پرینتر های سه بعدی را بهتر بشناسیم

تاریخچه مختصر در مورد پرینتر سه بعدی

پیشرفت فناوری به جایی رسیده که دیگر نمی توان کسی را پیدا نمود که با چاپگر و پرینتر آشنایی نداشته باشد. پرینتر سه بعدی نیز به زودی چنین جایگاهی خواهد داشت. ابداع چاپگر سه بعدی یکی از آرزوهای بشر بوده است که در قرن حاضر به وقوع پیوست.

اما داشتن چنین دستگاهی برای قرن بیست و یک نیست طبق مستنداتی که وجود دارد این آرزو به قرن 20 و حتی قرن 19 بر میگردد. اولین قدم ها را یک عکاس فرانسوی به نام فرانس ویلم در قرن نوزده میلادی برداشت. در این روش وی از جسمی بیش از 50 بار، از اطراف جسم عکس می گرفت و سپس عکس های گرفته شده را به وسیله دستگاهی روی کاغذ پیاده می نمود که کاری همانند دستگاه پرینتر سه بعدی فعلی می باشد. بعد از فرانس ویلم چندین نفر روی این موضوع کار کردند که در قرن بیستم مخترع ژاپنی دکتر کوداما با اختراع نافرجام خود دوباره آتش چاپگر سه بعدی را شعله ور نمود هر چند کار وی در پایان، نافرجام ماند.

آغاز کار پرینتر های سه بعدی

در سال 1984 دوباره فرانسوی ها پا به میدان گذاشتند سه مخترع و دانشمند به نام های ژان کلود آندره، اوویه دوویت و آلن لومهات کار بر روی نوعی از چاپگر های سه بعدی را شروع کردند. این سه مخترع توانستند قطعاتی را با چاپگر سه بعدی ابداعی خود درست کنند که یکی از این قطعه ها یک پلکان مارپیچ بود.

در سالهای 1984 تا 1988 ایالات متحده برای ساخت چاپگر سه بعدی پا به میان گذاشت. دو محقق به نام های بیل مسترز (کار آفرین) و در سال های بعد محققی به نام رابرت هاوارد کار بر روی چاپگرهای سه بعدی و دو بعدی را به ترتیب آغاز کردند و البته تلاش این افراد در چاپگر های سه بعدی فعلی مورد استفاده قرار گرفت. اما بالاخره مخترع اصلی چاپگر سه بعدی دکتر چاک هال به میدان آمد. وی در سال 1986 توانست حق اختراع چاپگر سه بعدی را به نام خود به ثبت برساند. تا اینجا با تاریخچه پرینتر سه بعدی آشنا شدید در ادامه انواع این دستگاه نو ظهور را بررسی می نماییم.

چاک هال در کنار پرینتر سه بعدی اختراع شده توسط خودش

انواع چاپگرهای سه بعدی و بررسی جزئیات

پرینتر 3 بعدی را ابزاری چند کاربرده می دانند این وسیله خاصیت استفاده در همه جنبه های زندگی بشری را دارد از جمله ساختمان سازی، پزشکی، ساخت ابزار، ساخت اسلحه، ساخت خودرو و بسیاری از زمینه هایی که حتی فکرش را هم نمیکنید، می توان از پرینتر سه بعدی استفاده نمود. به دلیل اینکه تکنولوژی انواع پرینتر سه بعدی روز به روز در حال توسعه می باشد. به زودی قادر خواهیم بود هر وسیله ای را با مهندسی معکوس تولید کنیم. در ادامه با انواع چاپگر های سه بعدی که کار چاپ سه بعدی را انجام می دهند را بررسی خواهیم کرد.

بررسی پرینتر های سه بعدی SLS

این دستگاه برای ساخت از ماده اولیه ای به صورت پودر استفاده می نماید. به پرینترهای سه بعدی که از پودر استفاده می نمایند، دستگاه های پودر پایه می گویند. برای ساخت یک قطعه سه بعدی توسط این دستگاه، قطعات بسیاری در درون این دستگاه باید با هم کار کنند که از این قرار می باشند:

1- سیستم اسکن به صورت لیزری

2- سیستم های حرارت محور

3- سیستم گردش گازی

4- سیستم تغذیه پودری (ورودی مخزن دستگاه که از پودر تغذیه می کند)

5- قسمت سیستم پلتفرم

6- واحد کنترل اصلی سیستم (قسمت نرم افزاری و الکترونیکی) است.

مزایای پرینتر های سه بعدی SLS:

1- امکان تولید قطعات مستحکم که کاربردی و عملیات محور می باشند.

2- ضربه پذیری بالای قطعات تولید شده به وسیله این دستگاه

3- پایداری قطعات تولید شده در مقابل حرارت و مواد شیمیایی

4- تولیدات این پرینتر سه بعدی امکان رنگ و پولیش را دارد

5- این دستگاه پرینتر از سرعت خوبی برای تولید قطعات برخوردار می باشد.

در کنار مزایا، محدودیت ها و معایبی هم این دستگاه پرینتر سه بعدی دارد که به شرح زیر است :

1- این پرینتر برای کاربردهایی که قطعه تولید شده باید دارای استحکام مکانیکی بالایی باشد، بسیار هزینه بر می باشد.

2- قیمت این دستگاه و مواد اولیه آن نسبت به دیگر تکنولوژی ها بسیار بالا می باشد.

پرینتر سه بعدی SLS

بررسی پرینتر های سه بعدی SLA

SLA یکی از دستگاه هایی است که در سال 1988 به عنوان پرینتر سه بعدی ابداع شد. دستگاه مذکور به نوعی اختصاصی است و ماده اولیه در آن ماده ای به نام رزین فتوپلیمر می باشد. در هنگام کاربرد رزین فتوپلیمر از نوعی لیزر که دارای طول موج خاصی می باشد برای محکم (سفت) نمودن مواد استفاده می گردد. این دستگاه نیز دارای مزایا و معایبی می باشد.

مزایای پرینتر سه بعدی SLA

1- دقت بسیار بالای این مدل از پرینتر های سه بعدی فوق العاده است

2- قطعات تولید شده به وسیله این دستگاه به شدت صاف می باشند.

3- از این دستگاه برای تولید غیر مستقیم قطعه استفاده می شود.

معایب پرینتر سه بعدی SLA

1- این دستگاه برای اینکه بتواند همه جوانب قطعه تولید شده را به درستی ایجاد کند نیاز دارد تا اجزایی را به نام ساپورت برای ایجاد قطعه به طور صحیح تولید نماید تا قطعه در محل خود ثابت باشد و از همه طرف قابل کار کردن باشد.

2- بعد از تولید قطعه به صورت کامل، قطعه مذکور باید در معرض نور فرابنفش قرار بگیرد تا کاملا سفت و محکم شود.

3- این دستگاه فقط از مواد پلیمری که به صورت رزین می باشد برای ساخت قطعه استفاده می کند و از مواد غیر رزین و غیر پلیمری نمی توان در این دستگاه استفاده نمود.

پرینتر سه بعدی SLA محصول شرکت FormLabs

بررسی پرینتر سه بعدی FDM

این روش نیز از جمله روش های پرینت سه بعدی برای تولید قطعه و همچنین به عنوان روش سریع نمونه سازی بسیار شهرت دارد. برای تولید قطعات از موادی به نام پلیمر یا موم که اندازه ای به قطر 1.75 میلیمتر دارد استفاده می شود. روش کار این دستگاه به این صورت است که، اکسترودر روی یک میز که همان CNC است و در این جا دارای سه بعد می باشد قرار دارد. میز مذکور می تواند در سه جهت که با المان های x,y,z ساخته می شوند حرکت می کند.