- پرینتر سه بعدی چیست؟
چاپ سه‌بعدی یا همان پرینت سه‌بعدی (۳D Printing) به زبان ساده، به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن، اجسامی با داده‌های دیجیتالی تولید می‌شوند. این یعنی ابتدا فرد، شکل مورد نظر خود را به صورت فایل به دستگاه معرفی کرده و دستگاه هم آن را با جزئیات بالا تولید می‌کند. درست مثل فرایند چاپ کاغذ با این تفاوت که کاغذ دیگر سه‌بعدی نیست.
علاوه بر این‌ها، در فرایند پرینت سه‌بعدی، دیگر خبری از جوهر نیست. بلکه یک سری مواد افزودنی وجود دارد که فرایند تولید اجسام از طریق آن‌ها و به صورت لایه‌لایه صورت می‌گیرد. هر لایه هم یک برش افقی با ضخامت بسیار کم از محصول نهایی است.
به دستگاهی که این فرایند را درون خود انجام می‌دهد، پرینتر سه‌بعدی می‌گویند که در این مطلب قصد داریم به معرفی بهترین محصولات با این قابلیت بپردازیم. اما قبل از آن، به صورت مختصر به بررسی چگونگی فرایند چاپ سه‌بعدی می‌پردازیم تا اگر تاکنون با چنین محصولی آشنایی نداشتید، کاملا آن را بشناسید.
- فرایند چاپ سه بعدی چطور انجام می‌شود؟
۱. طراحی مدل سه‌بعدی
- ایجاد مدل سه‌بعدی: ابتدا باید یک مدل سه‌بعدی دیجیتالی از جسمی که می‌خواهید چاپ کنید، ایجاد شود. این مدل با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی سه‌بعدی مانند اتوکد، بلندر، SolidWorks و Fusion 360 طراحی می‌شود. همچنین می‌توانید از اسکنرهای سه‌بعدی برای اسکن اشیای فیزیکی و تبدیل آن‌ها به مدل‌های دیجیتالی هم استفاده کنید.
- ذخیره فایل: مدل سه‌بعدی در قالب فایل‌های مخصوص چاپ سه‌بعدی مانند STL (Stereolithography) یا OBJ ذخیره می‌شود.
۲. پردازش و آماده‌سازی مدل
- اسلایسینگ (Slicing): فایل STL به نرم‌افزار اسلایسینگ وارد می‌شود. این نرم‌افزار مدل سه‌بعدی را به لایه‌های نازک (اسلایس) تبدیل می‌کند و مسیر حرکت نازل پرینتر برای هر لایه را مشخص می‌کند. نرم‌افزارهای اسلایسینگ مانند Cura ،PrusaSlicer و Simplify3D این کار را انجام می‌دهند.
- تنظیمات چاپ: در این مرحله، تنظیمات چاپ مانند دمای نازل، سرعت چاپ، ضخامت لایه‌ها و نوع مواد مشخص می‌شود. این تنظیمات به کیفیت نهایی چاپ و زمان مورد نیاز برای چاپ تأثیر می‌گذارند.
۳. چاپ مدل
- آماده‌سازی پرینتر سه بعدی: مواد مورد استفاده برای چاپ (مثلاً فیلامنت پلاستیکی) در پرینتر سه بعدی بارگذاری می‌شوند و پرینتر آماده به کار می‌شود.
- شروع چاپ: فایل آماده‌شده به پرینتر سه بعدی ارسال و فرآیند چاپ آغاز می‌شود. نازل پرینتر مواد را به صورت لایه‌لایه روی پلتفرم ساخت می‌ریزد. هر لایه، بعد از سرد شدن و سخت شدن لایه قبلی ساخته می‌شود.
۴. تکمیل و پس‌پردازش
- پایان چاپ: پس از اتمام فرآیند چاپ، مدل سه‌بعدی از پلتفرم ساخت جدا می‌شود.
- پس‌پردازش: مدل چاپ‌شده ممکن است نیاز به پس‌پردازش داشته باشد، مانند:
- حذف پشتیبانی‌ها (Supports): اگر در طی چاپ از ساختارهای پشتیبانی برای حفظ تعادل مدل استفاده شده باشد، این ساختارها باید برداشته شوند.
- صیقل دادن: سطح مدل ممکن است نیاز به صیقل دادن داشته باشد تا صاف و هموار شود.
- رنگ‌آمیزی: مدل چاپ‌شده می‌تواند رنگ‌آمیزی یا پوشش داده شود تا ظاهر نهایی آن بهبود یابد.
۵. استفاده از مدل چاپ‌شده
در نهایت، مدل سه‌بعدی چاپ‌شده آماده استفاده است. این مدل می‌تواند در کاربردهای مختلفی مانند نمونه‌سازی، تولید قطعات کاربردی، هنری، پزشکی و غیره استفاده شود. این فرآیند ممکن است بسته به نوع پرینتر و ماده مورد استفاده کمی متفاوت باشد، اما مراحل کلی همان‌هایی هستند که در بالا توضیح داده شده است.
- انواع پرینترهای سه‌بعدی
پرینتر های سه بعدی انواع مختلفی دارند که هر یک از آن‌ها از فناوری‌های متفاوتی برای ایجاد اشیاء سه‌بعدی استفاده می‌کنند. در ادامه انواع اصلی پرینترهای سه‌بعدی را معرفی کرده‌ایم؛
۱. پرینتر سه بعدی FDM (Fused Deposition Modeling)
فناوری: در این روش، فیلامنت پلاستیکی (معمولاً ABS یا PLA) ذوب شده و به صورت لایه‌لایه روی یک بستر ساخت (Build Plate) می‌ریزد.
کاربردها:
- ساخت سریع نمونه‌های اولیه
- ساخت قطعات کاربردی
- ساخت مدل‌های آموزشی
۲. پرینترهای SLA (Stereolithography)
فناوری: از لیزر برای جامد کردن رزین مایع حساس به نور (فوتوپلیمر) استفاده می‌شود. لیزر لایه‌لایه رزین را سخت می‌کند تا جسم نهایی شکل بگیرد.
کاربردها:
- ساخت مدل‌های دندانپزشکی
- جواهرسازی
- ساخت نمونه‌های دقیق و جزئی
۳. پرینتر سه بعدی DLP (Digital Light Processing)
فناوری: شبیه به SLA و با کاربرد مشابه است اما به جای لیزر، از پروژکتور دیجیتال برای تاباندن نور به رزین حساس به نور استفاده می‌کند.
۴. پرینترهای SLS (Selective Laser Sintering)
فناوری: از لیزر برای سینترینگ (پختن) پودر نایلون یا دیگر پودرهای پلیمری استفاده می‌کند. لیزر پودر را در هر لایه ذوب می‌کند تا جسم نهایی تشکیل شود.
کاربردها:
- ساخت قطعات کاربردی با دوام بالا
- ساخت نمونه‌های کاربردی در مهندسی
- تولیدات کوچک‌مقیاس
۵. پرینتر سه بعدی SLM (Selective Laser Melting)
فناوری: مشابه SLS، اما از لیزر برای ذوب کامل پودر فلز استفاده می‌کند. این روش امکان تولید قطعات فلزی با خواص مکانیکی عالی را فراهم می‌کند.
کاربردها:
- ساخت قطعات فلزی برای هوافضا
- صنایع خودروسازی
- صنایع پزشکی
۶. پرینترهای EBM (Electron Beam Melting)
فناوری: از یک پرتو الکترونی برای ذوب پودر فلز استفاده می‌کند. این روش برای ساخت قطعات فلزی با دقت و استحکام بالا مناسب است.
کاربردها:
- صنایع هوافضا
- پزشکی (ایمپلنت‌ها)
- تولید قطعات صنعتی
۷. پرینتر سه بعدی LOM (Laminated Object Manufacturing)
فناوری: از لایه‌های نازک مواد (کاغذ، پلاستیک، یا فلز) استفاده می‌کند که توسط چسب به هم متصل می‌شوند و سپس با استفاده از لیزر یا تیغه بریده می‌شوند.
کاربردها:
- ساخت نمونه‌های کاربردی
- ساخت مدل‌های بزرگ با هزینه کم
- ساخت نمونه‌های بصری و لمسی
۸. پرینترهای Binder Jetting
فناوری: پودر مواد (مانند فلز، سرامیک، یا گچ) با یک بایندر مایع ترکیب می‌شوند. بایندر لایه‌لایه روی پودر اسپری می‌شود تا جسم نهایی شکل بگیرد.
کاربردها:
- ساخت قطعات فلزی و سرامیکی
- ساخت مدل‌های معماری
- تولیدات هنری
۹. پرینتر سه بعدی MJ (Material Jetting)
فناوری: قطرات مواد فوتوپلیمر به صورت لایه‌لایه روی بستر ساخت اسپری شده و توسط نور UV (فرابنفش) سخت می‌شوند.
کاربردها:
- ساخت مدل‌های دقیق و با جزئیات بالا
- ساخت نمونه‌های رنگی
- جواهرسازی
هر یک از این تکنولوژی‌ها دارای مزایا و معایب خاص خود بوده و برای کاربردهای متفاوتی مناسب هستند. انتخاب نوع پرینتر سه‌بعدی به عوامل مختلفی مانند دقت مورد نیاز، مواد استفاده‌شده و کاربرد نهایی بستگی دارد.
دیدگاه خود را بنویسید