پلاگ های پونکتال پرینت سه بعدی

خشکی چشم یک اختلال مضمن رایج که میلیون ها نفر را در سراسر جهان درگیر کرده است .این بیماری معمولا بر اثر تولید کم اشک و یا تبخیر لایه اشکی رخ می دهد و در صورت عدم درمان ممکن است  منجر به التهاب قرنیه یا عفونت هایی مانند ورم ملتحمه شود.

سندرم چشم خشک معمولا از طریق درمان های موضعی مثل تجویز قطره چشم درمان می شود که در این روش مقدار دارویی ورودی به خون ضعیف بوده و روند درمان را کند می کند.

اکنون پزشکان بررسی کرده اند که چگونه با استفاده  از پرینت سه بعدی می توان درمان جایگزین برای خشکی چشم ارائه کرد.

تیمی از پزشکان از روش پرینت سه بعدی پردازش نور دیجیتال ( DLP) برای تولید punctal plugs استفاده کردند، که دستگاه های پزشکی کوچکی هستند که در مجرای اشک چشم قرار می گیرند تا آن را مسدود کرده و از تخلیه مایع جلوگیری کنند. پلاگ های پونکتال پرینت سه بعدی برای کاهش علائم خشکی چشم و ارائه یک روش درمانی جایگزین برای تجویز موضعی، مانند قطره چشم، طراحی شده اند.

استفاده از punctal plugs یک استراتژی درمانی غیر تهاجمی برای کاهش سندرم چشم خشک است و با مسدود کردن مجرای اشک برای جلوگیری از تخلیه اشک و بهبود پایداری لایه اشک عمل می کند. تکنیک‌های پرینت سه بعدی مبتنی بر فوتوپلیمریزاسیون مانند DLP وضوح ویژگی عالی و سطح صاف را ارائه می‌دهند، و چون در دمای اتاق کار می‌کنند می‌توانند از تخریب حرارتی داروها در دستگاه‌های پزشکی نیز جلوگیری کنند.

چاپ سه بعدی DLP همچنین امکان تهیه اندازه‌ها، شکل‌ها و دوزهای دارویی مختلف punctal plugs را در یک مرحله فراهم می‌کند.

اگرچه این فناوری همچنان در حال توسعه است اما با تکنولوژی پرینت سه بعدی توانایی شخصی سازی داروها بر اساس نیازهای بیمار، تسریع در زمان بندی تحویل دارو، و امکان ارائه داروی درخواستی برای افرادی که در بیمارستان ها، داروخانه ها و مناطق صعب العبور هستند را دارد.

مروری کوتاه بر تاریخ پرینتر سه بعدی

در اواخر دهه ۱۹۸۰ فناوری پرینت سه‌بعدی را نمونه سازی سریع می نامیدند؛ چون به عنوان روشی سریع و مقرون به صرفه برای ساخت نمونه‌های اولیه تصور می شد.
فناوری پرینت سه‌بعدی در ماه می سال ۱۹۸۰ در ژاپن توسط دکتر کوداما ثبت شد.
در سال ۱۹۸۶ اختراع دستگاه استریولیتوگرافی ( SLA ) توسط چارلز هال ثبت شد. او اولین دستگاه SLA را در سال ۱۹۸۳ اختراع کرد.
اولین دستگاه نمونه سازی سریع تجاری با نام SLA-1 در سال ۱۹۸۷ معرفی شد و پس از بررسی های دقیق در سال ۱۹۸۸ به فروش رسید.
کارل دکارد در سال ۱۹۸۷ در آمریکا فرآیند چاپ پخت لیزر به صورت انتخابی ( SLS ) را ثبت کرد.
در سال ۱۹۸۹ اسکات کراپ یکی از موسسان شرکت استرا تاسیس مدل‌سازی رسوب‌گذاری ذوب ( FDM ) را اختراع کرد و در سال ۱۹۹۲ این اختراع به نام شرکت استراتاسیس ثبت شد.
در سال ۱۹۹۶ در موسسه فناوری لیزر فران هوفر در آلمان فرایند ذوب لیزر به صورت انتخابی ( SLM ) آغاز شد و در سال ۲۰۰۰ معرفی گردید.
اولین پرینترهای سه بعدی ارزان قیمت با قیمتی کمتر از ۱۰۰۰۰ دلار در سال ۲۰۰۷ به بازار آمدند.
با توجه به اینکه چاپ سه بعدی یک فن آوری می باشد مانند دیگر فناوری ها زندگی بشر را از جنبه های مختلف تحت تاثیر قرار داده و به مرور زمان رو به رشد و در حال تکامل می باشد.

 تفاوت پرینترهای سه بعدی slm و dmls

 هر دو این پرینترهای سه بعدی برای ساخت قطعات فلزی به کار میروند. در این پرینتر ها نیز مانند دیگر پرینترهای سه بعدی ابتدا فایل دیجیتال سه بعدی توسط نرم افزار به صورت لایه به لایه در می آید و سپس هر لایه با استفاده از پودر فلز و نور لیزر به شکل جامد درآمده و این کار تکرار می گردد تا قطعه نهایی ساخته شود.

در پرینتر سه بعدی SLM انرژِی ثابت از نور لیزر بر روی پودر فلز از یک جنس ثابت کار می کند ولی در پرینتر سه بعدی DMLS نور لیزر با انرژی و دمای متفاوت بر روی پودر فلزات و آلیاژهای متفاوت کار می کند و در نتیجه قطعه ساخته شده از فلزات و آلیاژهای متفاوتی ساخته میشود که کاربردهای خاص خود را دارند. 

چگونه پرینت سه بعدی یک مدل معماری را بسازیم؟

پیشرفت در تکنولوژی پرینت سه بعدی شیوه کار بسیاری از صنایع را تغییر داده است، بخش معماری نیز از این قاعده مستثنی نیست. شرکت های معماری از مزایایی پرینتر سه بعدی از نظر سرعت، هزینه، کارایی و دقت، بیشترین سود را می برند. ارائه دهندگان خدمات مدل سازی سنتی نیز به سرعت از این فناوری استفاده می کنند که به آنها کمک می کند مدل های دقیق تر، سریع تر و ارزان تر تولید کنند.

هیچ کدام از نقشه ها، طرح های اولیه و حتی مدل های سه بعدی دیجیتال نمی توانند تجسم واقعی از مدل را آنگونه که پرینت سه بعدی نشان می دهد، تکرار کنند. با استفاده از پرینتر سه بعدی می توانید بارها و بارها مدل خود را پرینت کرده و آن را عیب یابی کنید تا بهترین مدل با کمترین اشتباه را ارائه دهید.

برای پرینت سه بعدی مدل معماری خود به کمک یک نرم افزار طراحی، مدل سه بعدی خود را طراحی کنید و سپس آن را به نرم افزار اسلایسر پرینتر سه بعدی تحویل دهید. پس از پرینت مدل خود را با مونتاژ قطعات، سباده زنی و رنگ آمیزی اصلاح کنید.

پرینتر های مناسب برای معماران

انتخاب پرینتر به بودجه، آشنایی شما با ماشین ها و عوامل دیگری که مختص کار شما است، بستگی دارد. در اینجا ما به معرفی سه نوع از پرینتر ها که بیشتر در معماری استفاده می شود می پردازیم.

پرینتر سه بعدی FDM

طیف گسترده ای پرینتر های ارزانِ FDM که یک حلقه فیلامنت را برای ساخت اکسترود می کنند، رایج ترین پرینتر های خانگی هستند. مزیت اصلی پرینتر سه بعدی FDM (جدا از ارزان بودن آن) توانایی استفاده از فیلامنت در رنگ ها و انواع مختلف است. با این پرینتر به راحتی می توان انواع فیلامنت را با خواص مختلف پرینت کرد. همچنین امکان پرینت با یک یا چند فیلامنت به طور همزمان وجود دارد.

بسته به کیفت ( و معمولا قیمت ) پرینتر FDM کارهای بیشتری برای از حذف ساپورت ها و سنباده زدن لایه برای رسیدن به کیفیت مطلوب برای رنگ آمیزی یا افزودن سطوح دیگر نیاز داشته باشد. پرینتر های سه بعدی با اکستروژن دوگانه وجود دارد که توانایی پرینت با دو متریال مختلف به طور همزمان را دارند. با استفاده از این پرینتر ها می توان ساختار ساپورت ها را با متریالی که قابل حل باشند پرینت کرد که در این صورت کیفت سطح مدل ما افزایش خواهد یافت.

 پرینتر سه بعدی SLA

این پرینتر از رزین پلیمری مایع استفاده می کند که توسط لیزر UV پخت می شود. پرینتر سه بعدی SLA سطح بالای از جزئیات و سطوحی صاف و با دوام را ارائه می دهد. پرینتر های سه بعدی SLA کوچک و رومیزی در بازار موجود می باشند اما برای پرینت کامل مدل های معماری پرینتر هایی حرفه ای در مقیاس بزرگ بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. حجم بزرگ ساخت، امکان تولید مدل ها را به صورت کامل را دارد که این به معنای صرف زمان کمتر برای پنهان کردن خطوط اتصال و کیفت بهتر آن است. با پرینتر SLA هر بار فقط می توانید با یک ماده کار کنید همچنین تنوع متریال کمتری برای پرینتر های رزینی نسبت به FDM وجود دارد.

بایندر جت رنگی

با استفاده از پودر پلاستیک به عنوان متریال سه بعدی، پرینتر سه بعدی بایندرجت می تواند به صورت رنگی و با جزئیات دقیق و همچنین بدون نیاز به ساپورت مدل شما را پرینت کند. این پرینتر کارهای پس از پرینت شما را کاهش می دهد زیرا دیگر نیازی به رنگ کردن مدل خود ندارید. پس از حذف پودرهای اضافی مدل در یک چسب تثبت کننده فرو می رود تا سطوح بیرونی را ببند و استحکام بیشتری به آن اضافه کند.

پرینتر های FDM رنگی نیز وجود دارد اما برای مدل های معماری از تکنولوژی بایندر جت استفاده می کنند یا فناوری Multi Jet Fusion رنگی انجام می‌شود. برخی از شرکت‌ها چاپ با این فناوری را به صورت تک رنگ انتخاب می‌کنند تا به رنگی شفاف و مات دست پیدا کنند تا کیفیتی مانند مجسمه داشته باشند.

دستگاهی که بطری ها را به فیلامنت تبدیل می کند!

چنگ (Cheng) یک طراح صنعتی اهل کالیفرنیا دستگاه بازیافتی به اسم Polyformer ساخته است که می تواند بطری های از جنس پلاستیک PET را به فیلامنت هایی برای پرینت سه بعدی تبدیل کند. Polyformer به گونه ای طراحی شده است که با استفاده از زباله ها اقدام به تولید محصولات جدید می کند که این تولید را برای تولید کنندگان مستقل، ارزان تر و به صرفه تر می کند.

این طرح منبع باز است. به این معنا که یک کتابچه ی راهنما به صورت گام به گام ساخت آن را توضیح می دهد به صورت رایگان در درسترس است تا دیگران از آن استفاده کرده و با شرایط خود طبیق دهند. این دستگاه به شکلی طراحی شده است که تمام قطعات قابل پرینت سه بعدی هستند و خود چنگ می گوید تمام دستگاه را با بطری های PET بازیافت شده ساخته است که باعث شده ظاهری شفاف به آن بدهد.

Polyformer مجهز به ابزار برش با stacked bearing است که بطری های پلاستیکی را به نوار طولانی برش می دهد. کاربران می توانند این نوارها را به هات اند وارد کرده تا از طریق یک نازل برنجی ذوب شده و به صورت فیلامنت هایی با قطر 1.75 میلی متری اکسترورد شود. انتهای فیلامنت روی یک قرقره بسته می شود و فیلامنت را حین اکسترود می پیچید بعد از پر شدن قرقره می توان آن را در یک پرینتر سه بعدی استفاده کرد.

ساپورت گذاری

هنگام کار با پرینتر سه بعدی FDM حتما به مشکل ریزش قسمتی از قطعه پرینت سه بعدی که شیبدار و معلق است برخورد کرده اید. پرینتر سه بعدی FDM به وسیله رسوب گذاری لایه به لایه، قطعات پرینت سه بعدی را می سازد. هر لایه برای استقرار نیاز به پشتیبانی لایه زیری خود دارد. اگر مدل شما شیبدار  یا قسمتی از آن در هوا معلق باشد ( overhang )، هیچ گونه لایه پشتیبانی برای استقرار ندارد، بنابراین فرو می ریزد و پرینت سه بعدی را خراب می کند. به همین دلیل برای پرینت قطعات شیبدار، لازم است ساختارهای ساپورت را برای تضمین یک پرینت بدون نقض به کار ببریم.

به طور کلی، در مواقعی که مدل پرینت سه بعدی شما یک پل یا بیرون زدگی داشته باشد که هیچ گونه پشتیبانی زیر آن وجود ندارد شما نیاز به استفاده از ساختارهای ساپورت گذاری دارید تا بتوانید قطعه خود را پرینت کنید.

تمام بیرون زدگی ها یا پل ها نیاز به استفاده از ساپورت گذاری ندارند. بیرون زدگی های که زاویه آن ها 45 و بیشتر از 45 درجه است بدون استفاده از ساختار ساپورت به راحتی پرینت می شوند اما برای زاویه های کمتر از 45 درجه لازم است برای داشتن پرینت بدون عیب و نقص از ساختارهای ساپورت استفاده کنید. همچنین اکثر پرینتر های سه بعدی FDM پل هایی با طول کمتر از 5 میلیمتر را بدون نیاز به ساپورت پرینت می کنند در حالی که پل هایی با طول بیشتر از 5 میلیمتر نیاز به ساپورت دارند.

ساختار ساپورت گذاری به دو نوع رایج ساختار درختی و خطی یا آکاردئونی تقسیم می شوند.

ساختار درختی: ساختاری شبیه به درخت دارد. این نوع از ساپورت پرینتر سه بعدی تنها به نقاط خاصی از بیرون زدگی متصل می شود. این نوع ساپورت پرینتر سه بعدی راحت تر جدا می شود و آسیب کمتری به سطح زیرن خود میزند. اما توجه داشته باشید که ساپورت درختی برای برآمدگی های مثل نوک بینی، نوک انگشت و قوس ها مناسب است. و پشتیبانی خوبی برای بیرون زدگی های مسطح ایجاد نمی کند.

ساپورت خطی یا آکاردئونی: رایج ترین نوع ساپورت که در پرینت سه بعدی استفاده می شود ساپورت خطی است. این نوع از ساپورت از ستون هایی تشکیل شده است که کاملا به سطح قطعه متصل می شوند. ساپورت خطی تقریبا برای انواع بیرون زدگی ها و سطوح شیبدار مناسب است اما هنگام جدا کردن ممکن است به سطح قطعه آسیب برساند.

ساخت چرخدنده دستگاه لیتوگرافی با پرینتر سه بعدی

این چرخدنده با نرم افزار کتیا طراحی و توسط پرینتر سه بعدی و فیلامنت ABS ساخته شده است . 

ساخت سردیس با پرینتر سه بعدی

پرینت سه بعدی سردیس و تندیس با دقت و جزئیات بسیار بالا

نمونه پرینت سه بعدی

ساخت نمونه قطعه یک طرح صنعتی توسط پرینتر سه بعدی با استفاده از فیلامنت PLA 

ساخت ماکت دیفرانسیل با پرینتر سه بعدی

ارسال فایل و سفارش پرینت سه بعدی

فایل مورد نظر خود را جهت بررسی و پرینت و یا استعلام قیمت در فرمت STL , OBJ  به صورت فشرده (rar یا zip) همراه مشخصات و شماره تماس خود از طریق لینک زیر و یا واتساپ ارسال نمایید .

  تایید ارسال را از شماره 09131854454 دریافت کنید.  پرینتر سه بعدی در شهرکرد

 فایل دارای مشخصات زیر باشد :

1. فایل خروجی از نرم افزار سه بعدی باید دارای حجم یا solid باشد و ترجیحا پسوند STL ,OBJ , stp 
2. قبل از خروجی گرفتن نرم افزار سه بعدی دقت کنید تنظیمات فایل خروجی آن بر روی میلیمتر تنظیم شده باشد .
3. تمام دیوارها و اجزاء فایل دارای ضخامت حداقل 1 میلیمتر باشند .
4. برای مدل های معماری از متریال استفاده ننمائید .

صفحه چاپ شیشه ای (  the glass print bed )

صفحه پرینت شیشه ای بهترین گزینه برای داشتن پرینت بدون عیب و نقض است. این موضوع که هیچ یک از صفحات ساخت بی نقض نیست به صورت گسترده ای پذیرفته شده است؛ ایده آل ترین برای شما تا حد زیادی به کاربرد و قطعه ای که می خواهید پرینت کنید بستگی دارد. شیشه به عنوان صفحه پرینت مزایای زیادی دارد که سزاوار توجه زیادی است.

در کل چیزی که شیشه را گزینه بسیار مناسبی به عنوان صفحه چاپ می کند؛ صاف، سفت، متراکم و ارزان بودن آن است. در ادامه به مزیت های شیشه اشاره خواهیم کرد.

صافی: صفحه چاپ باید کاملا صاف باشد تا در طول پرینت مشکلی پیش نیاید. وقتی که شیشه به صورت صحیح ساخته شود به طور طبیعی سفت و در برابر حرارت مقاوم می شود.

پرداخت صاف: در پرینت سه بعدی، طراح انتظار دارد که قسمت پایینی قطعه کاملا صاف و مسطح باشد؛ شیشه این موضوع را تضمین می کند. سطح صاف و آیینه ای شیشه این امکان را به ما می دهد که سطوح پایینی قطعات پرینت شده صاف باشد در حالی که این در سایر صفحات چاپ اتفاق نمی افتد.

دوام: بسیاری از صفحات چاپ به دلیل گرما و انقباض تحمل استفاده مکرر را ندارند. برای مثال پلاستیک و اکرلیک. و در نهایت باید مکررا تعویض شوند. زیرا که صفحه شروع به لب پریدگی، خراش خوردن، تاب برداشتن و پوسته شدن می کند. اما شیشه به دلیل سفت و ضد خراش بودن، به ندرت نیاز به تعویض دارد و شما می توانید از کیفت بالا و پایدار پرینت خود لذت ببرید.

قیمت: با وجود مزیت دوام بالا در بد شیشه ای پرینتر  و عدم نیاز به تعویض مداوم در هزینه ( و زمان ) صرفه جویی می شود.

جدا کردن آسان: استفاده از زور برای جدا کردن پرینت از صفحه پرینت مطلوب نیست. که در این صورت شانس شکستن قطعات نازک و همچنین صدمه زدن به خود یا اجزای پرینتر وجود دارد. صفحه چاپ شیشه ای بخاطر جدا شدن آسان جسم معروف است و تجربه پرینت سه بعدی را لذت بخش تر می کند.

تمیز کردن آسان: صفحه ها معمولا چربی، گرد و خاک و خرده پلاستیک های ناخواسته را جذب می کنند و منجر به ناصاف، چسبنده و نا مطلوب شدن صفحه چاپ می شوند. در نتیجه تمیز کردن صفحه یک امر ضروری قبل از هر پرینت محسوب می شود. تعدادی کمی از صفحه ها مانند یک صفحه صیقل شیشه ای به راحتی تمیز می شوند . و این باز هم بخاطر هموار، صاف و سخت بودن آن است.

گرمایش یکنواخت: حتی برای موادی که نیاز به گرما ندارند گرم کردن صفحه پرینت در کیفیت پرینت تاثیر می گذارد. به علت عدم وجود رسانایی گرمایی در شیشه، معمولا بیشتر طول می کشد تا گرم شود اما در مقایسه با سایر صفحات پرینت بهتر گرما را پخش و مسئله لایه اول را حل می کند همچنین این اطمینان وجود دارد مناطق مخالف به صورت یکسان تاثیر می گیرند.

صندلی پرینت سه بعدی پورشه

صندلی خودرو رابط بین انسان و وسیله نقلیه است و ممکن است ساعت ها مجبور به نشستن روی آن باشیم، بنابراین صندلی راحت و مناسب با فرم بدن هر فرد می تواند تجربه رانندگی دلپذیری برای او رقم بزند.

پورشه ( Porsche ) صندلی با فناوری پرینت سه بعدی عرضه کرده است که منحصراً برای هر فرد طراحی می شود تا به راحتی او کمک کند.

این مدل خاص برای سوپر ماشین های Boxster, Cayman  و 911 قابل سفارش است. فرم بدنه این صندلی دارای بالشتک و پشتی پرینت سه بعدی و سفتی آن قابل تنظیم است.

 لارس کرن ( Lars Kern )، راننده تست پورشه، صندلی جدید را در پیست مسابقه ترسناک نوربرگرینگ نوردشلایف ( Nürburgring Nordschleife ) تست کرده است، می گوید که صندلی سبک وزن، تجربه رانندگی منحصر به فردی را به افراد ارائه می دهد، شبیه به تجربه یک راننده مسابقه واقعی است.

صندلی پرینت سه بعدی جدید پورشه بر مبنای صندلی های موجود آن است به این ترتیب که ساختمانی ساندویچی شکل مشابهی دارد اگرچه لایه اصلی آن از پلی پروپیلین استاندارد تشکیل شده است اما به یک لایه راحتی تنفسی متصل شده است که جنس آن مخلوطی از مواد چاپ سه بعدی مبتنی بر پلی اورتان است.

قسمت میانی صندلی قابل تنظیم است و این امکان را فراهم می کند مشتری، تنظیمات صندلی خود را از میان سخت، متوسط  یا نرم  انتخاب کند. تمام این ویژگی ها این امکان را به مشتری می دهد که تجربه راحتی، به راحتی صندلی ماشین مسابقه داشته باشد.

کاربردهای پرینتر سه بعدی   کاربرد پرینتر سه بعدی  فیلامنت filament

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.پرینتر سه بعدی در ساخت نمونه اولیه، قطعات صنعتی، قطعات خودرو، در پزشکی و دندان پزشکی، اسباب بازی و فیگور ها و ... دیگر کاربرد دارد. امروزه با پرینتر سه بعدی حتی می توان اعضای بدن و پوست را با سلول های زنده پرینت سه بعدی کرد. 

کاربردهای پرینتر سه بعدی

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

2.  ارزیابی ایده و طراحی انجام شده بر اساس مدل واقعی

3. ساخت قالب قطعه مورد نظر

4. ماکت سازی معماری و عمران ( تهیه ماکت ساختمان های مسکونی,اداری،تجاری,کارخانجات و... به صورت یکپارچه و با تمام              جزئیات )

5. ساخت نمونه قطعات صنعتی در صنایع مختلف مانند رباتیک و الکترونیک ، خودرو , هوافضا , نظامی , لوازم خانگی و...(ساخت              تجهیزات کمیاب و خاص بدون نیاز به قالب گیری و  تراشکاری و...)

6. قالب سازی و ریخته گری                                                 

7. طلا و جواهر سازی ( ساخت نمونه و قالب)

8. مجسمه سازی و هنر ( ساخت انواع وسایل هنری و تزئینی ، تنديس ها و لوگوهای سفارشی و...)

9. ساخت کارکترها و فضاهای انیمیشن

10. پزشکی ( ساخت اعضای بدن,مدل سازی فیزیکی اعضای بدن برای مباحث آموزشی و پزشکی وعمل های جراحی,ساخت لوازم                پزشکی ، ساخت قالب دندان و پروتز)

11. صنایع غذایی ، قنادی 

12. و...

 چاپگر سه بعدی   کاربرد پرینت سه بعدی در صنعت   کاربرد های پرینت سه بعدی

 دانلود فایل کاتالوگ پرینترسه بعدی و کاربردهای آن (لطفا ثبت نام کنید)

مقایسه اکسترودر Bowden و Direct drive

در پرینتر سه بعدی FDMاز هردو اکسترودر مستقیم و بودِن ( Bowden & Direct drive ) استفاده می کند. اصول اولیه هردو یکسان است و تفاوت در محل نصب اکسترودر می باشد. در یک سیستم دایرک درایو ، اکسترودربر روی هد چاپ و در Bowden روی قاب پرینتر سه بعدی نصب می شود و فیلامنت از طریق یک لوله PTFE به هات اند می رسد. در ادامه به مقایسه این دو می پردازیم.

مزایای Direct drive

خروجی قابل اعتماد: از آنجایی که اکسترودر روی هد چاپ نصب شده است، موتور به راحتی می تواند فیلامنت را به نازل تحویل بدهد در نتیجه خروجی یکنواخت تر و قابل اعتماد تر و مشکلات کمتر در خروجی مواد از نازل داریم.

Retraction بهتر: چون که اکسترودرنزدیک به نازل است راحتتر می تواند فیلامنترا جمع کند.

موتور کم قدرت تر: به دلیل وجود فاصله ی کم بین اکسترودر و نازل، گشتاور کمتری برای هل دادن فیلامنت نیاز است.

تنوع بیشتر فیلامنت : با اکسترودر دایرکت درایو طیف وسیع تری از انواع فیلامنت را می توان پرینت کرد. مخصوصا کار با فیلامنتهای انعطاف پذیر در این اکسترودر راحت تر است.

معایب Direct drive

لرزش: با نصب اکسترودر بر روی هد چاپ وزن زیاد می شود. این اضافه وزن سرعت را محدود می کند و باعث تکان های بیشتر و کاهش دقت در حرکات محور های X و  Y می شود.

مشکل در تعمیر و نگه داری: با نصب اکسترودر روی هد چاپ ، به بعضی نقاط برای تعمیر و نگه داری، دسترسی نداریم. 

مزایای Bowden

حرکات بدون نقض: از آن جایی که اکسترودربه جای هد چاپ، روی قاب پرینتر سه بعدی نصب شده است. به همین دلیل وزن کمتری را تحمل می کند. وزن کمتر به معنای سرعت بیشتر، صدای کمتر و کیفیت بهتر است.

حجم ساخت بزرگتر: در یک سیستم Bowden می توان با نصب یک هد چاپ کوچکتر حجم ساخت بزرگتری داشته باشیم. البته این همیشه صادق نیست و به ساختمان پرینتر سه بعدی بستگی دارد.

معایب Bowden

موتور قدرتمند تر: از آنجایی که موتور، فیلامنت را در طول یک لوله بلند حرکت می دهد، اصطکاک مشخصی بین این دو به وجود می آید که به گشتاور بزرگتری برای کنترل فیلامنت نیاز دارد.

زمان پاسخ آهسته تر: وجود اصطکاک در لوله Bowden موجب تاخیر قابل توجهی بین اکسترودر و نازل می شود. بنابراین نیاز به شتاب بیشتری در خروجی و retractionدارند تا از Stringing  جلوگیری کنند و رسوب گذاری مناسبی داشته باشند.

پیچ خوردن مواد: بعضی از فیلامنت های منعطف و ساینده ممکن است در لوله Bowden پیچ بخورند یا خم شوند؛ مخصوصا در ورژن های قدمی تر پرینتر های سه بعدی.

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.

میکرو پرینتر های سه بعدی 

تقاضای روز افزون برای دستگاه های بسیار کوچک در الکترونیک، بیوتکنولوژی، خودرو و هوافضا باعث افزایش علاقه به توسعه تکنولوژی تولید مواد افزودنی در مقیاس میکرو شده است. این تکنولوژی پرینتر سه بعدی قابلیت چاپ قطعات و جزئیات بسیار ریز با سرعت بیشتر و هزینه کمتر را دارد، که تولید آن ها با روش های سنتی امکان پذیر نیست.

درحالی که جهان به سمت پهنای باند 5G حرکت می کند، نیاز به آنتن ها و ساختارهای کوچک به دلیل فرکانس های بالا و طول موج  های کوچک را به دنبال دارد. همان طور که میکرو نیمه هادی ها جای خود را در زندگی روزمره ما پیدا کردند نیاز به میکرو مبدل های حرارتی نیز افزایش یافته است.

همچنین روش های درمانی برای بیماری های خاص موجب افزایش نیاز به تولید دستگاه ها و ابزارهای منحصر به فرد شده است مانند استنت ها ( stents ). اگرچه در حال حاضر اغلب برای تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرند اما تولید افزودنی در مقیاس میکرو ( microscale additive manufacturing ) برای سنسورهای پوشیدنی و جایگذاری شده تا پرینت برد مدار و حتی پرینت با سلول های زنده بسیار نوید بخش است.

تکنیک های سنتی تولید ( مانند میکرو قالب گیری، ماشین کاری در مقیاس میکرو و... ) می توانند قطعات بسیار کوچک را  تولید کنند اما چنین فرآیند هایی هزینه بر و پیچیده هستند ( مخصوصا برای اقلام تکی یا بسیار کوچک ) و لازم به ذکر است، شرکت های زیادی وجود ندارد که بتوانند این کار را انجام دهند. تولید افزودنی در مقیاس میکرو جایگزین مناسبی برای روش های سنتی است که  می تواند اقلام را در حجم زیاد و دقت بالا در مقیاس میکرو تولید کند. 

پرینتر های سه بعدی پزشکی و جواهر سازی نیز، اجسام کوچک را پرینت می کنند اما میکرو پرینتر ها قابلیت پرینت ضخامت هر لایه تا 5 میکرون و وضوح 2 میکرون را دارند. بعضی از تکنولوژی ها توانایی پرینت در مقیاس نانومتر دارد. یعنی 1000 برابر کوچک تر از میکرو. برای مقایسه، ضخامت هر تار موی انسان 75 میکرومتر و قطر هر رشته DNA به 2.5 نانومتر می سد.