مشکلات پرینتر سه بعدی: شکستن یا پرینت ناقض فضای درونی ( Broken Infill )

اکثر افرادی که با پرینتر سه بعدی کار می کنند با مشکل شکسته شدن یا کامل پرینت نشدن فضای درونی (فضای بین دیواره ها) مواجه شدند. علت بروز این مشکل می تواند مربوط به تنظیمات نامناسب و غلط نرم افزار اسلایسر باشد. و همچنین گرفتگی جزئی نازل هم ممکن است از دیگر دلایل چاپ ناقص فضای درونی مدل پرینتر سه بعدی شما باشد. خوشبختانه این مشکل با چند راه حل بسیار سریع و آسان رفع می شود که در ادامه به ان ها اشاره می کنم.

1. تنظیم تراکم فضای داخلی: 

در نرم افزار اسلایسر خود چگالی درونی ( Infill density ) را چک کنید. مقدار حدودا 20% کافی است. مقادیر کمتر از این باعث بروز مشکل می شود. برای پرینت اجسام بزرگ، با کمتر کردن این مقدار توجه داشته باشید که جسم ساپورت گذاری مناسب و کافی داشته باشد.

2. کاهش سرعت پرینت فضای درونی:

سرعت پرینت درون قطعه تاثیر به سزای بر کیفیت قطعه می گذارد. اگر ساختار فضای درونی به نظر ضعیف می رسد سرعت پرینت را کاهش دهید.

3. تغییر الگوی فضای درونی:

تمام نرم افزاهای اسلایسر این گزینه را برای شما فراهم کرده اند که بتوانید الگوی ساختار فضای درونی را تغییر دهید. برای استحکام بیشتر می توانید از الگوی شبکه ای یا لانه زنبوری استفاده کنید.

4. چک کردن نازل:

نازل پرینتر سه بعدی خود را چک کنید. ممکن است یک انسداد جزئی درون نازل وجود داشته باشد. این گرفتگی کوچک بر دیواره های ضخیم بیرونی تأثیری نمی گذارد. اما با کاهش جریان به علت گرفتگی فیلامنت درون نازل، بر ساختار فضای درونی افت کیفیت را به همراه دارد.

مشکل تاب برداشتن ( Warping ) در حین پرینت و راه حل آنها 

گاهی اوقات هنگام پرینت، ممکن است بعضی از قسمت های جسم به سمت بالا تاب بخورد. علت این مشکل تفاوت دمای زیاد بین لایه ها و پلاستیک خارج شده از نازل است. این موضوع باعث ایجاد تنش در مدل شده، وقتی این تنش بیش از حد شود لایه های پایینی شروع به بالا آمدن و کنده شدن از سطح می کنند و باعث ایجاد یک پیچ و تاب می شوند.

فیلامنتهای مورد استفاده در پرینتر های FDMمعمولا از ترموپلاستیک هستند. موادی هستند که ذوب می شوند ( به مایع تبدیل می شود )، منجمد می شوند ( به جامد تبدیل می شود )، و همچنان خواص مکانیکی خود را حفظ می کنند. در پرینت سه بعدی، فیلامنت را در دمایی بالاتر از دمای نقطه ذوب آن، گرم می کنند تا بتوان به شکل مایع روی یک بستر ساخت اکسترود شود.

در حین گرم کردن، ترمو پلاستیک منبسط می شود. با سرد شدن آن دوباره منقبض می شود و به صورت جامد برمی گردد. این تغییر شکل باعث ایجاد حرکت هایی در پلاستیک اکسترود شده می شود. که ریشه تاب برداشتن پرینت سه بعدی است: لایه سردتر، لایه های داغ تر را در هنگام انقباض می کشند. وقتی این اتفاق می افتد، اگر لایه های داغ زیر لایه های سردتر باشند، جسم پرینت سه بعدی مجبور خواهد شد از سطح ساخت کنده شود و به سمت بالا خم شود.

در بدترین شرایط، ممکن است این مشکل بعد از اتمام پرینت بخش زیادی از کار اتفاق بیفتد و یک پرینت خوب را خراب کند.

اگر دما را در کل زمان پرینت ثابت کنیم، حتی یک گوشه کوچک هم تاب نمی خورد. اما این کاملا غیر ممکن است. فقط می توانیم دمای مدل پرینت سه بعدی را تا آنجایی که امکان دارد، ثابت نگه داریم. همچنین در حد امکان تلاش کنیم مدل روی بستر ساخت محکم و ثابت بماند. در زیر چند روش برای ثابت ماندن جسم روی صفحه معرفی شده است.

1. استفاده از صفحه چاپ شیشه ای

طبق تجربه به نظر می رسد این تاب خوردن، در پرینت اجسام با سطح بزرگ و اصولا با بستر چاپ از جنس فولاد فنری، بیشتر رخ می دهد. به این دلیل که سطوح بزرگتر معمولا نیروی های انحرافی را بیشتر جذب می کنند و صفحه چاپ انعطاف پذیر ( اگرچه بهتر جسم به آن می چسبد ) را نیز با خود خم می کنند. برای از بین بردن آن می توان در اولین قدم از بستر چاپ شیشه ای استفاده کرد.

2. تنظیم دما

اقدام بعدی می تواند تنظیم دما باشد. نه فقط دمای فیلامنتبلکه دمای بستر چاپ و هوای محیط چاپ نیز از عوامل مهم در جلوگیری از تاب خوردن است. در زیر به چند نکته برای نگهداری دما در شرایط بهینه اشاره شده است:

استفاده از یک بستر چاپ حرارتی: که به یکنواخت شدن دمای مدل کمک می کند. همچنین باعث می شود جسم به سطح بچسبد.

به کار گیری یک محفظه چاپ محصور شده: به ثابت نگه داشتن دمای محیط کمک می کند.

کنترل دمای اتاق: پنجره ها و در اتاق را بسته نگه دارید و از هرگونه نشت هوای سرد جلو گیری کنید. ( توجه کنید که هوا برای نفس کشیدن داشته باشید  )

تنظیم خنک کننده: این مورد می تواند مشکل باشد، همان طور که می خواهیم فیلامنتسرد شود تا بهتر پل بسازد و کمتر ریزش داشته باشد و نیاز است، پلاستیک سریعتر خنک و به جامد تبدیل شود تا هندسه دقیقی ایجاد کند. در نتیجه خاموش کردن فن های خنک کننده برای چند لایه اولی می تواند به چسبیدن و ثابت ماندن جسم روی صفحه چاپ کمک کند.

3. استفاده از چسب

همان طور که اشاره شد چسباندن لایه ها به صفحه پرینت از تاب خوردن آنها به بالا جلوگیری می کند. پوشاندن صفحه چاپ با یک ماده چسبنده قبل از شروع پرینت می تواند در این امر موثر باشد. بهتر است هر چسبی را با پرینت یک جسم کوچک امتحان کنید تا مطمئن شوید که آنقدر قوی نیست که به جسم و صفحه چاپ آسیب بزند.

استفاده از اسپری مو: که یک چسبندگی نسبتا خوبی برای هر نوع فیلامنتایجاد می کند. یا می توانید از اسپری مخصوص و فرموله شده برای پرینت سه بعدی استفاده کنید. مانند 3D Lac.

از چسب استیکی PVA استفاده کنید: یک چسب استیکی ساده می تواند موثر باشد. باید توجه داشت که یک لایه نازک بر روی سطح کافی است.

4. تنظیم slicer

و در آخر تنظیم Slicer پرینتر سه بعدی به جلو گیری از تاب خوردن کمک می کند و پرینت را در جای خود در روی صفحه نگه می دارد.

با سرعت کمتر پرینت کنید: حتما شگفت زده خواهید شد اگر بدانید که کاهش سرعت پرینت، بیشتر مشکلات پرینت مثل پیچ و تاب خوردن را حل می کند. اما باید توجه داشت باشید که هم زمان دمای نازل را نیز باید پایین بیاورید.

در اسلایسر خود حاشیه ( skirt ) یا لبه ( brim ) بسازید: skirt لایه ای است اطراف مدل که محدوده پرینت را مشخص می کند در حالی که brim یک یا چند لایه اضافی است که به گوشه های پایه جسم اصلی متصل شده است. این یک سطح پهن تری در پایین چاپ ایجاد می کند و باعث چسبندگی بهتر به صفحه چاپ می شود.

یک raft اضافه کنید: raft یک ساختار است که پایه مدل پرینت را بزرگتر می کند و در کل پایه زیرین مدل ادامه می یابد. این کار چسبندگی را افزایش می دهد اما باید توجه داشت طوری باشد که به آسانی جدا شود.

اضافه کردن mouse ear :mouse ear دیسکی است که ضخامت آنها چند لایه است که برای چسبندگی بیشتر گوشه زیر مدل آن را چاپ می کنیم، و بعد از اتمام پرینت جدا می شوند.

از دیگر مشکلات پرینتر سه بعدی:

آویزان شدن فیلامنت (Overhang)

اکسترود کم ماده ( Under-Extrotion )

جدا شدن لایه ها (Delamination)

شکستن یا پرینت ناقص فضای درونی (Broken Infill)

خراب شدن ساپورت ها

توقف پرینتر در میانه کار 

Stringing

فیلامنت

مطالبی درباره پرینتر سه بعدی و عملیات های قبل و بعد از پرینت سه بعدی که می توان برای بهبود کیفیت قطعه پرینت شده انجام داد. 

معرفی برترین سایت ها برای دانلود رایگان مدل های STL

در این مقاله بهترین سایت هایی که مدل های STL  زیادی برای پرینت سه بعدی به صورت رایگان و یا پولی ارائه داده اند آشنا می شوید. هر کدام از این سایت ها میلیون ها مدل برای شما ارائه می دهند. علاوه بر آن شما می توانید طرح ها و مدل هایی که خودتان طراحی کرده اید را در این سایت به اشتراک بگذارید تا دیگران نیز بتوانند از آن ها استفاده کنند.

Thingiverse .1

بزرگ ترین سایت منبع ذخیره فایل های STL برای دانلود رایگان در اینترنت Thingiverse است. این سایت از سال 2008 شروع به کار کرده و بیش از 1.8 میلیون فایل رایگان STL گردآوری کرده است. این سایت توسط MakerBot Industries خالق سری پرینتر های سه بعدی Method and Sketch اداره می شود. شما می توانید مدل های خود را در این سایت به اشتراک بگذارید اما در Thingiverse هیچگونه امکانی برای کسب درآمد از آثارتان وجود ندارد.

Cults .2

یک وب سایت پیشرو، در صنعت پرینتر سه بعدی، فرانسوی، است که در این سایت شما می توانید علاوه بر استفاده از هزاران مدل پرینت سه بعدی، مدل های پرینت سه بعدی خود را به اشتراک بگذارید یا بفروشید. علاوه بر این کاربران می توانند طراحان مورد علاقه خود را دنبال کنند و از پست شدن هر طرح جدیدی در سایت مطلع شوند.

Cults همچنین مجموعه های از اسباب بازی ها، بازی های ویدیویی، اکسسوری دوچرخه و... برای دسترسی راحتتر ایجاد کرده است. این سایت از زبان های انگلیسی، فرانسوی، اسپانیایی و آلمانی پشتیبانی می کند. دانلود فایل های STL از این سایت رایگان است اما می توانید با پرداخت مبلغ اندکی از دیگر امکانات این سایت نیز استفاده کنید.

CGTrader .3

این سایت محلی برای خرید و فروش مدل های پرینت سه بعدی است که تنها به اشتراک گذاری فایل های CAD محدود نمی شود و مجموعه ای از مدل های پرینت سه بعدی مناسب برای انواع دستگاه های پرینت سه بعدی نیز ارائه می دهد. از 1.4 میلیون مدل موجود تقریبا 257000 از مدل ها قابل پرینت معرفی شده اند که تعدادی زیادی از آن ها با ایجاد یک حساب کاربری به صورت رایگان قایل دانلود هستند.

MyMiniFactory .4

این وب سایت یک فضای اجتماعی و محل ذخیره 150000 فایل پرینت سه بعدی است که اکثر آن ها از موضوع هایی مثل بازی های ویدیویی، roleplay  و geek culture پیروی می کنند. این سایت مدل های پرینت سه بعدی رایگان و پولی ارائه می دهد که توسط طراحان حرفه ای طراحی شده اند. و دارای کیفیت بالایی هستند. همچنین این سایت چالش هایی برای طراحان سراسر دنیا برگزار می کند. و میزبان مجموعه ی گسترده ای از فایل های STL با موضوع میراث فرهنگی است که آن را “Scan the World” می نامند. از سال 2018 طراحان می توانند طرح های خود را در فروشگاه های MyMiniFactory بفروشند تا از خلاقیت خود کسب درآمد کنند.

TurboSquid .5

یکی از قدیمی ترین وب سایت های این لیست است و کار با آن بسیار آسان و بیش از یک میلیون مدل پرینت سه بعدی رایگان و پولی در اختیار شما قرار می دهد. با توجه به این که سایت TurboSquid بیشتر بر تولید محتوا دیجیتال تمرکز کرده است تا مدل های پرینت سه بعدی با این وجود بیش از 77000 فایل پرینت سه بعدی برای ارائه آماده است.

Pinshape .6

این سایت سال 2016 توسط سازنده پرینتر Formlabs خریداری شد. Pinshape خود را به عنوان بازاری برای ارتباط بین سازنده و طراح معرفی کرده است که می توان بیشتر از 82000 طرح را به صورت رایگان دانلود کرد و علاوه بر آن  به عنوان پلتفرمی برای خرید و فروش مدل های پرینت سه بعدی عمل می کند.

اگر دنبال فایل STL رایگان اسباب بازی و بازی، مجسمه های مینیاتوری، جواهرات و مد، لوازم خانگی، انواع گجت ها، شخصیت های مشهور و هنری هستید این سایت مدل های پرینت سه بعدی جذابی برای شما دارد.

YouMagine .7

YouMagine یک سایت اجتماعی و همچنین یک منبع فایل پرینت سه بعدی است که توسط بنیان گزار Ultimaker ساخته شده است. اگر چه در سال های اخیر منبع ذخیره فایل های پرینت سه بعدی این سایت تغییر نکرده است اما همچنان طرف داران خود را دارد.  این سایت بیشتر از 19000 مدل پرینت سه بعدی برای دانلود رایگان دارد که شما می توانید مدل مورد نظر خود را در مجموعه های مختلف این سایت انتخاب کنید.

3DExport .8

هدف این سایت ایجاد محلی برای خرید و فروش مدل های پرینت سه بعدی برای طراحان و هنرمندان حرفه ای است. علاوه بر این طرح های کلی و low play این سایت 33300 مدل پرینت سه بعدی دارد که می توانید با اعمال فیلتر مجموعه کوچکی از فایل های رایگان را نیز مشاهده کنید.

NASA .9

این سایت مانند، غبار ماه، خاکستری و کسل کننده به نظر می رسد. اما اجازه ندهید شما را گول بزند. این سایت توسط ناسا ساخته شده و 348 مدل پرینت سه بعدی سرگرم کننده برای اهداف آموزشی ارائه داده است تا بتوانید اجرام برجسته در تاریخ اکتشافات فضای مانند محل فرود آپولو، مریخ نرود کنجکاو (Curiosity Rover)، دنباله دار ها و تلسکوپ فضای هابل را بسازید.

مواد مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی

همراه با پیشرفت فناوری پرینت سه بعدی ، مواد مورد استفاده در این پرینتر ها نیز پیشرفت زیادی داشته است.

امروزه انواع مختلف مواد در شکل های گوناگون مانند پودر، فیلامنت ، گرانول، رزین و... در دسترس می باشد.

در اینجا به معرفی پرکاربردترین مواد مورد استفاده در پرینتر ها می پردازیم.

 پلاستیک ها

پلاستیک ها به دو دسته اصلی ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم می شود.

ترموپلاستیک ها

به دسته ای از پلاستیک ها گفته می شود که وقتی به آنها حرارت می دهیم در دمای مشخصی ذوب می شوند. این پلاستیک ها را می توان به دفعات زیاد ذوب نمود و جامد کرد بدون اینکه خواص آنها تغییر کند. تمامی پلاستیک های مورد استفاده در پرینترهای fdm ترموپلاستیک می باشند مانند ABS ،PLA ، Pc و....

 ترموست ها

معمولاً به صورت رزین مایع هستند که در اثر حرارت دیدن و یا وقتی در معرض اشعه ماورای بنفش قرار بگیرند و یا به آنها کاتالیزور اضافه شود بین مولکولهای آن اتصالات عرضی ایجاد شده و به صورت یک شبکه یکپارچه در می آیند. به این فرایند پخت می گویند. اگر ترموستی را که پخته شده است حرارت دهیم ذوب نمی شود بلکه تخریب می شود. پس پخت ترموست یک فرایند برگشت ناپذیر می باشد و ترموست ها بر خلاف ترموپلاستیک ها ذوب نمی شوند. رزین پلی استر، رزین وینیل استر و رزین اپوکسی نمونه هایی از ترموست ها می باشند.

 فیلامنت (رشته)

به مواد مورد استفاده در پرینترهای fdm فیلامنت گفته می شود. علت این نام گذاری این است که گرانول های مواد مصرفی با استفاده از فرایند اکستروژن به شکل رشته هایی طویل با قطر ۱.۷۵ یا ۳ میلیمتر درآورده می شوند. این رشته ها به دور قرقره هایی پیچیده شده و در وزن های مختلف به بازار عرضه می شوند.

 فلزات

فلزات و کامپوزیت های فلزی در پرینترهای سه بعدی صنعتی استفاده می شوند. دو مورد از رایج ترین آنها مشتقات آلومینیوم و کبالت می باشد.

فولاد ضد زنگ یک فلز محکم می باشد که به صورت پودر در پرینتر هایی با فرایند پخت یا ذوب مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز در حالت طبیعی به رنگ نقره ای می باشد ولی می توان با آبکاری قطعات به آنها جلوه طلا و یا برنز داد.

در سال‌های اخیر طلا و نقره در صنعت جواهرسازی به صورت پودری پردازش می‌شوند و قطعه مدنظر ساخته می شود.

تیتانیوم نیز به صورت پودری در پرینترهای با فرایند پخت یا ذوب مورد استفاده قرار می گیرد.

 سرامیک

این مواد نسبتاً جدید هستند و می توانند برای تولید نمونه اولیه یا در پرینترهای سه بعدی صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. نکته‌ای که در رابطه با این مواد حائز اهمیت است و باید بدان توجه نمود این است که قطعات چاپ شده با این مواد همانند قطعات تولید شده به روش سنتی باید مرحله پخت و لعاب را پشت سر بگذارند.

 مواد زیستی

تحقیقات گسترده ای در مورد پتانسیل چاپ مواد زیستی برای بسیاری از کاربردهای پزشکی و غیره انجام شده است.

به عنوان مثال این مواد برای چاپ اعضای بدن انسان برای پیوند و چاپ بافت های خارجی برای جایگزینی اعضای بدن مورد بررسی قرار گرفته اند.

 کاغذ

فرایند پرینت سه بعدی به وسیله کاغذ اولین دفعه توسط شرکت Mcor ارائه شد. مواد چاپ شده با استفاده از کاغذ ایمن، سازگار با محیط زیست و به راحتی قابل بازیافت می باشند.

 مواد غذایی

در سال های اخیر بررسی چاپ مواد غذایی افزایش یافته است. شکلات رایج ترین می باشد. بعضی از پرینترها با استفاده از شکر کار می کنند. در برخی دیگر آزمایشات به وسیله ماکارونی و یا گوشت انجام می شود.

هدف از تحقیقات در زمینه چاپ مواد غذایی این است که بتوان با استفاده از پرینت سه بعدی غذای کامل تولید کرد. مثلاً شرکت استراتاسیس (stratasys )  دارای مواد منحصر به فردی می باشد که می تواند در طی فرایند پرینت سه بعدی مواد را در غلظت های مختلف و مشخص ترکیب کرده و مواد جدیدی با ویژگی های مورد نیاز تولید کند. این شرکت با استفاده از مواد اولیه قادر به تولید ۱۴۰ ماده دیجیتالی مختلف می باشد .

موارد قابل استفاده از پرینتر سه بعدی 

چند برنامه برتر پرینت سه بعدی

پرینتر سه بعدی تکنولوژی ساخت افزایشی توانمند است، که به طراحان آزادی عمل بیشتری می دهد. مواردی که می توان از تکنولوژی پرینتر سه بعدی استفاده کرد بی حد و مرز است، اما در ادامه به چند مورد از کاربردها اشاره می کنیم.

1. ساخت نمونه اولیه: پرینتر سه بعدی بهترین گزینه برای ساخت نمونه های اولیه با هر هندسه پیچیده ای است.

2. پزشکی و دندان پزشکی: پرینتر سه بعدی در پزشکی کاربرد فراوانی دارد. از ساخت انواع ایمپلنت ها تا اعضای بدن مصنوعی و پرینت سه بعدی پوست انسان را می توانیم به وسیله پرینتر سه بعدی بسازیم.

3. میراث فرهنگی: برای نگهداری، ترمیم و کپی برداری از آثار باستانی کاربرد دارد. بسیاری از موزه ها به وسیله پرینتر سه بعدی بسیاری از آثار را بازسازی می کنند.

4. تحصیلات و آموزش: پرینتر سه بعدی بهترین منبع برای آموزش در کلاس درس است و دانش آموزان می توانند با سرعت بالا و هزینه کم در کلاس به نمونه سازی بپردازند.

5. خودرو سازی و صنعت: پرینتر سه بعدی می تواند با دقت بالایی انواع قطعات خودرو و قطعات صنعتی با انواع متریال مختلف تولید کند.

6. ساختمان سازی: با استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی ساختمان سازی با هزینه و زمان کمتر ممکن شده است.

7. جواهر سازی: یکی از کاربرد های پرینتر سه بعدی مدل سازی و قالب سازی برای فروشندگان طلا و جواهر است.

8. ساخت مجسمه و اسباب بازی: به وسیله پرینتر سه بعدی می توان انواع اسباب بازی و حتی سردیس و تندیس هر فرد را ساخت.

نازل پرینتر سه بعدی

نازل پرینتر سه بعدی، جز جدایی ناپذیر هات اند است که تاثیر به سزایی بر خروجی نهایی پرینتر می گذارد. احتمالا نازل یکی از قطعات پرینتر سه بعدی است که بیشترین بازدید را دارد. زیرا اغلب مردم، با اشتیاق هنگام پرینت لایه اول به نازل چشم می دوزند.

یکی از بهترین ویژگی های پرینتر های سه بعدی رو میزی توانایی تعویض نازل متناسب با هدف پرینت است. یک طیف گسترده ای از انواع سایز و مواد سازنده نازل وجود دارد که اصولا نازل ها بر این اساس طبقه بندی می شوند.

 مواد سازنده نازل:

وجود یک نازل 0.4 میلیمتری و احتمالا از جنس برنج در پرینت های معمولی رو میزی رایج است. این نازل برای پرینت فیلامنت های PLA و ABS بسیار مناسب است. اما برای پرینت فیلامنت هایی با جنس سخت تر، استفاده از این نازل مشکل ساز می شود.

اکسترود مدام فیلامنت های حاوی ذرات سخت، باعث سائیده شدن نازل پرینتر سه بعدی می شود و در قطر داخلی نازل انحراف ایجاد می  کند. این امر کیفیت پرینت را کاهش می دهد. به همین دلیل لازم است از یک نازل سخت شده برای پرینت فیلامنت های سخت تر استفاده کرد. در ادامه به طور مختصر به چند نوع از متریال رایج در بازار اشاره می کنیم.

1. در بین تمام انواع مواد سازنده نازل پرینتر سه بعدی، نازل برنجی نرم ترین آن ها هستند که به راحتی ماشین کاری می شوند، ارزان هستند و به طور گسترده در دسترس قرار دارند. همچنین هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت کم دربرابر سایش از دیگر ویژگی های آن است. کل این ویژگی ها آن را به نازل ایده آلی برای فیلامت های پلاستیکی "نرم" مانند PLA و ABS تبدیل کرده است. همچنین برای فیلامنت هایی که حاوی ذرات افزودنی ( برای مثال فلز و فیبر کربن ) هستند مناسب نیست.

2. فولاد سخت شده یا ضد زنگ ( stainless/hardened steel )، سخت تر از برنج است. این مواد امکان پرینت مداوم فیلامنتهای دارای ذرات سخت مثل فیبر کربن، شیشه یا فلز را بدون ریسک فرسایش خارج میکنند . هدایت حرارتی ضعیف نازل های فولادی نسبت به نازل های برنجی یکی از نکات منفی آن است.

3. نازل هایی با نوک کریستالی که به تازگی وارد بازار شدند که قطر بسیار دقیق و مستحکم هستند که مانند فولاد برای فیلامنت های بسیار ساینده مورد استفاده قرار می گیرند. این نازل پرینتر سه بعدیهدایت حرارتی بسیار خوبی دارد. همچنین در برابر خوردگی و سایش مقاوم است اما به علت قیمت بسیار بالا، مورد استقبال قرار نگرفته است.

4. کاربید تنگستن ( Tungsten Carbide ) نیز از مواد جدید سازنده نازل پرینتر سه بعدی است. این نازل هدایت حرارتی و مقاومت در برابر سایش بالایی دارد که برای مصارف خاص و فیلامنتهای بسیار ساینده مورد استفاده قرار می گیرد.

سایز نازل:

قطر نازل تاثیر به سزایی در دقت قطعه پرینت شده دارد. هرچه قطر نازل کوچکتر باشد به معنای جزئیات بیشتر و لبه های تیز تر است.

 نازل هایی با قطر 0.4  میلی متر، متداول ترین نازل مورد استفاده در پرینتر های سه بعدی هستند. اما برای پرینت قطعات دقیق تر و با جزئیات بیشتر، می توانید از نازل هایی با قطر 0.2 و 0.3 میلیمتر استفاده کنید.

و برای پرینت سه بعدی قطعات بزرگتر نازل های 0.5 یا 0.8 میلیمتر مناسب تر است.

نرده های خاص و سفارشی پرینت سه بعدی شده

امروزه پرینت سه بعدی فلز و بتن در صنعت ساختمان سازی افزایش چشم گیری داشته است اما درباره ی استفاده از پلاستیک در ساختمان سازی کمتر می شنویم البته به جز کاربرد خاص پر کردن بتن با پلاستیک.

اگر شما معمار هستید و به استفاده از ترموپلاستیک ها و انواع پرینتر سه بعدی مخصوص صنعت ساختمان سازی علاقه مند می باشید این خبر خوبی برای شما است.

شرکت آلمانی UNIKAT.railings اقدام به تولید نرده های خاص توسط پرینتر سه بعدی کرده است.

سایز هر قطعه پرینت سه بعدی شده 1*1 متر است که به شکلی مناسب و مطابق با خواسته مشتری به یک دیگر متصل شده و در محل نصب می شوند.

مشتریان می توانند از بین انواع طرح های موجود برای پرینت سه بعدی طرح مورد نظر خود را انتخاب کرده و ابعاد پله هایی که می خواهند برای آن نرده بسازند را وارد کنند. ابعاد شامل: ارتفاع پله، عرض آن و پارامترهای که برای طراحی نرده های از این قبیل، نیاز است. با توجه به بخش سوالات متداول سایت شرکت، نرده ها برای پله های مستقیم هم اکنون در دسترس هستند. علاوه بر این شما می توانید طرح مورد نظر خود را نیز آپلود کنید.

نرده های پرینت سه بعدی این شرکت از جنس ترموپلاستیک است و سطح نهایی آن کاملا مطابق با درخواست مشتری تکمیل می شود.

هنگام بالا رفتن از پله ها و تکیه کردن به چنین نرده هایی انتظار دارید ایمن باشند و هنگام تکیه کردن وزن شما را تحمل و از افتادن شما جلوگیری کنند. این شرکت ایمنی و کارکرد نرده های پرینت سه بعدی خود را تضمین می کند و اطمینان می دهد نرده های پرینت سه بعدی داری استاندار هایی هستند که با مقررات هر کشور تطابق دارد.

ساخت نرده هایی از جنس فلز در هندسه های خاص و پیچیده همانند طرح های شرکت UNIKAT.railings بسیار دشوار و زمان بر است. بنابراین نرده های پرینت سه بعدی علاوه بر این که  در طرح دلخواه و مورد نظر شما پرینت می شوند زمان ساخت آن ها نیز نسبت به روش های سنتی سریعتر و هزینه آن کمتر و به صرفه تر است.

نرم افزارهای طراحیCAD

CAD یا computer-aided design and drafting (CADD) تکنولوژی برای طراحی و مستند سازی فرآیندهای مهندسی است که از آن می توان برای طراحی دو بعدی و سه بعدی استفاده کرد. طراحی با کمک کامپیوتر موجب اصلاح و بهینه سازی و تسهیل در بررسی طرح از هر زاویه ای، حتی از داخل به بیرون می شود. نرم افزار های CAD می توانند با ارائه نمودار های تفضیلی از مواد، فرآیندها، تلرانس و ابعاد فرآیند تولید را آسان تر کنند. از این رو نرم افزار های CAD ابزاری ضروری برای معماران، مهندسان، طراحان و بسیاری از متخصصان دیگر که به دنبال بعد دادن به طرح خود هستند، است. خروجی این نرم افزار ها اغلب به صورت فایل STL برای پرینت سه بعدی، ماشین کاری یا دیگر عملیات صنعتی می باشد.

طراحی با کمک نرم افزارهای CAD موجب افزایش بهره وری مهندسی، بهبود کیفیت طراحی، بهبود ارتباطات از طریق مستندسازی و ایجاد یک پایگاه داده برای تولید می شود و مهم ترین مزیت نرم افزارهای CAD، سهولت تعامل با فرآیند پرینت سه بعدی می باشد. در اصل این ویژگی طراحی مدل هایی سه بعدی که می توانند به دستورالعمل هایی برای چاپ تبدیل شوند مهم ترین و با اهمیت ترین ویژگی نرم افزارها CAD برای ما است.

برنامه CAD از طراحی مکانیکی یا از گرافیک مبتنی بر بردار برای اشیا استفاده می کنند، یا ممکن است تصویر گرافیکی را تولید کنند که ظاهر کلی طرح را نشان دهد. CAD علاوه شکل و جزئیات هندسی طرح، اطلاعاتی از قبیل مواد، فرایندها، ابعاد، و تلرانس ها را با توجه به الزامات خاص کاربردی منتقل می کند.

همان طور که اشاره شد نرم افزار های CAD نقش مهمی در فرآیند پرینت سه بعدی دارند زیرا که با استفاده از این نرم افزار ها قطعه مورد نظر خود را طراحی و تحلیل می کنیم تا برای پرینت سه بعدی آماده شود. در اصل CAD ابزاری برای طراحی ایده خلاقانه ما است تا به وسیله پرینتر سه بعدی این خلاقیت واقعی شود.

در ادامه به معروف ترین و مهم ترین نرم افزارهای CAD اشاره می کنیم.

• اتوکد (Autocad): ویژه طراحی و نقشه کشی دو بعدی
• کتیا (Catia): طراحی همه جانبه از صفر تا صد
• سالیدورک (Solidworks): طراحی و مدلسازی سه بعدی، مونتاژ و نقشه کشی صنعتی
• اینونتور (Inventor): طراحی مکانیکی

نمونه کار پرینتر سه بعدی    ساخت قطعه صنعتی پرینتر سه بعدی    ساخت ماکت دیفرانسیل با پرینتر سه بعدی

بدنه مدار الکترونیکی

مجسمه پروفسور گنجی ( پدر جغرافیای ایران )

هات اند ( Hot end )

بعد از اینکه کلد اند به فیلامنت نیرو اعمال کرد تا بر اساس نیاز پرینتر سه بعدی آن را بکشد یا هل بدهد، به هات اند می رساند. هات اند، جایی که فیلامنت از حالت جامد به مایع تبدیل می شود. هات اند پرینتر سه بعدیمعمولی شما یک دنباله خاص از قطعات است. 

هات اند یکی از مهم ترین اجزا پرینتر سه بعدیاست. زیرا فیلامنت را گرم و به نازل منتقل می کند. هات اند معمولا از فلزات با دوام و با رسانایی بالا ساخته می شود که شامل  یک خنک کننده ( heat sink ) و فن آن ، کاتریج گرم کنند ( المنت حرارتی ) ، نازل، بلوک آلومینیومی، لوله PTFE و پیچ سوراخ دار می شوند.لازم به ذکر است که این قسمت اثرات قابلی توجهی بر پرینت می گذارد.

فیلامنتوارد پیچ سوراخ دار می شود، در آن جا توسط کاتریج گرم کننده، حرارت می بیند و از حالت جامد به مایع تبدیل می شود و برای اکسترود به نازل منتقل می شود. وجود یک لوله PTFE درون پیچ سوراخ دار باعث می شود که فیلامنت ذوب شده به دیواره های پیچ نچسبد و مشکلی در عمل اکسترود ایجاد نکند.

بزرگترین مشکل هات اند گیر کردن است. که می تواند باعث اشتباه اکسترود شدن مواد و حتی اصلا اکسترود نشدن، بشود. و یکی از دلایل رایج گرفتگی، خزش گرما (heat creep) است. برای از بین بردن این مشکل، لازم است از heat sink برای سرد کردن قسمت بالایی فیلامنت استفاده کرد تا فیلامنت قبل از ذوب شدن وارد نازل نشود.

از سوی دیگر هرچه هات اند در حفظ گرما بهتر باشد احتمال گرفتگی نیز کمتر می شود.