزینه خرید و استفاده از پرینتر سه بعدی را در نظر بگیرید.

سوالات و پاسخ های مربوط به پرینت سه بعدی

1. چه عواملی را باید در نظر گرفت تا بهترین نوع پرینت سه بعدی را انتخاب کرد؟

انتخاب نوع پرینتر سه بعدی به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• نوع محصول: به نوع محصولی که می خواهید چاپ کنید فکر کنید.
• دقت: به دقت مورد نیاز برای محصول خود توجه کنید.
• مواد: مواد مورد نیاز برای محصول خود را در نظر بگیرید.
• هزینه: هزینه خرید و استفاده از پرینتر سه بعدی را در نظر بگیرید.

2. رایج ترین نوع پرینت سه بعدی چیست؟

پرینت FDM یکی از رایج ترین انواع پرینترهای سه بعدی است. محبوبیت آن به دلیل کم هزینه بودن و سهولت استفاده است.

3. بهترین نوع پرینت سه بعدی برای مبتدیان چیست؟

پرینت FDM 3D ساده ترین نوع پرینت سه بعدی برای مبتدیان است. نه تنها فرآیند آن آسان است، بلکه مواد اولیه ارزان هستند و تجهیزات آن نیز با قیمت های بسیار مقرون به صرفه قابل یافت است. پرینت DLP نیز نقطه شروع خوبی است، اما به طور کلی به درک عمیق تری از روش های پرینت سه بعدی نیاز دارد. DLP به طور متوسط ​​از FDM گران تر است.

4. بهترین نوع پرینت سه بعدی برای مواد مختلف چیست؟

پرینترهای MJF طیف وسیعی از مواد را ارائه می دهند و می توانند قطعات چند ماده ای و چند رنگ را با سهولت نسبی چاپ کنند. پرینترهای MJF می توانند قسمت های مختلف چاپ را به طور انتخابی رنگی کنند و همچنین می توانند انواع مختلف مواد را در یک قطعه قرار دهند.

5. بهترین نوع پرینت سه بعدی برای مصارف پزشکی چیست؟

ایمپلنت‌های پزشکی به مواد پیشرفته‌ای مانند فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم نیاز دارند. بنابراین، یک فناوری بستر پودری سه‌بعدی مانند DMLS برای این کاربردها مناسب‌تر است.

6. بهترین نوع پرینت سه بعدی برای ساخت و ساز چیست؟

پرینت سه بعدی در صنعت ساخت و ساز هنوز در مراحل ابتدایی خود قرار دارد. با این حال، پرینترهای سه بعدی بزرگ با موفقیت از فناوری مشابه FDM برای چاپ سازه های بتنی استفاده می کنند. این کار با چاپ لایه های بتنی روی هم برای ساخت سازه از ابتدا انجام می شود.

7. بهترین نوع پرینت سه بعدی برای آموزش چیست؟

پرینترهای FDM برای اهداف آموزشی ایده‌آل هستند؛ چرا که مکانیزم آنها برای مشاهده و درک راحت است. علاوه بر این، هزینه‌های عملیاتی پایینی دارند و مواد اولیه آن‌ها نیز بسیار مقرون‌به‌صرفه است.

8. بهترین نوع پرینت سه بعدی برای معماری چیست؟

شرکت های معماری از پرینترهای سه بعدی برای چاپ مدل های مقیاس بندی شده از طرح های خود استفاده می کنند و معمولاً SLS را مناسب ترین نوع پرینت سه بعدی می دانند. دلیل این امر حجم ساخت بزرگتر و قابلیت SLS در ساخت قطعات با جزئیات استثنایی است.

9. قیمت پرینتر سه بعدی چقدر است؟

لیست قیمت انواع پرینترهای سه بعدی در بازار جهانی (حدوداً، به دلار):

نوع پرینتر	حداقل قیمت	حداکثر قیمت
FDM	200 تا 500 دلار	5000 تا 10000 دلار
SLA	1000 تا 2000 دلار	10000 تا 20000 دلار
SLS	3000 تا 5000 دلار	20000 تا 50000 دلار
DMLS	15000 تا 20000 دلار	50000 تا 100000 دلار
MJF	30000 تا 50000 دلار	100000 تا 200000 دلار
PJP	5000 تا 10000 دلار	50000 تا 100000 دلار
LOM	2000 تا 5000 دلار	10000 تا 20000 دلار
FFF	500 تا 1000 دلار	3000 تا 5000 دلار
EBM	50000 تا 100000 دلار	200000 تا 500000 دلار

نکات:

• قیمت‌ها به طور تقریبی و بر اساس برند، مدل، و ویژگی‌های پرینتر می‌توانند متغیر باشند.
• قیمت‌ها در بازار ایران به دلیل نوسانات ارزی و هزینه‌های واردات می‌تواند به طور قابل توجهی بیشتر باشد.
• برای خرید پرینتر سه بعدی، علاوه بر قیمت خود دستگاه، باید به هزینه مواد اولیه، تعمیرات و نگهداری، و نرم‌افزار نیز توجه کرد.

10. آیا راه اندازی کسب و کار با پرینتر سه بعدی امکان پذیر است؟

بله، راه اندازی یک کسب و کار با استفاده از پرینتر سه بعدی امکان پذیر است. اما توجه داشته باشید که ورود به این صنعت آسان است و ممکن است افراد مشابه دیگری نیز اقدام به این کار کرده باشند. با این حال، استفاده از جدیدترین روش های چاپ سه بعدی و ارائه خدمات به یک بازار هدف خاص (Niche Market) میتواند نقطه شروعی مناسب باشد.

11. چقدر می توان از طریق پرینت سه بعدی درآمد کسب کرد؟

اینکه یک نفر چقدر می‌تواند از کسب و کار چاپ سه بعدی درآمد داشته باشد کاملا به محصولات و خدمات ارائه شده بستگی دارد. ارزش کالاهای چاپ شده نیز می تواند از چند سنت برای خرده ریزهای پلاستیکی تا هزاران دلار برای قطعات فلزی پیشرفته، متغیر باشد. هرچه فناوری‌های تخصصی تر و با مواد پیشرفته‌تر استفاده شوند، قیمت نهایی و سود بیشتر خواهد بود، چرا که رقابت کمتری در این حوزه ها وجود دارد. با این حال، هزینه‌های اولیه تجهیز کسب و کار با ماشین آلات و مواد اولیه مورد نیاز نیز شاید بیشتر باشد.

12. آیا پرینت سه بعدی یک کسب و کار سودآور است؟

بله، چاپ سه‌بعدی می‌تواند یک کسب و کار سودآور باشد، به خصوص اگر خدمات و مواد پیشرفته چاپ سه‌بعدی ارائه شود، زیرا این بازارها می‌توانند سودآوری بالاتری داشته باشند.

خلاصه

این مقاله به بررسی 8 نوع از فناوری های پرینت سه بعدی و دسته های فرآیند آنها پرداخت.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه آنلاین ساخت و تولید ایران به نشانی digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

xometry.com/resources/3d-printing/types-of-3d-printing

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.