پرینتر سه بعدی فیلامنتی و رزینی

پرینتر سه بعدی فیلامنتی و رزینی | پرینتر سه‌بعدی یک دستگاه است که می‌تواند اشیای سه‌بعدی را با استفاده از فناوری‌های مختلف تولید کند. این فناوری به «تولید افزایشی» یا «Additive Manufacturing» معروف است، زیرا مدل‌های سه‌بعدی را به صورت لایه به لایه ایجاد می‌کند. بیایید جزئیات بیشتری را بررسی کنیم:

۱. مدل‌سازی سه‌بعدی: اولین قدم طراحی یک شیء، تهیه مدل سه‌بعدی آن است. این مدل معمولاً با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی CAD (Computer-Aided Design) و یا نرم‌افزار سالیدورکز (SolidWorks) ایجاد می‌شود. علاوه بر این، مدل‌ها می‌توانند از اسکن اشیای واقعی نیز به دست آیند.

۲. برش مدل: بعد از طراحی، مدل سه‌بعدی به نرم‌افزاری به نام slicer منتقل می‌شود که آن را به لایه‌های نازک تقسیم می‌کند و فایل‌های مناسب برای پرینتر تولید می‌کند. ( البته در نرم افزار سالیدورکز (SolidWorks) ) اینطور نیست.

۳. پرینت کردن: پرینتر سه‌بعدی با استفاده از مواد مختلف— مانند پلاستیک، متال، یا حتی مواد زیستی— لایه‌ها را یکی پس از دیگری روی هم قرار می‌دهد تا شیء نهایی شکل بگیرد.

– FDM (Fused Deposition Modeling): یکی از رایج‌ترین انواع که از فیلامنت‌های پلاستیکی استفاده می‌کند.

– SLA (Stereolithography): از نور اولترا بنفش برای سخت کردن رزین مایع استفاده می‌کند.

– SLS (Selective Laser Sintering): لیزر برای ذوب کردن پودرهای مواد به کار می‌رود.

پرینترهای سه‌بعدی در صنایع مختلف کاربرد دارند از جمله:

– پزشکی: برای تولید پروتزها و قطعات بدنی سفارشی.

– صنایع خودروسازی: برای ساخت قطعات یدکی و نمونه‌سازی سریع.

– فناوری فضایی: برای تولید قطعات به طور مستقیم در فضا.

– هنر و مد: برای خلق آثار هنری منحصر به فرد و طراحی لباس.

– امکان تولید اشکال پیچیده که به روش‌های سنتی امکان‌پذیر نیست.

– کاهش زمان و هزینه در نوآوری و نمونه‌سازی.

– کاهش ضایعات مواد به دلیل تولید افزایشی.

– سرعت تولید نسبت به روش‌های سنتی کمتر است.

– محدودیت در انتخاب مواد.

– هزینه تجهیزات و نگهداری می‌تواند بالا باشد.

پرینترهای سه‌بعدی، به دو دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند که شامل پرینترهای فیلامنتی و رزینی هستند. هر یک از این دو نوع فناوری چاپ سه‌بعدی ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. بیایید هر یک را به‌طور مفصل توضیح دهیم.

۱. پرینتر سه‌بعدی فیلامنتی (FDM)

پرینترهای فیلامنتی یکی از رایج‌ترین انواع پرینترهای سه‌بعدی هستند که بر اساس فناوری Fused Deposition Modeling (مدل‌سازی با رسوب ذوب شده) کار می‌کنند.

روش کار:

– فیلامنت: در این نوع پرینترها، ماده اولیه به شکل فیلامنت‌های پلاستیکی موجود است. این فیلامنت‌ها معمولاً از موادی مانند PLA، ABS، PETG و TPU ساخته می‌شوند.
– ذوب و رسوب: در طول فرآیند چاپ، فیلامنت به وسیله یک نازل گرم می‌شود تا ذوب شود و سپس لایه‌به‌لایه بر روی بستر چاپ قرار می‌گیرد. هر لایه پس از سرد شدن، به لایه قبلی متصل می‌شود تا در نهایت شیء سه‌بعدی نهایی شکل بگیرد.

مزایا:

– هزینه پایین: این نوع پرینترها معمولاً قیمت مناسبی دارند و مواد مصرفی آن‌ها (فیلامنت) نیز به‌راحتی در دسترس هستند.
– رنگ‌ها و مواد متنوع: کاربران می‌توانند از فیلامنت‌های با رنگ‌ها و ترکیبات مختلف استفاده کنند.
– قابلیت استفاده: برای علاقه‌مندان به چاپ سه‌بعدی و طراحان خانگی بسیار مناسب است.

معایب:

– کیفیت سطح کمتر: نسبت به پرینترهای رزینی، کیفیت نهایی و جزئیات سطوح ممکن است کمتر باشد.
– محدودیت در دقت: در برخی موارد، دقت و جزئیات مدل‌های پیچیده ممکن است به خوبی به‌دست نیاید.

۲. پرینتر سه‌بعدی رزینی (SLA)

پرینترهای رزینی (Stereolithography) با استفاده از فرآیند چاپ بر اساس تابش نور کار می‌کنند. در این روش، از یک منبع نور (معمولاً لیزر یا UV) برای سخت کردن رزین مایع استفاده می‌شود.

روش کار:

– رزین مایع: در این پرینترها مواد اولیه به شکل رزین مایع UV حساس در دسترس است.
– سخت شدن لیزری: نور UV به نواحی خاصی از رزین تابیده می‌شود و آن مناطق را به‌سرعت سخت می‌کند. این فرآیند لایه‌به‌لایه انجام می‌شود تا شکل نهایی ایجاد شود.

مزایا:

– کیفیت بالا: اشیاء تولید شده با پرینترهای رزینی معمولاً دارای جزئیات بسیار بالا و سطوح صاف‌تر هستند.
– دقت بالا: این پرینترها برای تولید اشیاء با دقت بالا (مانند جواهرات یا مدل‌های پیچیده) بسیار مناسب‌اند.

معایب:

– هزینه بالاتر: این پرینترها و مواد مصرفی آن‌ها معمولاً هزینه بیشتری نسبت به پرینترهای فیلامنتی دارند.
– پردازش بعد از چاپ: اشیاء پس از چاپ نیاز به شستشو و درمان برای سخت شدن کامل دارند. همچنین، رزین‌ها می‌توانند سمی باشند و نیاز به احتیاط خاص دارند.

نتیجه‌گیری

انتخاب بین پرینترهای فیلامنتی و رزینی بستگی به نوع پروژه و نیازهای کاربر دارد. اگر به دنبال هزینه کمتر و سادگی هستید، پرینترهای فیلامنتی گزینه مناسبی هستند. اما اگر کیفیت و دقت برای شما اهمیت دارد و تمایل به هزینه بیشتر دارید، پرینترهای رزینی بهترین انتخاب هستند.

به منظور مقایسه پرینترهای سه‌بعدی فیلامنتی (FDM) و رزینی (SLA)، می‌توان جنبه‌های مختلفی را بررسی کرد. در ادامه، مقایسه‌ی جامع‌تری در زمینه‌های مختلف ارائه می‌شود:

ویژگی	پرینتر فیلامنتی (FDM)	پرینتر رزینی (SLA)
روش کار	فیلامنت ذوب‌شده بر روی هم قرار می‌گیرد.	رزین مایع با نور UV سخت می‌شود.
کیفیت چاپ	معمولاً کیفیت کمتری دارد، سطح ناهمواری ممکن است.	کیفیت و جزئیات بسیار بالا
دقت	دقت کمتری دارد، ولی برای قطعات بزرگ مناسب است.	دقت بسیار بالا، ایده‌آل برای مدل‌های پیچیده و کوچک
سرعت چاپ	معمولاً سریع‌تر از مدل‌های رزینی است.	سرعت چاپ معمولاً کمتر است
مواد مصرفی	فیلامنت‌های مختلف موجود است (PLA، ABS، PETG، و غیره)	رزین‌های UV حساس با انواع مختلف
هزینه	قیمت مناسب‌تر برای دستگاه‌ها و مواد اولیه	قیمت بالاتر برای دستگاه‌ها و رزین‌ها
پروسه پس از چاپ	نیاز به پست‌پردازش کمی (مثلاً از بین بردن پشتیبانی)	نیاز به شستشو و درمان برای سفت شدن کامل
محدودیت‌ها	ممکن است در چاپ اشیای جزئیات بسیار کوچک مشکل داشته باشد	محدود به اندازه و مقدار رزین موجود است.
کاربردها	تولید نمونه‌های اولیه، پروتزها، و پروژه‌های DIY	تولید جواهرات، مدل‌های دقیق پزشکی و مهندسی