پرینتر سه بعدی چطور کار می‌کند؟

پرینتر سه بعدی چطور کار می‌کند؟ : تمامی پروژه‌های مربوط به پرینتر سه بعدی از یک مدل CAD شروع می‌شود. این مدل به نرم افزار مخصوص پرینتر سه بعدی ارسال می‌شود تا طراحی آماده شود. با توجه به نوع تکنولوژی، پرینتر سه بعدی قطعه مورد نظر را با کمک جامد سازی رزین یا پودر مخصوص پخت به صورت لایه به لایه تولید می‌کند. سپس قطعه از پرینتر خارج شده و برای کاربردهای مورد نظر فرایندهای نهایی را طی می‌کند. در ادامه به توضیح دقیق هر کدام از مراحل سه گانه تولید یک قطعه به کمک پرینتر سه بعدی می‌پردازیم.

طراحی

پرینتر سه بعدی قطعات را به کمک مدل‌های سه بعدی تولید می‌کند. مدل‌های سه بعدی نمایش ریاضیاتی از هر سطح سه بعدی هستند که به کمک نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (که آن را CAD می‌نامیم) تولید شده‌اند یا با استفاده از اسکن سه بعدی توسعه پیدا کرده‌اند. نرم افزارهای گوناگونی برای طراحی این طرح‌های دیجیتالی وجود دارد که ضرورت استفاده از هر کدام به تشخیص طراح وابسته است. سپس فایل طراحی در فرمت‌ STL یا OBJ به نرم افزار آماده سازی پرینت فرستاده می‌شود.

پرینتر سه بعدی نرم افزاری مخصوص را شامل می‌شود که به کمک آن تنظیمات مشخص پرینت روی پرینتر اعمال می‌شود و هم‌چنین مدل دیجیتالی به لایه‌هایی برش می‌خورد که نمایانگر سطح مقطع‌های افقی از قطعه هستند. تنظیمات قابل تغییر پرینت مواردی مانند جهت گیری، اسکلت پشتیبانی (در صورت نیاز)، ارتفاع لایه و جنس مواد اولیه را شامل می‌شود. زمانی که تنظیمات کامل شود، نرم افزار دستورالعمل‌های لازم را از طریق یک اتصال بدون سیم (وایرلس) یا کابلی برای پرینتر می‌فرستد.

پرینت سه بعدی

برخی از انواع پرینتر سه بعدی از لیزر برای شکل دادن و سفت کردن رزین و تبدیل کردن آن به پلاستیک سخت استفاده می‌کنند، در حالی که مدل‌های دیگر برای ساخت قطعات، ذرات کوچکی از پودر پلیمر را در دمای بالا ذوب می‌کنند. بیشتر مدل‌های پرینتر سه بعدی می‌توانند تمام فرایند ساخت قطعات را بدون نیاز به مراقبت اپراتور به انجام برسانند.

سیستم‌های مدرن‌تر می‌توانند مواد اولیه مورد نیاز برای ساخت قطعات را از مخزن به صورت اتوماتیک پر کنند و برای انجام این فرایند به کار دستی و حضور انسان نیازی نیست. این قابلیت به این معنا است که استفاده از پرینتر سه بعدی، نیاز به نیروی انسانی را تا حد مناسبی کاهش می‌دهد که همین امر به کاهش هزینه‌های تولید منجر می‌شود.

پردازش‌های نهایی

با توجه به نوع تکنولوژی و مواد اولیه مورد استفاده، ممکن است نیاز باشد که برخی از قطعات پرینت شده در محلول ایزوپروفیل الکل شست‌وشو داده شوند تا قسمت‌های زائد و ناصافی‌های موجود رزین از آن‌ها زدوده شود. هم‌چنین ممکن است انجام فرایندهایی مانند پخت نهایی برای تثبیت ساختار مکانیکی قطعه، فرایند دستی برای جدا کردن اسکلت پشتیبانی یا تمیزکاری با هوای فشرده برای زدودن پودرهای اضافی لازم باشد.

می‌توان به کمک برخی تجهیزات جانبی تعدادی از این فرایندها را به صورت اتوماتیک به خود پرینتر سه بعدی واگذار کرد. قطعات پرینت سه بعدی را می توان به طور مستقیم یا پس از پردازش برای کاربردهای خاص و پرداخت مورد نیاز با ماشین کاری، پرایمینگ، رنگ آمیزی، بست یا اتصال استفاده کرد. گاهی از پرینت سه بعدی به عنوان یک مرحله میانی در کنار روش‌های مرسوم ساخت قطعات، مانند پردازش نمونه‌های اولیه و ریخته‌گری جواهرات و دندان پزشکی و ساخت قطعات سفارشی استفاده می‌شود.

استفاده از پرینتر سه بعدی چه مزایایی دارد؟

همان طور که در بخش‌های قبلی اشاره کردیم، پرینتر سه بعدی قطعات را به روش افزودن لایه به لایه تولید می‌کند و این فرایند به دلیل طراحی دقیق از پیش انجام شده، استفاده از مواد انعطاف پذیر و تکنولوژی بالای مورد استفاده، مزیت‌های بسیاری را نسبت به روش‌های قدیمی و سنتی نرسوم برای تولیدی کنندگان قطعات فراهم می‌کند. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

سرعت

با روش‌های سنتی ساخت قطعه، ممکن است دریافت یک قطعه هفته‌ها یا حتی ماه‌ها به طول بیانجامد. پرینتر سه بعدی مدل‌های دیجیتالی را تنها در عرض چند ساعت بع قطعات فیزیکی آماده تبدیل کرده و آن‌ها را بر اساس مفهوم جامع اولیه سرهم می‌کند و یک قطعه کاربردی را به مشتری تحویل می‌دهد. از دیگر مزیت‌های موجود این است که حتی می‌توان نمونه‌های اولیه و کوچکی را صرفا برای آزمودن طرح و عملکرد تولید کرد. این به مهندسان و طراحان اجازه می‌دهد تا ایده‌های خود را سریع‌تر توسعه داده و به شرکت‌ها کمک می‌کند تا محصولات را سریع‌تر به بازار برسانند.

هزینه

با کمک فناوری پرینتر سه بعدی دیگر نیازی به هزینه‌های جداگانه برای تهیه ابزار و تنظیمات پرهزینه مربوط به قالب گیری تزریقی یا ماشین کاری نیست. همان ابزار و تکنولوژی موجود در پرینتر سه بعدی را می‌توان برای تمامی مراحل از تهیه‌ نمونه اولیه گرفته تا ساخت قطعاتی با شکل هندسی گوناگون مورد استفاده قرار داد. فناوری پرینتر سه بعدی روز به روز در تولید قطعات مصرف نهایی جامع‌تر و تواناتر می‌شود؛ در نتیجه این تکنولوژی می‌تواند مکمل یا جایگزین روش‌های سنتی تولید در طیف گسترده‌ای از صنایع، در مقیاس تولید کم تا متوسط باشد.

شخصی سازی

از کفش گرفته تا لباس و دوچرخه، ما با محصولاتی احاطه شده‌ایم که در سایزهای محدود و یکسانی تولید می‌شوند. کسب‌وکارها برای کاهش هزینه‌ها و افزایش صرفه‌جویی ناشی از مقیاس مجبورند تا محصولات خود را بر اساس استانداردهای جدی و محدودی تولید کنند و به همین خاطر، توانایی مشتریان در پیدا کردن محصولات شخصی سازی شده هر روز کمتر می‌شود.

با کمک پرینتر سه بعدی می‌توان تنها با تغییر دادن طرح دیجیتالی محصول، آن را برای مشتری شخصی سازی کرد و بدون صرف هزینه‌های اضافه محصولی کاملا متناسب با نیاز مشتری به او ارائه داد. این تحول ابتدا در صنایعی مانند پزشکی و دندان پزشکی شکل گرفت که در آن‌ها برای تولید محصولات به سفارشی سازی دقیق محصول متناسب با سایز و اندام مشتری نیاز است. اما با مقرون به صرفه شدن استفاده از پرینتر سه بعدی، از آن به طور فزاینده‌ای برای سفارشی سازی محصولات مصرفی متناسب با نیاز مشتریان استفاده می‌شود.

آزادی در طراحی

پرینتر سه بعدی می‌تواند شکل‌ها و قطعات پیچیده‌ای مانند برآمدگی‌ها، میکروکانال‌ها و شکل‌های ارگانیک را تولید کند؛ شکل‌هایی که تولید آن‌ها به روش‌های سنتی ساخت بسیار پرهزینه یا حتی غیر ممکن است. این امکان فرصت‌هایی را برای طراحان فراهم می‌کند تا محصول کلی را به قطعات کمتری تقسیم کنند و از این طریق پارامترهایی مانند وزن محصول، نقاط ضعیف و زمان مورد نیاز برای سرهم کردن قطعات را کاهش دهند.

کاهش ریسک

توسعه محصول یک فرایند تکرار شونده است که طی آن اقداماتی مانند تست کردن، ارزیابی و اصلاح محصول باید چندین بار تکرار شوند. هرچه ایرادات موجود در طراحی محصول زودتر پیدا شده و رفع شوند، شکرت هزینه‌های کمتری را بابت بازنگری و تغییر ابزار متحمل خواهد شد. با کمک فناوری پرینتر سه بعدی مهندسان می‌توانند نمونه‌های اولیه را که عملکردی کاملا مشابه محصولات نهایی دارند تست و آزمایش کنند و از این طریق ریسک‌های مربوط به عملکرد و ایرادات ساخت را قبل از انجام تولید نهایی کاهش دهند.

سی ان سی رو میزی