انواع فرآیندهای پرینت سه بعدی
از زمانی که اولین پرینتر سه بعدی در سال 1980 ساخته شد, پرینت سه بعدی یک اصطلاح برای بیان طیفی گسترده از فناوری‌های پرینت سه بعدی است. در طی چند دهه‌ی گذشته پرینت سه بعدی به یک گروه تثبیت شده از فناوری‌های تولید بهمراه قابلیت‌های کاربردی منحصر به‌فرد تبدیل شده است.
این مقاله انواع فرآیندهای پرینت سه بعدی را ذکر میکند و آن‌ها را در 8 گروه فناوری مجزا دسته‌بندی میکند و تفاوت‌های این فرآیندها را شرح می‌دهد.
پلی‌جت (Polyjet)
فرآیند پرینت سه بعدی پلی‌جت, بسیار مشابه به پرینت اینک‌جت (Inkjet) معمولی است. این فرآیند شامل قرار دادن قطرات یک فوتوپلیمر (Photopolymer) بر روی صفحه‌ی ساخت می‌باشد. سپس یک اشعه‌ی ماوراء بنفش از روی این لایه می‌گذرد و آن را جامد میکند, این فرآیند تا پایان پرینت قطعه ادامه دارد. پلی‌جت بسیار دقیق و سریع است. این فرآیند همچنان می‌تواند قطعه‌های چند رنگ یا چند متریالی درست کند.
تصویر زیر یک پرینتر پلی‌جت می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت پلی‌جت را نشان می‌دهد:
مدل‌سازی رسوب مذاب (FDM)
مدل‌سازی رسوب مذاب (Fused Deposition Modeling) یکی از رایج‌ترین انواع پرینت سه بعدی می‌باشد. FDM با استفاده از فیلامنت ترموپلاستیک کار میکند, که اساساً یک رشته پلاستیکی است که ذوب میشود, به طور انتخابی شکل میگیرد, و بعد سرد میشود. این فرآیند تا وقتی که کل مدل شکل بگیرد, بصورت لایه به لایه تکرار میشود. انواع مختلفی از فیلامنت‌های سه بعدی موجود هستند (از ترموپلاستیک‌های جامد تا ترموپلاستیک‌های انعطاف‌پذیر).
برای مشاهده‌ی پرینترهای سه بعدی FDM در سایت آرسه, بر روی متن کلیک کنید.
تصویر زیر یک پرینتر FDM می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت FDM را نشان می‌دهد:
استریولیتوگرافی (SLA)
استریولیتوگرافی (Stereolithography) اولین فناوری پرینت سه بعدی تجاری می‌باشد. این فرآیند با پخت یک فوتوپلیمر (photopolymer) مایع در قسمت نهایی و یک لیزر پر قدرت به شکل مقطع بر روی صفحه‌ی ساخت کار میکند. این فرآیند در حالی ادامه می‌یابد که هر لایه بر روی لایه‌ی قبلی پلیمریزه میشود. این فناوری قطعاتی با دقت بشدت بالا تولید میکند.
تصویر زیر یک پرینتر SLA می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت SLA را نشان می‌دهد:
پخت جوشی لیزری انتخابی (SLS)
پخت جوشی لیزری انتخابی (Selective Laser Sintering) با قرار دادن لایه‌ای از پلاستیک پودر شده و جوش دادن سطح مقطع مدل به کمک لیزر کار میکند. بعد از این بِدِ پودری با ضخامت یک لایه پایین میاید و یک لایه‌ی جدید از مواد روی آن اعمال میشود و این روند تا تکمیل قطعه ادامه دارد. این فرآیند می‌تواند قطعات بسیار دقیق تولید کند.
تصویر زیر یک پرینتر SLS می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت SLS را نشان می‌دهد:
پخت جوشی مستقیم فلزات با لیزر (DMLS)
پخت جوشی مستقیم فلزات با لیزر (Direct Metal Laser Sintering) یک فرآیند برای ساخت قطعات فلزی می‌باشد. این فرآیند با قرار دادن یک لایه‌ی نازک از پودر فلز شروع میشود. یک لیزر پر قدرت بر روی سطح مقطع مدل اعمال میشود و پودر فلز را ذوب میکند. بعد از تکمیل این لایه, یک لایه‌ی دیگر تولید میشود و این فرآیند تا تکمیل قطعه ادامه دارد. باید توجه داشته باشید که جوشاندن با ذوب کردن یکی نیست. پودر فلز فقط بر روی سطح ذوب میشود.
تصویر زیر یک پرینتر DMLS می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت DMLS را نشان می‌دهد:
ذوب پرتوالکترونی (EBM)
ذوب پرتوالکترونی (Electron Beam Melting) یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های پرینت سه بعدی برای همجوشی ذرات فلزی می‌باشد. این فرآیند با رسوب یک لایه‌ی نازک در پودر فلز کار میکند. سپس یک پرتوالکترون بر روی سطح مقطع مدل اعمال میشود. پرتو را می‌توان برای ذوب چندین ناحیه در یک زمان تقسیم کرد که به طور قابل توجهی سرعت تولید را افزایش می‌دهد. این پرتو پر انرژی ذرات را با هم ذوب میکند و یک زیرساختار همگن ایجاد میکند که منجر به تولید قطعات با استحکام بالایی میشود. محفظه‌ی ساخت باید در خلاء نگه‌داشته شود تا پرتو به‌درستی عمل کند.
تصویر زیر یک پرینتر EBM می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت EBM را نشان می‌دهد:
فرآیند نور دیجیتال (DLP)
فرآیند نور دیجیتال (Digital Light Process) یک تکنیک مشابه با پرینت SLA می‌باشد. با این حال, به‌جای استفاده از یک لیزر پر قدرت برای پخت فوتوپلیمر, یک پرینتر سه بعدی DLP از صفحه نمایش با وضوح بالا برای نمایش تصویری بخش مقطع مدل بر روی صفحه‌ی ساخت استفاده میکند. یک منبع نور معمولی (به‌جای اشعه ماوراء بنفش) برای پخت متریال‌ها استفاده میشود. فناوری DLP می‌تواند قطعات با کیفیت بسیار بالا تولید کند. پرینترهای DLP از پرینترهای SLA سریع‌تر هستند.
تصویر زیر یک پرینتر DLP می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت DLP را نشان می‌دهد:
مولتی‌جت فیوژن (MJF)
مولتی‌جت فیوژن (Multi Jet Fusion) یک دستگاه پرینت سه بعدی خاص می‌باشد. MJF با قرار دادن یک لایه‌ی پلاستیک بر روی صفحه‌ی ساخت کار میکند. سپس, یک سرِ گرم‌کننده بر روی پودر حرکت میکند تا پودر از قبل گرم باشد. سرانجام, مانند مدل پرینت Inkjet روی پودر حرکت میکند و به‌طور انتخابی مواد ذوب را روی پودر قرار می‌دهد. سپس عناصر گرمایش, لایه را ذوب می‌کنند. این فناوری امکان استفاده از اجزای چند رنگ و چند متریالی را فراهم میکند.
تصویر زیر یک پرینتر MJF می‌باشد:
جدول زیر مزایای پرینت MJF را نشان می‌دهد:
منبع مقاله:
