تنظیمات retraction

یکی از روش های موثر در جلو گیری از stringing است. با فعال بودن این تنظیمات در پرینتر سه بعدی ، هنگامی که نازل از فضای خالی عبور می کند فیلامنت، جمع می شود تا از چکه کردن آن و stringing در پرینت جلو گیری شود.

1. فاصله retraction

فاصله retraction از مهم ترین تنظیمات است. زیرا مشخص می کند فیلامنت به چه میزان جا به جا شود. به طور کلی، هرچه فیلامنت بیشتر جمع شود احتمال وقوع stringing در پرینتر سه بعدی کمتر است. اما اگر بیش از اندازه فیلامنت را عقب بکشیم، ممکن است هنگام از سرگیری پرینت به هات اند ( hot end ) دسترسی نداشته باشد.

از سوی دیگر، این فاصله به نوع اکسترودراستفاده شده در پرینتر نیز بستگی دارد. اگرچه یک اکسترودر Bowden  نیاز به فاصله بیشتری دارد، زیرا فاصله بین نازل و چرخ دنده محرک بیشتر است. در آخر برای تعیین فاصله صحیح برای retraction نیاز است چند پرینت آزمایشی انجام دهید.

2. سرعت retraction

این مورد مشخص می کند که فیلامنت با چه سرعتی عقب کشیده می شود. پیشنهاد می کنیم سرعت retraction بالا باشد زیرا فیلامنت، قبل از اینکه فرصت چکیدن پیدا کند، جمع می شود. لازم به ذکر است که اگر فیلامنت با سرعتی بیش از اندازه منقبض شود امکان قطعی اتصالش با دیگر بخش های نازل وجود دارد.

بنابراین باید یک نقطه مطبوع ( بین آهسته و سریع )، جایی که retraction مطلوب است پیدا کنید. این نقطه مطبوع تا حد زیادی به متریال مورد استفاده بستگی دارد و طبیعتا برای پیدا کردن این نقطه باید چند پرینت آزمایشی انجام دهید.

برای تعیین مقادیر بهینه retraction اپتدا باید نوع اکسترودر و همچنین مواد مورد استفاده در پرینت سه بعدی را بشناسید.

برای مثال: موادی مثل PLAو ABSبا سرعت 40 تا 60 mm/s و با فاصله 0.5 تا 1.0 mm بر روی اکسترودر داریو مستقیم خوب عمل خواهند کرد. از طرف دیگر، برای اکسترودر   Bowden نیاز به سرعت 30 تا 50 mm/s و فاصله حدودا 2 mm دارید. این ارقام ثابت نیستند و بر اساس متغیر های زیادی می توانند تغییر کنند.

در آخر وقتی که این  تنظیمات به درستی اعمال بشوند تاثیر به سزایی بر جلوگیری از stringing دارند و شما یک کنترل نسبی بر پرینتر سه بعدی خود خواهید داشت.

Cold spray 3D Printing

فرایند cold spray، که به آن رسوب ذرات مافوق صوت نیز گفته می شود، یک پوشش حالت جامد با انرژی بالا و فرآیند تثبیت پودر است. یک روش کارآمد برای استفاده از فلز، آلیاژهای فلز و ترکیبات آن در کاربردهای مختلف است.

پرینت سه بعدی کلد اسپری از یک گاز حاملِ تحت فشار گرم شده به صورت الکتریکی مانند نیتروژن و هلیوم استفاده می کند، تا فلزهای پودری را در طول یک نازل مافوق صوت de Laval، بالاتر از سرعت بحرانی شتاب دهد. هنگام برخورد ذرات فلز با سطح قطعه، به دلیل انرژی جنبشی بالا که باعث تغییر شکل و چسبندگی ذرات به یکدیگر می شود، مکانیزم اتصال که ترکیبی از پیوند متالوژی و همبندی مکانیکی است را بوجود می آورد.

کلد اسپری می تواند با تولید مخلوطی از مواد فلزی و غیرفلزی یک پوشش سطحی یا یک قطعه مستقل را ایجاد کند، به همین دلیل از این تکنولوژی در صعنت برای پوشش دهی و ساخت قطعات بزرگ استفاده می شود.

برای مثال یک شرکت آلمانی با همکاری شرکت بریتانیایی پروژه ای برای آزمایش کاربرد cold spray در صنعت ساخت موتور جت های تجاری راه اندازی کرده اند.

موتورهای موشک تجاری جدید به فرآیندهای سریع و کم هزینه AM ( Additive Manufacturing ) نیاز دارند که انعطاف کافی برای واکنش به تقاضای در حال تغییر پرتاب ها را فراهم کند. در چند سال گذشته، به دلیل آزادی طراحی و رواج آن در بازار، توجه قابل توجهی به پودر بستر فیوژن ( PBF ) شده است. با این حال، تکنیک‌های PBF می‌تواند چالش‌هایی را برای تولید محفظه احتراق ایجاد کند، مانند ابعاد محفظه ساخت محدود، مواد محدود و در نتیجه زبری سطح بالا ( به ویژه در دیواره‌های کانال خنک‌کننده ) که می‌تواند راندمان را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

فرآیند cold spray  توانایی غلبه بر این محدودیت ها را دارد و راه حلی بالقوه برای تولید محفظه های احتراق با خواص برتر بدون محدودیت اندازه محفظه ارائه می دهد. برای امتحان این موضوع، یک محفظه احتراق به همراه منیفولد ورودی مطابق با دستورالعمل های خاص طراحی شده که جنس لایه داخلی آلیاژی از مس با استحکام بالا است و جنس پوشش بیرونی از اینکونل ( Inconel ) .

نمونه آزمایشی نشان می دهد که فرایند پرینت سه بعدی کلد اسپری موثر تر از دیگر فرآیندها شناسایی شده است. مزایای این روش در مقایسه با دیگر روش ها به شرح زیر است:

1. بدون نیاز به محفظه محافظ
2. تکنیک اتصال ساده مواد غیر مشابه مانند آلیاژها
3. تنش حرارتی ناچیز
4. رفع مشکل زبری کانال خنک کننده
5. امکان بررسی مجدد در طول پروسه تولید
6. قابلیت تعمیر نمونه های اولیه
7. امکان اتصال قطعات اضافی بدون جوشکاری ( مانند سر انژکتور، پایه های محرک )

با به کارگیری تکنولوژی پرینت سه بعدی کلد اسپری می توان بر بسیاری از محدودیت ها در صنعت غلبه کرد و قطعاتی دقیق تر و کارآمد تر ساخت.

آینده ی خودروها با پرینت سه بعدی

یک شرکت خودرو سازی یونانی ( Spyros Panopoulos Automotive ) از ساخت یک اولتراکار ( ultracar ) با توان 3000 اسب بخار مبنی بر پرینت سه بعدی خبر داده است که نام آن Chaos خواهد بود.

Chaos که به‌ عنوان اولین خودروی اولترا در جهان طراحی شده است، دارای مشخصات فنی در سطح F1 است، از جمله یک موتور 4 لیتری V10 که با سوخت زیستی E85 کار می‌کند و تا 3000 اسب بخار قدرت تولید می‌کند.این موتور تا 11000 دور در دقیقه می‌چرخد.

طبق گزارش ها سرعت این خودرو به 310 مایل بر ساعت و سرعت صفر تا صد کیلومتر آن به دو ثانیه خواهد رسید.

به منظور دستیابی به این سرعت عجیب این شرکت ( SPA ) قصد دارد با استفاده از فرآیند تولید "Anadiaplasi" عناصر خاصی از Chaos را سبک وزن کند. به طور خاص، این شرکت قصد دارد خودرو 3000 اسب بخاری خود را با لوله‌های اگزوز چهارگانه پرینت سه بعدی و همچنین کالیپرهای ترمز و هاب‌های روتور مبتنی بر تیتانیوم و منیزیم تطبیق دهد.

78 درصد از بدنه این خودروی متعلق به آینده قرار است از پرینت سه بعدی ساخته شود همان طور که بسیاری از قطعات داخلی آن مانند بلوک موتور، سوپاپ ورودی، پیستون، میل بادامک و شافت ها.

در هر صورت، پس از عرضه به بازار، اولتراکار جدید و سریع با قیمت  نجومی 5.5 میلیون یورویی برای مدل پایه و 12.4 میلیون یورویی برای نسخه کامل 3000 اسب بخاری عرضه خواهد شد و با توجه به اینکه تنها 20 عدد از این خودرو در هر قاره به فروش می رسد، انتظار می رود که این مدل عجیب و غریب پرقدرت به همان اندازه ای که جاه طلبانه است کمیاب باشد .

ایده های جذاب و کاربردی برای پرینت سه بعدی

اگر با پرینتر سه بعدی آشنا باشید، شما نیز علاقمند به ساخت اشیاء مختلف با پرینتر سه بعدی هستید . در اینجا ما به شما چندین ایده ی جذاب و کاربردی برای پرینت سه بعدی معرفی می کنیم که در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرند.

Photo Studio Stand

اگر می خواهید برای کسب و کار اینترنتی از محصولات خود عکس بگیرید اما عکس ها به اندازه کافی حرفه ای به نظر نمی رسند. می توانید استند های زیر را پرینت کرده و یک برگه A3 تهیه و عکاسی را شروع کنید.

Hexx Case Tool Roll

یک جعبه ابزار شش ضلعی برای نظم بخشیدن به ابزار شما

Oreo Box

هر علاقه مند به پرینتر سه بعدی مقدار زیادی فیلامنت سیاه سفید دارد که می توان جعبه طرح کوکی oreo را پرینت کند.

Tape Cutter

این قطعه کوچک که زمان پرینت آن 40 دقیقه طول می کشد نوار چسب را برای شما برش می دهد.

گیره عینک افتابی 

مجموعه شبیه اسپیروگراف

با این اسباب بازی سرگرم کننده برای ترسیم اشکال هندسی، آن خاطرات دور کودکی را دوباره زنده کنید یا با بچه های کوچک خود خاطرات تازه ای خلق کنید. چاپ آن ساده است، اما ساعت ها سرگرمی را تضمین می کند. 

لامپ ماه لیتوفان 

گلدان های خودآبیار

این گلدان های بامزه، گیاهان شما را سیر آب نگه می دارند حتی اگر آن ها را آبیاری نکنید. گلدان در پنج حالت مختلف ارائه می شود که برخی از آن ها صاف می نشینند و برخی دیگر پاهای خود را آویزان می کنند.

باطری پرینت سه بعدی

رونق اخیر در ابزارهای پوشیدنی الکترونیکی، بسته بندی و برنامه های کاربردی اینترنت اشیا، تعداد جهانی این دستگاه ها را به 27 میلیارد افزایش داده است. با این حال، با توجه به چرخه عمر کوتاه آنها، و این واقعیت که آنها تمایل دارند از یون های لیتیوم تجدید ناپذیر یا سلول های قلیایی تغذیه شوند، بسیاری از این محصولات در نهایت دفن می شوند و مشکل جهانی زباله های الکترونیکی را بدتر می کنند.از این رو می توان با ساخت ابزارهای الکترونی تجدید پذیر مشکل انباشت زباله های الکترونیکی را تا حدودی حل کرد.

باطری ساخته شده توسط پرینت سه بعدی ، تشکیل شده ازیک لایه سلولز و گلیسرول انعطاف پذیر، با الگوی کربن رسانا و جوهر مملو از گرافیت، می‌تواند هزاران چرخه شارژ را با حفظ ظرفیت خود تحمل کند. به لطف پایه زیست تخریب پذیر آن، سلول جدید می تواند پس از یک بار استفاده از باطری و خالی شدن آن تجزیه شود. و به طور بالقوه آن را به ابزاری ایده آل برای مقابله با مسائل زباله های الکترونیکی در جهان تبدیل می کند.

برای ساده سازی تولید یه باطری سازگار با محیط زیست می توان به پرینت سه بعدی روی آورد که از آن برای تولید دو نیم سلول قبل از خم کردن آنها استفاده کرد. در عمل این به معنای پرینت اولین پایه لایه واحد، سپس قرار دادن الکترود و لایه‌های الکترولیت تزریق شده با گرافیت رسانا در بالای آن بود، در فرآیندی که پس از تغییراتی، یک باتری عملکردی به دست آمد.

 هنگامی که نمونه اولیه ابرخازن پرینت سه بعدی آماده شد، دانشمندان قبل از اندازه‌گیری ولتاژ سطح باز آن، سعی کردند با شارژ کردن آن تا 0.5 ولت، میزان شارژ آن را آزمایش کنند. به گفته محققان، دستگاه آنها هنوز پس از 150 ساعت 30 درصد از شارژ خود را باقی می‌ گذارد که عملکرد آن را «همراستا با ابرخازن‌های پیشرفته مبتنی بر کربن» قرار می‌دهد.

جالب اینجاست که محققان دریافتند که ظرفیت ابرخازن پرینت سه بعدی نیز به مدت دو هفته پس از ساخت در نوسان بوده و سپس ته نشین شد، در حالی که پس از آن، بعد از هشت ماه ذخیره سازی به کار خود ادامه داد و هنگامی که آزمایشات خود را به پایان رساندند و تلاش کردند آن را کمپوست کنند، حدود 50 درصد از جرم آن در طول 9 هفته تجزیه شد.

براکت­ های ارتودنسی تولید شده توسط پرینتر سه بعدی

شما می­ توانید براکت­ های ارتودنسی مخصوص دندان­ های خود را داشته باشید.

دندان­ های هر بیمار مانند دانه­ های برف منحصر به فرد هستند و اکنون متخصصان ارتودنسی این فناوری را در اختیار دارند که این فردگرایی را در درمان خود اعمال کنند.

شرکت  Light Force با به کارگیری تکنولوژی پرینت سه بعدی می­تواند براکت­های مخصوص داندان ­های شما را تهیه کند.

این تکنولوژی پرینت سه بعدی توسط متخصصان ارتودنسی برای تولید  بریس­ هایی مخصوص هر بیمار استفاده می ­شود که هدف آن کاهش دفعات مراجعه بیماران برای تنظیم براکت ها است.

براکت های تولید شده با فناوری پرینت سه بعدی این قابلیت را دارند که با هر تغییر در موقعیت دندان سازگار شوند و همچنین      می­ توان آنها را در هرجایی قرار داد.

شرکت  Light Force براکت ­ها و همچنین تری های ( tray ) که برای قالب­ گیری استفاده می ­شود را با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی تولید می­کند. 

این تکنولوژی زمان کوتاه تر و تجربه ­ای کارآمدتر برای بیماران ارائه می­دهد، دفعات مراجعه بیمار را کاهش می­ دهد و نیز دقت را تا یک هزارم میلیمتر بالا می­ برد. براکت های تولید شده توسط پرینت سه بعدی شفاف و زیبا هستند و همچنین کمتر دیده می­ شوند جنس این براکت ها از نوعی سرامیک بوده و مقاومت بالایی دارند.

پچ میکرونیدل واکسن پرینت سه بعدی

با شروع همه گیری بیماری های عفونی نیاز به واکسیناسیون به امر حتمی در تمام جوامع تبدیل شده است.

دانشمندان پس از سال ها تحقیق موفق به تولید میکرو نیدل هایی به کمک پرینت سه بعدی شدند.

بر اساس گزارش ها پچ میکرونیدل که مستقیما روی پوست اعمال می شود 10 برابر تاثیرگذارتر است از سوزن های که از طریق ضربه به عضله بازو اعمال می شود.

اکثر میکرونیدل واکسن ها از طریق تکنیک های قالب گیری ساخته می شوند اگرچه این تکنیک می تواند باعث عدم تطبیق پذیری و کاهش تیزی سوزن در طول پروسه تکرار شود و همچنین از طرفی چالش هایی برای عدم سازگاری میکرونیدل ها با انواع مختلف واکسن ها وجود دارد.

وجود چنین مشکلاتی و همچنین چالش هایی در تولید، زمینه میکرونیدل ها برای تحویل واکسن را متوقف کرده است، اما با به کار گیری تکنولوژی پرینت سه بعدی فضای زیادی برای طراحی و ساخت بهترین میکرونیدل ها از نظر کیفت و هزنیه فراهم خواهد آمد.

به کارگیری فناوری پرینت سه بعدی موجب بالا بردن دقت و کارایی پچ های میکرو نیدل ها می شود و تجربه واکسیناسیون بدون درد را برای ما فراهم می آورد.

این میکرونیدل ها  معمولا شامل  تکه های سوزن بسیار کوچکی هستند که توسط پرینتر سه بعدی ساخته شده و روی یک پچ پلیمری چیده شده اند و مستقیما روی پوست اعمال می شوند. سپس واکسن سلول های ایمنی موجود در پوست را مورد هدف قرار می دهد و یک پاسخ آنتی بادی خاص آنتی ژن ایجاد می کند.

واکسن هایی که از طریق سوزن تحویل داده می شوند معمولا نیاز به نگهداری در دمای خاص و استفاده از یخچال دارند و ملزم به حضور واکسیناتور و مراجعه به کلینک، مراکز واکسیناسیون و یا بیمارستان ها هستند اما درمقابل پچ های میکرونیدل پوشیده شده از واکسن نیاز به مراقبت در شرایط خاص ندارند و می توان به سراسر جهان به راحتی ارسال کرد و از آنجایی که استفاده از این میکرونیدل نیاز به تخصص ندارد موجب کاهش مراجعه افراد به بیمارستان می شود و همچنین برای افرادی که فوبیا دارند روش موثری می تواند باشد.

به کارگیری این روش به صورت بالقوه باعث افزایش نرخ واکسیناسیون در آینده می شود.

پرداخت اجسام پرینت سه بعدی 

تقریبا تمام اجسام پرینت های بعدی بعد از اتمام پرینت سه بعدی خود نیاز به پرداخت دارند. اطلاعات و دستگاه های زیادی برای انجام این کار وجود دارد اما ما 6 تا از مهم ترین تکنیک ها را در این مقاله گردآوری کرده ایم. همچنین هر تکنیک شرح می دهیم و چند روش برای به دست آمدن بهترین نتیجه بیان می کنیم.

پرداخت قطعات پرینت سه بعدی زیبایی آن ها را افزایش دهد علاوه بر آن، استحکام و دیگر ویژگی ها  را نیز بهبود می بخشد.

برای پرداخت قطعات پرینت سه بعدی تکنیک های زیادی وجود دارد که ما آنها را به دو دسته تقسیم کرده ایم." تمیز کردن و آماده  سازی"  و  "پرداخت نهایی"

تمیز کردن و آماده سازی:

این بخش شامل اقداماتی مانند: جدا کردن ساپورت ها، سنباده زدن و صیقل کاری است. با توجه به کاربرد هر یک از قطعات پرینت سه بعدی، معمولا این تکنیک مرحله اول پرداخت است.

1. جداسازی ساپورت ها:

اولین قدم برای شروع پرداخت قطعه پرینت سه بعدی جداسازی ساپورت ها است. معمولا ساپورت ها به راحتی جدا می شوند مگر اینکه در گوشه ها یا قسمت های غیرقابل دسترس سفت شده باشند.

ساپورت ها می توانند از جنس مواد محلول و نامحلول ساخته شده باشند ( قابل حل در آب یا دیگر مایعات).

معمولا ساپورت های نامحلول از مواد مشابه با قطعه اصلی ساخته شده اند. در پرینتر سه بعدی FDM با یک اکسترودر تنها می توان از این نوع ساپورت ها استفاده کرد. ساپورت و قطعه اصلی از یک قرقره فیلامنت پرینت می شوند. جدا سازی این نوع ساپورت ها معمولا با شکستن و یا آسیب رساندن به قطعه اصلی همراه خواهد بود.

برای پرینت ساپورت های حل شدنی لازم است پرینتر سه بعدی با دو اکسترودر داشته باشید. حذف ساپورت های نا محلول در قسمت های که دسترسی به آن ها مشکل است. اما، ساپورت های حل شدنی می توانند با آب یا دیگر مایعات بدون جا گذاشتن اثر، حل شده و از روی جسم اصلی حذف شوند.

دو مورد از رایج ترین ساپورت های حل شدنی HIPS و PVA هستند که HIPS همراه با فیلامنت  ABS استفاده می شود و در D-limonene قابل حل است و PVA برای ساپورت گذاری همراه فیلامنت   PLA پرینت می شود و محلول در آب است.

2. سنباده زدن:

بعد از جدا سازی ساپورت ها قدم بعدی برای پرداخت قطعه پرینت سه بعدی سنباده زدن و صیقل کاری است. بعد از پرینت سه بعدی، ایده آل ترین روش برای از بین بردن آثار نامطلوبی مانند حباب ها یا اثر باقی مانده ساپورت ها بعد از جداسازی بر روی سطح قطعه، استفاده از کاغذ سنباده است.

پیشنهاد می کنیم برای شروع سنباده کاری از کاغذ سنباده با گرید کمتر ( 150-400 ) شروع کنید و در مراحل بعدی از گرید بیشتر ( بالای 2000 ) استفاده کنید.

استفاده از سنباده خیس و حرکات دایره ای دو نکته مهم هنگام سنباده زدن است که با رعایت این دو نکته سنباده زدن راحتتر می شود. از آنجایی که هنگام سنباده زدن یک قطعه اصطکاک بین سطح و سنباده منجر به تولید گرما می شود و تأثیرت منفی بر روی ویژگی های قطعه مخصوصا با قطعات با فیلامنت های حساس به گرما دارد. از این رو می توان با خیس کردن قطعه قبل از سنباده کاری گرمای اضافی را جذب کرد.

سنباده زدن مخصوصا در قطعات FDM که لایه ها قابل مشاهده هستند بیشتر نیاز است. سنباده زدن قطعات در حرکات دایره ای بسیار مهم است زیرا اگر موازی یا عمود بر لایه ها سنباده بزنید، زیبای بصری قطعه از بین می رود. از طرفی سنباده کاری عملی بسیار زمان بر و خسته کننده است و اجرای آن برای جزئیات و قسمت های کوچک دشوار است. همچنین می تواند بر دقت ابعاد قطعه تأثیر بگذارد. اما با ایجاد یک سطح صاف و زیبا و آماده برای رنگ کردن ظاهری زیبا برای قطعات پرینتر سه بعدی ما فراهم می کند.

3. جوشکاری:

اگر می خواهید که یک قطعه بزرگ را با استفاده از فیلامنت  ABS پرینت سه بعدی کنید اما ساختمان پرینتر سه بعدی شما کوچک است، می توانید جسم بزرگ را در قطعات کوچکتر پرینت کنید و سپس آن ها را به یکدیگر جوش دهید.

در این مورد جوشکاری، به فلزات مربوط نمی شود. در پرینتر سه بعدی FDM جوشکاری به معنای وصل کردن قطعات ABS با استون به یکدیگر است. استون توانایی ذوب ABS را دارد از این رو می تواند قطعات ABS را به یکدیگر متصل کند.

این کار پروسه بسیار آسانی دارد. می توان با به کار بردن مقدار کمی استون روی قطعه، که مانند چسب عمل می کند، باعث ذوب پلاستیک و جوش دادن دو قطعه به یکدیگر شد.

4. چسب کاری:

جوش کاری روشی عالی برای متصل کردن چندین قطعه به یکدیگر است. اما فقط برای قطعات فیلامنت  ABS می توان از آن استفاده کرد. برای اتصال دیگر متریال پرینت سه بعدی می توان از چسب استفاده کرد. اما این اتصال به اندازه ی اتصالی که از طریق جوشکاری به وجود می آید محکم و پایدار نیست و همچنین می تواند باعث کاهش زیبای بصری قطعه شود.

5. پرایمینگ و نقاشی:

پرایمینگ ( Priming ) یک تکنیک پرداخت برای آماده سازی سطح قطعه پرینت سه بعدی برای رنگ کردن است. در این مرحله قطعه را با رنگ پرایمر یا اسپری پرایمر می پوشانیم تا لایه ای پایه برای رنگ کردن فراهم شود.

وقتی قطعه کاملا خشک شود شما می توانید قطعه پرینت سه بعدی را با استفاده از برس یا اسپری رنگ کنید.

بهتر است که رنگ آمیزی و پرایمینگ در محیطی با تهویه یا فضای مناسب انجام گیرد همچنین استفاده از ماسک برای عدم تنفس بخارهای نا خواسته پیشنهاد می شود.

6. صیقل و صاف کردن:

 پرداخت نهایی:

تکنیک های پرداخت نهایی، آخرین مرحله از عملیات پرداخت است. این مرحله شامل تکنیک های :رنگ کردن، صاف کردن، پولیش زدن و Dipping می شود. تلاش های بیشتر برای پرداخت و صاف کردن سطح پرینت سه بعدی موجب نتیجه بهتر خواهد شد.

صاف کردن یک تکنیک رایج پرداخت مخصوصا برای فیلامنت  ABS می باشد. استون توانایی ذوب ABS و  سپس صاف کردن لایه های قابل مشاهده سطح قطعه را دارد.

حمام استون

آسان ترین روش این است که، استون را در یک جعبه بزرگ ( ترجیحا شیشه ای ) بریزید. سپس قطعات پرینت شده را در یک پلتفرم بالای استون درون ظرف قرار دهید. در جعبه را برای 10 یا 20 دقیقه ببندید. بخار استون لایه های بیرونی را ذوب می کند. لازم است توجه داشته باشید که نیاز است بخار استون راهی برای خروج از ظرف داشته باشد بنابراین اگر درب محفظه شما بسیار محکم است از قبل چند سوراخ روی محفظه ایجاد کنید.

اگر ظرف مناسب ندارید می توانید با یک قل مو، استون را روی قطعه خود بزنید. توجه کنید که استون بسیار قابل اشتعال است پس در مکانی با تهویه مناسب این کارا انجام دهید.

پرینتر سه بعدی با صفحه چاپ استوانه ای ( 3D Rotoprinter )

پرینتر سه بعدی چرخشی ( 3D Rotoprinter ) نوع جدید پرینتر سه بعدی FDM است که با استفاده از محور های چرخشی رویکرد منحصر به فرد در تکنولوژی پرینت سه بعدی دارد. در کل پرینتر های سه بعدی ماشین های پیچیده ای هستند اما پرینتر سه بعدی روتوری پیچیدگی بیشتری دارد.

اگرچه پرینتر سه بعدی روتوری منحصر به فرد عمل می کند، اما همچنان بر پایه سیستم دکارتی ( محورهای x, y, z ) است. سبک حرکات پرینتر سه بعدی روتوری مشابه با دستگاه برش CNC است ( جسم در مقابل یک ابزار برشی می چرخد تا قطعه مورد نظر طراحی شود ) اما با این تفاوت که جسم درحال چرخش با کمک ساخت افزایشی ( Additive Manufacturing ) طراحی می شود.

پرینتر سه بعدی روتوری یک سیستم اکستروژن استاندارد FDM دارد که فیلامنت را ذوب و توسط نازل به استوانه درحال چرخش که همان صفحه چاپ پرینتر است اکسترود می کند تا قطعه موردنظر ساخته شود.

ممکن است حرکات پرینتر سه بعدی روتوری کمی غیر معمول و جدید باشد اما ساختار کلی آن (مثلا قاب) کاملا معمولی است و نکته جدید و خاصی ندارد به استثناء صفحه چاپ آن. همچنین پرینتر سه بعدی روتوری از یک اکسترودر  Bowden با هات اند استاندارد FDM استفاده می کند. هد چاپ در طول محور X حرکت می کند همچنین می تواند در امتداد محور Z نیز بالا و پایین برود. اما محورY حرکت چرخشی صفحه چاپ را مشخص می کند. که این همان ویژگی منحصر به فرد سبک حرکت پرینتر سه بعدی روتوری است.

با داشتن ویژگی صفحه چاپ استوانه ای، پرینتر سه بعدی روتوری قطعات استوانه ای، مانند پیچ های رزوه ای را در مقایسه با مدل های قدیمی تر با صفحه چاپ تخت، بهتر و با کیفت تر پرینت می کند. علاوه بر آن اثر پلکانی ( stair-stepping ) که معمولا در پرینتر های قدیمی تر دیده می شود با ویژگی چرخشی این پرینتر کاهش می یابد.

علاوه بر بهبود کیفت بصری قطعات پرینت شده، پرینتر سه بعدی روتوری نیاز به پرداخت پس از پرینت را در مقایسه با پرینتر های سه بعدی FDM معمولی کاهش می دهد. زیرا که در پرینتر روتوری به دلیل مدل خاص استوانه ای آن نیاز به ساپورت گذاری های معمول وجود ندارد و در نهایت باعث کاهش زمان مورد نیاز برای تمیز کردن، حذف ساپورت ها و سنباده زدن گوشه های برآمده و ناهموار می شود.

پرینت سه بعدی آلومینیوم

آلیاژ های آلومینیوم دارای مقاومت شیمیایی عالی و سبک وزن هستند. همچنین بهترین نسبت مقاومت به وزن را در بین تمام فلزات دارا می باشند. ترکیب آلومینیوم با سیلیکون و منیزیم به دلیل توانایی بالای در تحمل شرایط سخت بهترین انتخاب برای صنایع هوافضا و خودرو است.

یکی از بزرگترین مزیت های پرینت سه بعدی آلومینیوم، ساخت قطعات با کانال ها و ویژگی های درونی است که با سایر روش ها امکان پذیر نیست. شما می توانید یک مجموعه چند قطعه ای را به صورت یک واحد پرینت کنید در این صورت زمان ساخت و مونتاژ بسیار کاهش می یابد و قطعه پرینت سه بعدی نیز کارآمد تر و با کیفیت تر است. پرینتر سه بعدی ضایعات کمتری تولید می کند و این مسئله باعث صرفه جویی در مصرف مواد اولیه گران می شود.

ریخته گری و ماشین کاری آلومینیوم هزینه های بیشتری دارد و از انرژی بیشتری در طول تولید استفاده می کند. همچنین هزینه های اضافی برای ابزار و قالب گیری نیز وجود دارد. در حالی پرینت سه بعدی آلومینیوم قابلیت پرینت هر شکلی با هر هندسه ی پیچیده ای را به طور دقیق دارد و این با سایر روش ها امکان پذیر نیست. کار طراحی توسط نرم افزار انجام می گیرد و تولید قطعه بدون نیاز به ابزار خاصی یا ساخت قالب انجام می گیرد. پرینتر سه بعدی می تواند قطعات کم حجم و کوچک را سریع و به صورت مقرون به صرفه تولید کند. همچنین توانایی تولید قطعات بزرگ را با قیمت کمتری دارد. 

کاربرد پرینت سه بعدی آلومینیوم

یکی از کاربرد های پرینت سه بعدی آلومینیوم در خودرو سازی پرینت سه بعدی پیستون های Porsche است، به طوری که پیستون ها به شکلی ساخته شوند که برای بار اعمال شده بهینه شده باشند. در نتیجه پیستون های ساخته شده توسط فناوری پرینت سه بعدی ده برابر سبک وزن تر از سایر روش ها هستند. آنها همچنین دارای یک مجرای خنک کننده یکپارچه هستند که با روش های معمولی قابل تولید نیست. به علت سبک تر بودن پیستون های جدید، می توان سرعت موتور را افزایش و  بار دمایی روی پیستون را کاهش داد تا احتراق بهینه شود.

آلومینیوم در صنعت هوا فضا نیز کاربرد دارد. اگرچه تیتانیوم سبک تر است و اغلب فلز منتخب این صنعت است اما آلومینیوم همچنان در بعضی کاربرد ها پیشرو است. برای مثال ایرباس برای ساخت بعضی از قطعات هواپیماهای خود از قطعات پرینت سه بعدی آلومینیومی استفاده می کند.

بوئینگ نیز از قطعات پرینت سه بعدی آلومینیومی در هواپیماها، ماهواره ها و هلیکوپتر های خود استفاده می کند.

پرینت سه بعدی با استفاده از آلیاژهای آلومینیومی پوشش داده شده با نانو ذرات انتخابی، قطعاتی با استحکام بالا می سازد که می توانند بدون ترک جوش داده شوند. این تکنولوژی فریم های سبک تری ایجاد می کند که موجب کاهش سوخت مصرفی هواپیما در مسیرهای طولانی تر شود.

پرینت سه بعدی اعضای بدن

چند سال پیش پرینت سه بعدی اعضای بدن به نظر تخیلی می آمد. اما اکنون واقعی شده است. و تنها برای آزمایشگاه های پیشرفته تحقیقاتی. چند تا از اختراعات شگفت انگیز به آسانی قابل پرینت برای پرینتر های سه بعدی استاندارد هستند. در ادامه به چند نمونه از دست آورد های محققان در این زمینه اشاره می کنیم.

چشم بیونیک

محققان دانشگاه مینه سوتا نمونه اولیه چشم بیونیک ( Bionic ) توسط تکنولوژی پرینتر سه بعدی ساختند. این دستگاه مجموعه ای از آشکارسازهای نوری نیمه هادی است که از پلیمرها ساخته شده و روی نیمکره شیشه ای چاپ شده است.

چشم بیونیک همیشه غیر واقعی به نظر می رسید. اما اکنون با پیشرفت پرینتر های سه بعدی چند ماده ای به واقعی شدن آن ها نزدیک تر هستیم. قدم بعدی محققان تقویت نمونه اولیه با آشکار سازهای نوری بیشتر و با عملکرد بهتر است. همچنین محققان برای تکمیل پروژه خود در جست و جو راهی برای پرینت سه بعدی روی نیم کره ای نرم تر هستند تا بتوانند آن را در چشم واقعی به کار ببرند.

دندان آنتی باکتریال

محققان در گرونینگن هلند موفق به ساخت دندان پرینت سه بعدی شده اند که توانایی از بین بردن میکروب ها را دارد. این دندان پرینت سه بعدی از رزین معمولی دندان مصنوعی به همراه یون های چهارتایی آمونیوم با بار مثبت ساخته شده است. هنگامی که این مواد با باکتری هایی با پوسته حامل بار منفی آن ها برخورد می کنند، میکروب ها را از بین می برند.

قلب

محققانی در سوئیس موفق به پرینت سه بعدی قلبی از جنس سیلیکون شده اند، که می تواند همانند قلب انسان کار کند. و خون را پمپاژ کند. اما مشکلی که وجود دارد، این قلب پرینت سه بعدی تنها تا 3000 ضربان دوام می آورد. قلب مصنوعی ای که همانند قلب انسان عمل می کند اما تنها 30 تا 45 دقیقه دوام می آورد. هدف از این تحقیقات ساخت قلبی هم از نظر شکل و اندازه و عملکرد کاملا شبیه قلب انسان باشد.

پوست

محققانی در کانادا پرینتر سه بعدی طراحی کرده اند که می تواند ورق های باریکی از پوست انسان را برای پوشش و بهبود زخم های عمیق تولید کند. این اولین پرینتر سه بعدی است که می تواند بافت را در محل تولید کرده و انقلابی در مراقبت های سوختگی ایجاد کند.

بیشتر پرینتر های سه بعدی زیستی موجود، بسیار بزرگ، آهسته، گران و نامناسب با کاربرد های بالینی هستند.

این پرینتر سه بعدی با وزن کمتر از 1 کیلوگرم نوارهایی از جوهر زیستی تولید می کند که جنس آن ها از کلاژن و فیبرین ( fibrin ) است و تمام این فرآیند حداکثر 2 دقیقه طول می کشد.

پرینت سه بعدی ساختارهای مشبک   Lattice Structures

ساختارهای مشبک ابزار قدرتمندی در پرینت سه بعدی هستند. سازه های مشبک با طراحی خوب می توانند قطعه را سبک تر، مستحکم تر کنند و باعث ضربه گیر شدن می شوند و امکان شخصی سازی بهتر برای استفاده نهایی قطعه پرینت سه بعدی را فراهم می کنند. درک نحوه استفاده و ایجاد این ساختارها بخش مهمی از مهندسی محصول و طراحی صنعتی در پرینت سه بعدی نمونه اولیه و تولید قطعه است. ممکن است با infill آشنا باشید. infill کاربرد خاص ساختارهای مشبک است.

ساختارهای مشبک دارای خواص منحصر به فردی هستند و هنگام طراحی یک قطعه یا محصول می توانند مفید باشند. که استفاده از تکنیک های معمولی و قدیمی به جای آن ها می تواند تقریبا غیر ممکن باشد. شما می توانید ساختارهای مشبک را با هر پرینتر سه بعدی و تقریبا هر متریالی پرینت کنید.

فواید استفاده از ساختارهای مشبک

استفاده از ساختارهای مشبک می تواند با حذف مواد مصرفی در مناطق غیر بحرانی مقدار مواد مورد استفاده برای پرینت سه بعدی قطعه را کاهش دهد. اگر از پرینتر های سه بعدی پودری یا رزینی استفاده می کنید، ساختارهای مشبک با کاهش مواد مصرفی هزینه ها را تا حد زیادی کاهش می دهند.

کاهش استفاده از مواد مزیت دیگری نیز دارد؛ کاهش وزن. وزن محصول نهایی شما در بسیاری موارد محدود و مهم است. مخصوصا در قطعات خودرو که باعث کاهش مصرف سوخت می شود.

ساختارهای مشبک خواصی بسیاری دارند که برای جذب انرژی مفید است. با تغییر چگالی و حتی نوع سلول در قسمت های مختلف، می توان طرحی برای جذب انرژی به صورت موثر در جهات مختلف ایجاد کرد. انواع پیچیده ساختارهای مشبک توانایی نشر و تغییر مسیر انرژی در چندین جهت برای جذب نیروهای ضربه ای را دارند. درحالی که همگی همان ویژگی های رزین های مدرن تولید افزودنی را دارا می باشند.

مساحت سطح یک ساختار مشبک چندین برابر یک قطعه صلب با همان اندازه است. این مزیت می تواند برای کاربردهای تبادل گرما یا کاتالیزهای شیمایی بسیار مفید باشد که می توانند با تکیه بر مساحت سطح زیاد به عملکرد خود دست یابند.

علاوه بر تمام این مزایا، زیبایی ظاهری ساختارهای مشبک یکی دیگر از مزیت های منحصر به فرد آن است که بسیاری از طراحان تنها به این دلیل، ساختارهای مشبک را برای محصولات مصرفی خود انتخاب می کنند.

کاربرد ساختارهای مشبک

امروزه بسیاری از صنایع از ویژگی ساختارهای مشبک بهره می برند. در سال های اخیر محصولات، برنامه ها و ایده های جدیدی که از ویژگی ساختارهای مشبک استفاده می کنند افزایش یافته. در ادامه به برخی از آن ها اشاره می کنیم.

ساختارهای مشبک در طراحی ایمپلنت های ستون فقرات کاربرد دارند. با استفاده از این ویژگی سفتی ایمپلنت کاهش پیدا کرده و اجازه می‌دهد نیروها بیشتر به خود ستون فقرات منتقل شوند و در نتیجه آتروفی (atrophy, تحلیل رفتن و ضعیف شدن ) استخوان در اطراف ایمپلنت تیتانیوم کاهش می‌یابد.

 از دیگر موارد استفاده ساختارهای مشبک می توان به ساخت کلاه ایمنی دوچرخه و فوتبال ریدل اشاره کرد. ویژگی ساختارهای مشبک نه تنها آن ها را سبک تر کرده است بلکه باعث ضربه گیر تر و مقاوم تر شدن ان ها نیز شده اند و تا حد امکان از کاربر محافظت می کنند.

پرینت سه بعدی قطعات خودرو

صنعت خودرو سازی یکی از اولین و بزرگترین پذیرندگان تکنولوژی پرینتر سه بعدی است. صنایع خودروسازی بعد از گذشت یک دهه متوجه پتانسیل های نهفته در تکنولوژی پرینترسه بعدی شدند و شروع به سرمایه گذاری در این حوزه کردند. این به معنای خرید پرینتر های سه بعدی صنعتی و همچنین راه اندازی آزمایشگاه های تحقیق و توسعه کامل در زمینه تولید افزودنی بوده و همچنان نیز بر ارزش آن افزوده می شود. امروزه خودروهای مدرن در حال خروج از کارخانه ها داری قطعات پرینت سه بعدی هستند که نشان می دهد آنچه زمانی فقط برای نمونه سازی اولیه بود در حال پیشرفت است.

آنچه در مورد پرینت سه بعدی بسیار جذاب است آماده سازی سریع اجزای قطعات جدید و همچنین آزادی در طراحی است. در صنعت خودروسازی، پرینت سه بعدی برای اهداف مختلفی استفاده می شود. یکی از کاربردهایی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد ساخت جک ها و وسایل مورد استفاده برای ساخت خود خودروها هستند. کاری که فولکس واگن انجام داده است. این قطعات بیشتر ابزارهای تراز هستند که برای تعیین موقعیت نشان ها، بررسی تقارن و شکاف های پانل و موارد دیگر استفاده می شوند. برخی از تولیدکنندگان نیز شروع  به کاربردن قطعات پرینت سه بعدی را در خودروهای تولیدی خود کرده اند. یکی از مثال‌های خوب BMW است که براکت‌های سقفی پرینت‌ سه بعدی شده را به عنوان بخشی از مکانیزم جمع شدن سقف در i8 Roadster نصب کرد.

آزادی طراحی بیشتر منجر به سازه های کارآمدتر می شود که می تواند باعث کاهش وزن یا بهبود جریان هوا و در نتیجه افزایش عملکرد شود. سازنده سوئدی هایپرخودروی Koenigsegg از پرینت سه بعدی برای ایجاد یک محفظه توربو متغیر استفاده کرده است که موجب عملکرد بهتر خودرو شده است. آنها همچنین یک نوک اگزوز از تیتانیوم را پرینت سه بعدی کرده اند که باعث کاهش وزن می شود.

منابع آماده برای استفاده

دو گروه به طور گسترده اقدام به پرینت سه بعدی قطعات خودرو می کنند: خودرو سازان بزرگ و علاقه مندان حرفه ای. این بدین معناست که شرکت های بزرگ خودرو سازی مثل فورد و بوگاتی نیز از پرینترسه بعدی استفاده می کنند اما طرح های آن ها برای عموم در درسترس نیست.

هرچند که نباید علاقه مندان حرفه ای را فراموش کرد که در خانه قطعات خودرو طراحی می کنند و گاها آن ها را در سایت ها پرینت سه بعدی به اشتراک می گذارند . به این معنی که افراد دیگری که به دنبال همان قطعه می باشند می توانند به آن دسترسی پیدا کنند.

در اینجا لیستی از سایت هایی که منبع مدل های پرینت سه بعدی هستند اشاره شده است.

GrapCAD

Thingiverse

3DMixers

Treatstock

STLBaese

نرم افزارهای طراحی

همانطور که می توانید تصور کنید، نرم افزار نقش بسیار مهمی در صنعت خودرو دارد. ابزارهای نرم افزاری را می توان برای ایجاد قطعات و همچنین برای انجام تست عملکرد مجازی و سایر تکنیک های بهینه سازی استفاده کرد.

از راه حل های ساده CAD گرفته تا بسته های نرم افزاری که شامل شبیه سازی چندگانه و ابزارهای مدل سازی می شوند نشان می دهد گزینه های زیادی برای طراحی قطعات خودرو وجود دارد. به خاطر داشته باشید که طراحی قطعات خودرو برای یک مبتدی در نرم افزارهای CAD می توانند دشوار باشد اما طراحان حرفه ای تمام ویژگی های این ابزارها ارائه می دهند را می شناسند.

برخی از بهترین گزینه‌های نرم‌افزار CAD که برای طراحی قطعات خودرو مفید هستند شامل: AutoCAD ،Inventor ، Fusion360، Catia  و SolidWorks می شود.

پرینت سه بعدی لاستیک

آیا می توان لاستیک را توسط پرینتر سه بعدی ساخت؟ پاسخ کوتاه به این سوال خیر است.

برای شرح  آن که چرا نمی توان لاستیک را توسط پرینت سه بعدی تولید کرد، لازم است بدانید که لاستیک یک ماده آلی است که خواص آن تحت تاثیر عوامل خارجی نیست. در واقع وقتی لاستیک برای بالابردن استحکام و حالت ارتجاعی خود تحت ولکانیزاسیون قرار می گیرد، هرگز نمی تواند به حالت مایع بازگردد. فرآیند ولکانیزاسیون، لاستیک را جامد و در حالت پایداری قرار می دهد. و هر فرآیند گرم کردن پس از آن باعث سوختن لاستیک می شود.

بنابراین، مایع نشدن لاستیک دلیل عدم امکان پرینت سه بعدی آن است.

 با این حال، مواد پرینت سه بعدی مشابه با لاستیک وجود دارد که  امکان پرینت سه بعدی لاستیک توسط فیلامنت های انعطاف پذیر را برای شما فراهم کرده است. از بین آن ها TPE ها رایج تر هستند. از TPE برای کاربرد های متفاوتی می توان استفاده کرد که شامل : زیره کفش، دمپایی و... می شود و در کاربرد صنعتی برای حلقه های آبندی استفاده می شود.

در ابتدا پرینت فیلامت های انعطاف پذیر باعث بروز مشکلات متعددی می شد که اکسترودر درایو مستقیم ( Direct drive ) این مشکلات را رفع کرد.

علاوه بر فیلامنت های منعطف، از رزین های انعطاف پذیر نیز برای پرینت سه بعدی مشابه لاستیک می توان استفاده کرد. رزین های منعطف برای پرینت سه بعدی قطعات دقیق و انعطاف پذیر مانند: واشر، دستگیره های سفارشی و... کاربرد دارند. وقتی که می خواهید ویژگی های ارگونومیک را به اسمبلی خود اضافه کنید، انتخاب عالی هستند. قطعات پرینت شده با رزین انعطاف پذیر درست شبیه لاستیک هستند. این به معنای آن است که وقتی تحت فشار قرار بگیرند بعد از حذف نیرو به شکل اولیه خود باز می گردند. با این حال این مشکل وجود دارد که فقط تعدادی پرینتر سه بعدی خاص، رزین چاپ می کنند.برای مثال پرینتر SLA و DLP

اکثر رزین های منعطف تحت آزمایش های مختلف تحمل تنش بالایی قرار می گیرند و  معمولا سختی shore حدود 80HA دارند. به دلیل وجود انعطاف بالا در این قطعات هنگام بارگزاری نیرو خم می شوند اما شکل ثابت خود را حفظ می کنند و در برابر ضربه مقاوم هستند.

پرینت سه بعدی مس

مس یکی از جدید ترین و امیدوار کننده ترین حوزه های پرینت سه بعدی فلز برای همه چیز از موتورهای الکتریکی گرفته تا سینک های حرارتی است. پیش از این پرینت سه بعدی مس به دلیل بازتاب پذیری و رسانایی حرارتی بالا، چالش برانگیز بوده. اما پیشرفت های پرینترها و متریال سه بعدی تا حد زیادی با این چالش ها رو به رو شده است. امروزه پیشرانه های مسی پرینت سه بعدی راکت ها را به فضا می فرستند، سینک های حرارتی را خنک نگاه میدارند و کویل های مسی را برای عملکر بهتر موتور الکتریکی پرینت سه بعدی می کنند.

مس به دلیل توانایی بالا در انتقال گرما و الکتریسته، مقاومت در برابر خوردگی و حتی کشتن باکتری ها و ویروس ها، همیشه یک فلز بسیار مفید بوده است. امروزه تقاضا برای قطعات با هندسه پیچیده افزایش یافته ، زیرا پرینت سه بعدی کاربرد های بیشتری را برای این فلز ارائه می دهد. پرینت سه بعدی قطعات فلزی را دقیق و با جزئیات بیشتر تولید می کند که این باعث کاهش وزن، افزایش کارایی و کاهش زمان ساخت و مونتاژ می شود، زیرا یک مجموعه چند قسمتی را می توان به صورت یک واحد تولید کرد.

پرینتر سه بعدی همچنین باعث کاهش ضایعات این فلز می شود و تولید قطعات را با این فلز گران قیمت کارآمدتر می کند. در این صورت هزنیه ها به صورت چشمگیری کاهش می یابند.

تمام پرینتر های سه بعدی قابلیت پرینت مس را ندارند اما هنوز هم تنوع زیادی در فناوری و قیمت پرینتر ها برای پرینت مس وجود دارد.

بسته به کاربرد های مختلف می توان از پرینتر های متفاوت استفاده کرد برای مثال شما می توانید با فیلامنت های پلاستیکی که پودر مس به آن ها افزوده شده است به وسیله پرینتر سه بعدی FDM جواهرات مسی، اقلام دکوری و قطعات دیگری با ظاهر مسی تولید کنید. اما برای تولیدات پیشرفته تر می توان از پرینتر هایی که از پودر مسی و یا دوغاب مس و پلیمر برای پرینت سه بعدی قطعات صنعتی با خواص مکانیکی بالا و رسانایی عالی استفاده کرد که می توانند استانداردهای بین‌المللی مانند IACS (استاندارد بین‌المللی مس آنیل شده) را برآورده کنند.

پرینتر سه بعدی همجوشی بر بستر پودر یکی از رایج ترین روش های پرینت فلزات، مس را نیز به متریال پرینت سه بعدی خود اضافه کرده است. به دلیل بازتاب پذیر بودن مس امکان استفاده از لیزر برای این فلز امکان پذیر نیست از این رو پرینترهای سه بعدی بر بستر پودر با استفاده از لیزر سبز اقدام به ساخت قطعات مس و آلیاژهای آن کرده اند.

یکی دیگر از انواع پرینترها که برای پرینت مس استفاده می شود بایندر جت است که قطعات فلزی را بدون نیاز به ساپورت تولید می کند. این پرینتر ذرات پودر مس را با استفاده از یک مایع اتصال دهنده بدون نیاز به حرارت طبق الگوی از پیش تعیین شده به یک دیگر می چسباند.

پرینت سه بعدی و فضا

یک شرکت آمریکایی( Launcher ) با کمک تکنولوژی پرینت سه بعدی شروع به ارتقای قطعات موتور جت E-2 خود کرده.

موتور E-2 برای تولید 22000 پوند نیروی رانش در سطح دریا با استفاده از RP-1، شکل بسیار تصفیه شده نفت سفید، و اکسیژن مایع به عنوان پیش رانش طراحی شده است. این موتور به وسیله نقلیه لانچر لایت این شرکت نیرو می‌دهد، که می‌تواند با اولین پرتابش که برای سال 2024 برنامه ریزی شده است، محموله‌هایی تا 330 پوند را به مدار پایین زمین ( LEO ) برساند. که طبق گزارشات، بزرگ‌ترین قسمت از نوع خود با ارتفاع 860 میلی‌متر بوده و به صورت سه بعدی در یک قطعه چاپ شده است.

به گفته لانچر، این محفظه بیشترین نیروی رانش را تولید می کند، کمترین مصرف پیشران را دارد و هزینه کمتری به ازای هر پوند رانش را در کلاس پرتابگرهای ماهواره کوچک ارائه می دهد. موتورهای E-2 لانچر از آلیاژ مس با کارایی بالا پرینت سه بعدی می شوند و به گونه ای طراحی شده اند که برای رسیدن به مدار به پیشرانه کمتری نیاز دارند.

پرینت سه بعدی مجسمه های کوچک و فیگور ها:

یکی از رایج ترین دلایل تهیه پرینتر سه بعدی برای افراد مختلف ساخت وسایل سرگرمی و پرینت گجت ها، فیگورها و مجسمه های مینیاتوری است. این باور عمومی وجود دارد که رزین ها جزئیات کوچکتر را دقیق تر و بهتر چاپ می کنند و پرینتر سه بعدی FDM در پرینت اجسام و جزئیات بزرگتر کارآمد تر است. این باور می تواند درست باشد اما می توان با تنظیمات مناسب پرینتر سه بعدی FDMنتایجی مانند رزین دریافت کرد. در ادامه به چندین روش و نکته اشاره خواهیم کرد که با اعمال آن ها و انجام بعضی تغییرات می توانید نتایج شگفت انگیزی مشاهده کنید.

لایه ها:

مزیت اصلی پرینتر سه بعدی داشتن ارتفاع است. پرینت ساختارهای عمودی از طریق تجمع لایه ها به دست می آید. اما تمام لایه ها مساوی نیستند.

دو جنبه اصلی یک مدل، ارتفاع لایه و لایه ی بالایی است. ارتفاع لایه، ضخامت هر لایه است که در کسری از میلیمتر اندازه گیری می شود. هرچه لایه نازک تر باشد جزئیات بیشتر نمایش داده می شود. اگرچه لایه های خیلی نازک زمان بیشتری برای پرینت نیاز دارند. همچنین لایه ها دچار نقص یا حتی باعث خراب شدن کلی پرینت می شوند. در نتیجه شما به یک تعادل بین زمان و جزئیات قطعه پرینت سه بعدی نیاز دارید.

برای پرینت سه بعدی فیگور ها با ارتفاع 0.01 میلیمتر شروع کنید؛ این نکته عالی به نظر می رسد، اگر زمان زیاد پرینت را نادیده بگیریم.

توجه داشته باشید که گاهی اوقات کمیت بر کیفیت برتری دارد؛ افزایش ارتفاع لایه ها برای افزایش سرعت پرینت گروهی از فیگور ها باعث می شود جزئیات زیادی نمایش داده نشود. اما در این حالت هدف ما پرینت تعداد بالاست پس چاپ دقیق و با کیفت برای ما ارجحیت ندارد. بنابراین لازم به چاپ با کیفیت نیست.

سرعت:

سرعت پرینت یکی از مهم ترین مؤلفه پرینت سه بعدی است و همچنین دستیابی به یک سرعت خوب کمی پیچیده است. اگر سرعت بسیار بالا باشد با مشکلاتی مثل ایجاد حباب یا ضعف در چسبندگی لایه های یا حتی از بین رفتن کامل قطعه پرینت سه بعدی مواجه خواهیم بود. اگر سرعت بسیار پایین باشد باعث پرینت ناقص به دلیل افزایش نیروهای کششی با گذشت زمان می شود.

سرعت پرینت اولین لایه ها را کاهش دهید؛ کلید یک پرینت خوب، داشتن لایه اول جامد و محکم است. بنابراین لایه اول را به آرامی چاپ کنید. هرچه سرعت چاپ لایه اول پایین تر باشد چسبندگی مابقی قطعه بهتر خواهد بود.

سرعت حرکت نازل در مواقعی که در آن هات اند حرکت می کند اما اکسترود نمی کند را تنظیم کنید. اگر این سرعت بسیار پایین یا بسیار بالا باشد باعث بروز مشکلاتی حتی خراب شدن کامل مدل پرینت سه بعدی ما می شود. همچنین فراموش نکنید برای افزایش کیفت پرینت سه بعدی خود سرعت retraction را نیز افزایش دهید از آنجایی که سرعت retraction، سرعتی است که در آن فیلامنت به داخل هات اند برمی گردد. اگر این اقدام به اندازه کافی سریع نباشد فیلامنت روی مدل پرینت سه بعدی چکه می کند و افت کیفیت را به همراه دارد.

ساپورت:

تمام مدل هایی که پرینت سه بعدی می شوند به ساپورت نیاز دارند و این برای فیگور ها و مجسمه های مینیاتوری استثنا نیست.

ساپورت ها ساختارهای هستند که توسط برنامه اسلایسر ساخته می شوند تا قطعه را در طول پرینت سه بعدی بر روی صفحه چاپ ثابت نگه دارند. بدون ساپورت ها جسم فرو می ریزد.

با این حال استفاده از ساپورت ها نیز مشکلات خود را به همراه دارد. برای مثال: بعد اتمام پرینت ساپورت ها باید از جسم جدا شوند که مشخصا گاهی اوقات بعد از حذف ساپورت ها جای آن ها روی جسم باقی می ماند. معمولا این ساپورت ها در محلی که کاملا در معرض دید است استفاده می شوند که این به این معناست که رد آن ها به وضوح قابل رویت خواهد بود. و همچنین ممکن است با جدا شدن به جسم پرینت سه بعدی آسیب بزنند. 

برای حل این مشکل می توان فقط برای شیب های "شدید" از ساپورت استفاده کرد. تشخیص آنکه کدام شیب یا برآمدگی شدید است خود جای بحث دارد. اما می توان شیب 60 درجه را مبنا قرار داد. ساپورت گذاری برای هر چیزی کمتر از 60 درجه اتلاف وقت، انرژی و فیلامنت است.

همچنین می توان از ساپورت های درختی استفاده کرد. ساپورت های درختی ساختارهایی را ایجاد می کنند که مدل را از تمام جهات پشتیبانی می کند. این باعث می شود که تماس نقطه ای کمتری با مدل داشته باشد و به راحتی حذف شود و می تواند از قسمت های ظریف مدل مثل نیزه ها یا شاخک ها پشتیبانی کند.

خنک کردن:

پرینت FDM در اصل پروسه ذوب فیلامنت و سرد شدن آن در هندسه ای جدید است. برای کنترل دما در این پروسه راه هایی وجود دارد که یکی از آن ها استفاده از فن خنک کننده در کنار هات اند است تا هوا را برای خنک شدن جسم در حال پرینت سه بعدی انتقال دهد. عمل خنک کردن برای جسم های مینیاتوری بسیار مهم تر از اجسام بزرگ و حجیم است زیرا که هات اند مدت طولانی را در یک محیط محدود می ماند که این شانس دفرمه شدن جسم را افزایش می دهد.

در حین پرینت مطمئن شوید که خنک کننده روشن است. این موضوع را در نرم افزار اسلایسر خود چک کنید. توجه داشته باشید که خنک کردن به نوع فیلامنتی که شما استفاده می کنید بستگی دارد. برای مثال PLA نیاز به خنک کردن در تمام طول پرینت دارد اما هنگام کار با فیلامنت ABS نیاز به روشن بودن فن خنک کننده نیست. حتی می توان گفت با خنک کردن آن احتمال خراب شدن مدل پرینت سه بعدی وجود دارد. دمای متناسب با نوع فیلامنت خود را پیدا کنید تا پرینت موفقیت آمیز داشته باشید.

میزان کردن پرینتر:

اگر پرینتر سه بعدی شما خراب باشد تنظیمات اسلایسر اهمیتی ندارد و کمکی نمی کند. تعمیر و نگه داری منظم پرینتر سه بعدی FDM تضمین می کند که شما با اطمینان و دقت پرینت کنید. و باعث افزایش کیفت در پرینت جزئیات یا حتی افزایش سرعت در پرینت تعداد بالا فیگور ها می شود. مواردی که برای سرویس و نگه داری پرینتر سه بعدی باید در نظر داشت: تسطیح صفحه چاپ، تمیز کردن نازل و بهبود امکانات پرینتر سه بعدی در صورت نیاز است.

تمیز بودن نازل نکته ای بسیار حائز اهمیت است. گرفتگی نازل می تواند باعث تشکیل حباب بر روی مدل پرینت سه بعدی به دلیل اکسترود کم ماده ( Under-Extrusion) باشد. بنابراین تمیز کردن منظم هات اند بسیار ضروری است.

همچنین برای باز داری از پرینت با نازل مسدود شده می توان چندین نازل ارزان قیمت تهیه کرده و در صورت انسداد آنها را تعویض کنیم. مزیت دیگر این کار داشتن چندین نازل با قطرهای متفاوت است که امکان امتحان جریان های مختلف فیلامنت و ضخامت های متفاوت لایه ها برای پرینت را فراهم می کند.

تراز کردن صفحه چاپ یکی دیگر از نکاتی است که به آن باید توجه کرد. زیرا حتی کوچکترین تغییرات نیز می تواند پرینت را خراب کند. بنابراین توجه به تراز و تسطیح صفحه چاپ امری مهم و ضروری است.

پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی دستگاهی حاصل از تخیلات بی حد و مرز بشر است که جهت کاهش هزینه و زمان ساخت و نمونه اولیه قطعات ، به عنوان بهترین و سریعترین انتخاب محسوب می شود .

پرینتر های سه بعدی جهت قابل لمس  کردن و واقعی کردن طرح ها و ایده های شما بهترین گزینه هستند.

پرینتر سه بعدی برای طراحی صنعتی ، طراحی نمونه قطعات خودرو، هوا فضا، تجهیزات کمیاب و خاص، مهندسان مکانیک، الکترونیک، مکاترونیک، معماری و...  مورد استفاده قرار می گیرد .

قطعات تولید شده توسط پرینتر سه بعدی دقیق، سریع، ارزان و محکم هستند که در موارد زیر کاربرد دارند :

1. ساخت انواع قطعات بدون طی کردن فرآیند های پیچیده ساخت و تولید.

2. بررسی ایده و طراحی انجام شده بر اساس مدل واقعی پرینت شده.

3. ساخت قالب رزینی یا تزریق پلاستیک برای قطعه مورد نظر.

4. صنعت ریخته گری، صنعت هوا فضا، صنایع نظامی .

5. معماری و ماکت سازی، ساخت بدنه سیستم های الکترونیکی و رباتیک، پزشکی جهت ساخت پروتز 

6. مجسمه سازی و نمونه کارهای هنری ، تزئینی و...

مزیت پرینت سه بعدی نسبت به فرایندهای ساخت سنتی
اساسی ترین ویژگی متمایز کننده پرینت سه بعدی از فرایندهای ساخت سنتی این است که پرینت سه بعدی یک فرایند ساخت افزایشی است .

پرینت سه بعدی یک روش ساخت کاملاً متفاوت بر اساس فناوری پیشرفته است که قطعات را به صورت افزایشی ( لایه گذاری متوالی ) تولید می کند.
در تولید سنتی محدودیت‌هایی وجود دارد. برای مثال، در قالب گیری و ریخته گری نیاز به طراحی و ساخت قالب می باشد.
فرایند CNC یک فرآیند تولید کاهشی می باشد. بنابراین محدودیت هایی دارد به طور مثال اگر قطعه ما یک حجم توخالی باشد و داخل قطعه دارای جزئیات باشد، CNC قادر به ساخت چنین قطعه ای نیست ولی با پرینتر سه بعدی به راحتی می‌توان چنین قطعه ای را ساخت. می توان گفت پرینتر سه بعدی انقلابی در طراحی و ساخت ایجاد کرده است.

پرینت سه بعدی یک فناوری توانمند است که توسط آن بدون ابزار و با کاهش هزینه ها می توان قطعات پیچیده را ساخت.

پرینتر سه بعدی غذا

اگر می خواهید یک تکه شکلات با شکل صورتتان یا فردی دیگر داشته باشید پرینتر سه بعدی غذا اکنون این امکان را فراهم می کند. پرینت غذا از جمله جدید ترین کاربردهای پرینتر سه بعدی است.

پرینتر سه بعدی مواد غذایی بسیار شبیه به کارکرد پرینتر سه بعدی FDM است. به این معنا که یک ماده ویسکوز روی یک سطح اکسترود می شود تا یک جسم ایجاد شود. تمام فرآیندهای چاپ حرفه ای مواد غذایی یکسان هستند. به طوری که مواد داخل ظرفی سرنگ مانند وارد می شوند و نازل مواد غذایی را روی سطح، مطابق با مسیری از پیش تعیین شده اکسترود می کند.درحال حاضر تعداد زیادی پرینتر سه بعدی در بازار وجود دارد که به شما کمک می کند نسخه های دیجیتالی چیزهایی مانند شیرینی، مجسمه های شکلاتی و ماکارونی را بسازید.

 امروزه اکثر پرینتر های سه بعدی غذا در رستوران های خاص، آشپزخانه های ملکولی و نانوایی های فانتزی استفاده می شوند. این تکنولوژی هنوز قابل استفاده در مقیاس بزرگ نیست و نیاز به پیشرفت بیشتر دارد.

پرینتر های سه بعدی مواد غذایی بیشتر برای طراحی ساختمان های غذا و دیزان های پیچیده کاربرد دارند تا برای پخت کامل غذا. معمولا پس از اتمام فرآیند پرینت، غذاها یا آماده ی خوردن هستند یا برای طبخ در اجاق قرار می گیرند. البته ماشین PancakeBot، پنکیک را با اکسترود کردن خمیر روی سطح داغ درست می کند اما هنوز هم نیاز است کسی آن را برگرداند.

تولید گوشت یکی از آلاینده ترین صنایع در جهان به شمار می رود که باعث آلودگی محیط زیست و تغییرات اقلیمی بخاطر نگهداری از دام ها می شود از این رو امروزه بسیاری از کشورها در حال کار بر روی گوشت پرینتر سه بعدی هستند که بافت بو و مزه گوشت واقعی را با مواد گیاهی قابل چاپ تقلید می کند در این صورت گوشت پرینت سه بعدی، ارزش غذایی گوشت را واقعی بدون مضرات آن دارا می باشد و قیمت کمتری نیز دارد.  

همچنین می توان از تکنولوژی پرینت سه بعدی برای پرینت غذای فضانوردان در فضا استفاده کرد. ناسا در حال آزمایش پیتزای پرینتر سه بعدی به جای غذای خسته کننده برای فضانوردان است. پرینتر سه بعدی می تواند یک پیتزای 12 اینچی را در 5 دقیقه پرینت کند که این امر نه تنها در فضا بلکه در رستوران ها نیز آیده آل است.