نازل پرینتر سه بعدی قسمت سوم

مزایا و معایب اکسترودر های مستقیم و غیر مستقیم

خلاصه

وقتی در مورد اکسترودر پرینتر سه بعدی صحبت می شود همیشه در یک نکته یعنی توانایی کار با فیلامنت انعطاف پذیر بحث وجود دارد. کدام بهتر است، Bowden یا Direct Drive

مزایا و معایب اکسترودرهای مستقیم و غیرمستقیم Direct Drive VS Bowden Extruders

وقتی در مورد اکسترودر پرینتر سه بعدی صحبت می شود همیشه در یک نکته یعنی توانایی کار با فیلامنت انعطاف پذیر بحث وجود دارد. کدام بهتر است، Bowden یا Direct Drive ؟
این بحث احتمالا از آن جا پیش می آید که فیلامنتهای انعطاف پذیر یا فلکسیبل، توسعه پیدا کرده و در دسترس هستند و تلاش برای استفاده از آنان بیش از مواد دیگر است. به همین دلیل بحثی در مورد اکسترودرهای Bowden و این که آن ها نمی توانند با فیلامنت های انعطاف پذیر کار کنند، شکل گرفته که البته در مورد دستگاه های جدیدتر اغلب درست نیست

مزایای اکسترودرهای مستقیم

یکی از مهم ترین مزایای اکسترودرهای مستقیم، فاصله کوتاه بین چرخ دنده حرکت دهنده فیلامنت و هات اند است. هر چه این فاصله کوتاه تر باشد، کارآیی فرایند اکستروژن افزایش می یابد. همچنین، به دلیل کمتر بودن این فاصله در اکسترودرهای مستقیم، گشتاور کمتری برای هدایت فیلامنت به داخل هات اند در مقایسه با اکسترودرهای Bowden نیاز است. کمتر بودن مقدار این گشتاور به معنی نیاز به موتورهایی کوچکتر و کم هزینه تر است.

کم بودن فاصله بین چرخ دنده و هات اند در اکسترودرهای مستقیم باعث شده است که آن ها در مقایسه با اکسترودرهای Bowden برای پرینت فیلامنت های انعطاف پذیر مناسب تر باشند.

معایب اکسترودرهای مستقیم

از آنجا که این اکسترودرها به صورت مستقیم به هات اند متصل شده اند، وزن آن ها به صورت کامل باید با هات اند حرکت کند. به همین دلیل، این موضوع منجر به ایجاد تکان ها و لرزش نسبتا زیاد در آن ها می شود.

تحمل این وزن زیاد، همچنین نیازمند کشش جریان زیادتر توسط موتورها است که این مسئله منجر به تولید گرما و حرارت بیشتر توسط پرینتر سه بعدی می شود.

نیاز به تحمل وزن بیشتر، موجب شده است که در شرایطی که همه پارامترهای دو پرینتر سه بعدی یکسان باشند و تنها در یکی از اکسترودر مستقیم و در دیگری از اکسترودر Bowden استفاده شده باشد، با استفاده از پرینتر مجهز به اکسترودر Bowden امکان پرینتی دقیق تر و سریع تر میسر شود.

مزایای اکسترودرهای Bowden

مهم ترین مزیت اکسترودر Bowden، عدم تحمل وزن بدنه اکسترودر (شامل موتور، چرخ دنده، idler و . . .) توسط هات اند است. به همین دلیل، همان طور که اشاره شد، سرعت و دقت پرینترهای مجهز به اکسترودر Bowden بیشتر از پرینترهایی است که از نوع مستقیم استفاده می کنند.

معایب اکسترودرهای Bowden

بارزترین نقطه ضعف اکسترودرهای Bowden که بارها از آن شنیده ایم، رشته رشته شدن و یا بریده شدن فیلامنت در حین فرایند پرینت مواد است. علت وقوع این اتفاق، افزایش فاصله بین چرخ دنده/آیدلر با هات اند در این اکسترودرها است که منجر به افزایش تاخیر در سیستم و فرایند اکسترود می شود. علاوه بر مشکل بریده شدن فیلامنت، زیاد بودن فاصله چرخ دنده/آیدلر با هات اند موجب افزایش اصطکاک موجود بر روی فیلامنت نیز شده است. به همین دلیل، اکسترودهای Bowden نیازمند استفاده از موتورهایی با توان تولید گشتاور بیشتر هستند تا بتواند بر این اصطکاک غلبه کند. زیاد بودن اندازه اصطکاک موجود بر روی فیلامنت در اکسترودرهای Bowden باعث شده است که برخلاف نوع مستقیم، برای پرینت مواد انعطاف پذیر چندان مناسب نباشند.

سخن اخر :
در آخر باید گفت اینگونه نیست که یکی از اکسترودرها خیلی بهتر از دیگری باشد. مهم این است که ما متناسب با کاری که می خواهیم انجام دهیم و فاکتورهای مورد نظرمان از آن کار، مناسب ترین انتخاب ممکن را برای پرینتر سه بعدی خود داشته باشیم.

حالا که با اکسترودهای مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی و نقاط قوت و ضعف آن ها آشنا شدیم، شاید بهترین زمان برای پرسیدن این سوال باشد که، در ساخت پرینتر سه بعدی خود، بهتر است از کدام یک استفاده کنیم؟

باید گفت پاسخ به این سوال نیازمند توجه به مسائل مختلفی است. اینکه از چه نوع پرینتر سه بعدی استفاده می کنیم، کارتزین یا دلتا؟ قصد داریم بیشتر چه نوع موادی را پرینت کنیم، مواد انعطاف پذیر؟ و یا اینکه بیشتر برای ما دقت پرینت مهم است یا سرعت آن؟

پرینترهای دلتا برای آنکه وزن زیادی بر روی هات اند آن ها وارد شود چندان مناسب نیستند. به همین دلیل انتخاب اکسترودر Bowden برای آن ها مناسب تر است. در صورتیکه یک پرینتر سه بعدی کارتزین دقیق داریم و سرعت پرینت قطعات فاکتور خیلی مهمی برای ما نیست، بهتر است از اکسترودر مستقیم برای آن استفاده کنیم.

در آخر باید گفت اینگونه نیست که یکی از اکسترودرها خیلی بهتر از دیگری باشد. مهم این است که ما متناسب با کاری که می خواهیم انجام دهیم و فاکتورهای مورد نظرمان از آن کار، مناسب ترین انتخاب ممکن را برای پرینتر سه بعدی خود داشته باشیم.