کاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع گوناگون

پرینتر سه بعدی، از تکنولوژی‌هایی است که در سال‌های اخیر وارد صنعت چاپ شده و در حال حاضر دستاوردهای زیادی در صنایع مختلف داشته‌است. پذیرش صنعت چاپ سه بعدی به حد قابل توجهی رسیده است، زیرا کسانی که در زمینه ساخت و ادغام مواد افزودنی مشغول هستند با این فناوری به میزان قابل توجهی پیشرفت و راحتی را در کار خود مشاهده کرده اند. فناوری چاپ سه بعدی در مراحل اولیه فقط برای نمونه سازی و تولید یک مرحله خاص مناسب بود، اما اکنون به سرعت به یک فناوری برای تولید در اقتصاد دیجیتال تبدیل شده است.
پرینت سه بعدی بسیاری از فناوری‌ها و بازار‌ها را شامل می‌شود، زیرا تقریباً در تمام صنایعی که فکر می‌کنید از پرینت سه بعدی استفاده می‌شود و مهم است که آن را به عنوان یک فناوری از صنایع متنوع با تعداد بیشماری از برنامه‌های مختلف مشاهده کنید.

در اینجا کاربرد پرینتر سه بعدی در صنایع گوناگون را بررسی خواهیم کرد.

چاپگر سه بعدی چیست و چه کاربردی دارد؟

چاپگرهای سه بعدی، نسل جدیدی از پرینترها هستند که برخلاف دستگاه‌هایی که متن و تصویر را در دو بعد چاپ می‌کنند، طرحی که به آنها داده می‌شود را به صورت سه بعدی و واقعی تحویل می‌دهند.

ایجاد یک شیء چاپی سه بعدی با استفاده از فرآیند‌های افزودنی حاصل می‌شود، در یک فرآیند افزودنی برای دریافت پرینت سه بعدی یک شی با قرار دادن لایه‌های پی در پی از مواد تا زمان ایجاد جسم ساخته می‌شود و هر یک از این لایه‌ها را می‌توان به عنوان یک سطح افقی برش خورده از جسم نهایی مشاهده کرد. به عبارت دیگر پرینت سه بعدی همان پرینت دو بعدی است که تنها دفعات بیشتری تکرار شده است. چاپ سه بعدی شما را قادر می‌سازد با استفاده از مواد کمتری نسبت به روش‌های تولید سنتی، اشکال پیچیده‌ای را تولید کنید که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها می‌شود.

عملکرد چاپگرهای سه بعدی به این صورت است که برای ساخت مدل، لایه‌ای از مواد اولیه روی سطح کار قرار می‌گیرد. سپس لایه‌های بعدی به همین ترتیب روی هم تشکیل می‌شوند. در واقع مدل‌های ساخته شده با پرینترهای سه بعدی، از لایه‌هایی که به صورت افقی برش خورده‌اند تشکیل می‌شوند که در نهایت یک مدل واقعی حجم‌دار آماده خواهد شد.

از این چاپگرها در صنعت و پزشکی هم استفاده می‌شود. همچنین برای ساخت اسباب بازی‌های کودکان و انواع سرگرمی، پرینترهای سه بعدی کاربرد ویژه‌ای دارند.

مواد اولیه برای ساخت مدل‌ها با پرینتر سه بعدی، از جنس پلاستیک PLA، ABS، PET، TPU، PC و نایلون است. از ویژگی‌های این مواد اولیه به مقاومت در برابر فشار، ضربه و حرارت، چسبندگی و کیفیت بالا است.

برای برخی از مدل‌هایی که با پرینتر سه بعدی ساخته می‌شوند، باید از سازه ساپورت استفاده شود.

پرینت سه بعدی در صنعت حمل و نقل هوایی

صنعت حمل و نقل هوایی در روش‌های مختلف از پرینت سه بعدی استفاده می‌کند، مثال زیر نشان دهنده یک نقطه عطف مهم در تولید چاپ سه بعدی است که GE Aviation دارای ۳۰، ۰۰۰ نازل سوخت کبالت کروم کروت برای موتور‌های هواپیمای LEAP خود است، آن‌ها در اکتبر سال ۲۰۱۸ به این نقطه عطف رسیدند و با توجه به اینکه هفته‌ای ۶۰۰ مدل در چاپگر سه بعدی تولید می‌کنند، احتمالاً اکنون بسیار بالاتر از این عدد هم رفته اند.

حدود بیست قسمت جداگانه که قبلاً مجبور بودند با هم جوش داده شوند در یک مؤلفه چاپی سه بعدی که وزن آن ۲۵ ٪ کمتر است و پنج برابر قوی‌تر است ادغام شد، موتور LEAP به دلیل سطح بالای بهره وری، پرفروش‌ترین موتور در بخش حمل و نقل هوایی است و GE با چاپ سه بعدی از نازل‌های سوخت، ۳ میلیون دلار در هر هواپیما پس انداز می‌کند، بنابراین، این قسمت چاپی سه بعدی تنها صد‌ها میلیون دلار برای این شرکت سود اقتصادی داشته است.

همان طور که مشاهده کردید پرینت سه بعدی خدمات بسیاری را به بشریت داشته است و این مباحث تنها بخشی از ویژگی‌ها و خدمات فناوری پرینت سه بعدی است.

کاربرد پرینترهای سه بعدی در پزشکی

یکی از کاربردهای پرینترهای سه بعدی در صنعت پزشکی است که توانسته توجه تولیدکنندگان این عرصه را به خود جلب کند. مواد مصرفی این نوع پرینترها، به دلیل استحکام و سازش پذیری با بدن، بهارین گزینه برای ابزار کمک حرکتی هستند. این مواد مصرفی بعد از گذشت مدت زمان خاصی در بدن جذب می‌شوند و در صورت ماندن طولانی مدت داخل بدن، هیچ مشکلی برای بافت‌های عضلانی و استخوانی ایجاد نمی‌کنند.

برای ساخت انواع پروتزهای اختصاصی، باید هزینه‌های زیادی صرف کرد که با وجود این پرینترهای سه بعدی، هم هزینه‌ها کاهش یافته، هم قطعه‌ای با کیفیت و ظرافت، در زمانی کوتاه ساخته می‌شود.

محصولاتی که با پرینترهای سه بعدی تولید می‌شوند شامل قطعات جایگزین برای بخش‌های استخوانی زانو، کمر، ستون فقرات، مچ پا و …، سمعک هستند.

امید است که در آینده‌ای نزدیک اعضای اصلی بدن انسان هم با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته شوند.

کاربرد پرینترهای سه بعدی در دندانپزشکی

امروزه با وجود پرینترهای سه بعدی، انجام امور دندانپزشکی بسیار آسان شده و از طرفی هم دقت کار افزایش یافته است.  با استفاده از پرینتر سه بعدی، مدل‌های ساخته شده برای دندانپزشکی از دقت بالایی برخوردارند.

از چاپگرهای سه بعدی برای ساخت ایمپلنت‌های دندانی، پروتز دندان، تاج دندان، پل و ارتودنسی‌های شفاف استفاده می‌شود. دانش دندانپزشکی هر روزه در حال رشد است و این نیازمند استفاده از ابزاری است که بتوانند سرعت تولید لوازم و تجهیزات را افزایش دهد. امروزه، پزشکان برای ساخت پروتز دندان و یا قالب دندان بیمار، یک اسکن سه بعدی از دهان بیمار ایجاد کرده و فایل سه بعدی را ساخته و تحویل چاپگر می‌دهند.

استفاده از این روش، سرعت کار را افزایش داده و فرایند ترمیم دندان بیمار در زمان کمتری انجام می‌شود، زیرا پزشک مربوطه، دیگر مجبور به انجام مراحل تکراری کار نیست.

کاربرد پرینتر سه بعدی در اتومبیل سازی

یکی دیگر از کاربردهای چاپگر سه بعدی در صنعت خودروسازی است که شرکت‌های برزگ اتومبیل سازی از آن استقبال کرده‌اند و مدتهاست تولید کنندگان خودرو از پرینت سه بعدی استفاده می‌کنند. شرکت‌های خودروسازی قطعات یدکی، ابزار، وسایل نقلیه و لوازم جانبی را پرینت می‌کنند، اما همچنین قطعات نهایی را نیز استفاده می‌کنند، پرینت سه بعدی تولید را فعال کرده است که منجر به بهره وری بیشتر شده و چرخه زمان طراحی و تولید را کوتاه‌تر کرده است.

 علاقه‌مندان به اتومبیل در سراسر جهان از قطعات چاپی سه بعدی برای بازگرداندن خودرو‌های قدیمی استفاده می‌کنند به عنوان مثال مهندسان استرالیایی قطعاتی را چاپ کردند تا Delage Type-C را احیا کنند، با انجام این کار آن‌ها مجبور بودند قطعاتی را چاپ کنند که ده‌ها سال از تولید خارج بودند.

با استفاده از پرینترهای سه بعدی، قطعات پیچیده خودرو به راحتی و با سرعتی بالا تولید می‌شوند. در واقع این شرکت‌های خودروسازی، مدل اولیه را با سرعت بالا و با استفاده از چاپگر سه بعدی تولید کرده و بعد از بررسی‌های نهایی، وارد تولید انبوه محصولات خود می‌شود.

تصور کنید که چه خوب است که تولید کنندگان خودرو، ابتدا مدل طراحی شده را به صورت سه بعدی ایجاد کنند تا بهتر بتوانند مشکلات و ایرادات آن را بررسی و رفع کنند.

با وجود چاپگرهای سه بعدی، نمونه سازی از قطعات خودرو، خیلی سریع انجام می‌شود.

کاربرد پرینتر سه بعدی در اسباب بازی

چاپ سه بعدی توانسته کمک بزرگی به صنعت دیجیتال بکند و با استفاده از این پرینترها اسباب‌های جذابی تولید می‌شود.

یکی از کمپانی‌های موفق در عرصه تولید اسباب بازی که نه تنها توجه کودکان، بلکه توجه بزرگسالان را نیز به خود جلب کرده‌است. این کمپانی برای ساخت محصولات خود از تکنولوژی چاپ سه بعدی استفاده کرده و توانسته با سرعت بالایی محصولات خود را روانه بازار کند.

از طرفی هم با توجه به گران بودن انواع اسباب بازی کودکان، در صورت شکستن و یا آسیب به آنها، تعمیرشان هزینه کمتری نسبت به خریدن دوباره دارد. پس تولید قطعات یدکی انواع اسباب بازی می‌تواند کمک بزرگی به این صنعت بکند. این قطعات یدکی هم با استفاده از پرینترهای سه بعدی تولید می‌شوند.

با توجه به قیمت بالای پرینترهای سه بعدی، نگهداری از آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. اما هر زمانی که کوچک‌ترین خللی در عملکرد پرینترهای سه بعدی مشاهده کردید، باید در سریع‌ترین زمان ممکن، برای تعمیر پرینتر اقدام کنید.

معرفی انواع چاپگرهای سه بعدی

امروزه با وجود پرینترهای سه بعدی، کار چاپ بسیار جذاب شده و سرعت بالایی گرفته است. در اینجا قصد داریم انواع پرینترهای سه بعدی را به شما معرفی کنیم تا با این تکنولوژی آشنا شوید.

پرینت سه بعدی چیست؟

در پرینت سه بعدی، تصویر دو بعدی که در کامپیوتر وجود دارد، به صورت سه بعدی و واقعی چاپ می‌شود. عملکرد این پرینترها به این صورت است که در طی فرایند افزودن لایه‌ها، یک شی ساخته خواهد شد. در این فرایند، لایه‌ها به‌صورت برش‌های افقی روی هم قرار می‌گیرند و شی ساخته می‌‌شود. به نحوه ساخت اشیا در پرینتر سه بعدی، ساخت افزایشی نیز می‌گویند. در پروسه ساخت دو روش مرسوم برای تولید قطعات وجود دارد. روشی که همه با آن آشنا هستند، ساخت کاهشی است که با استفاده از مواد اولیه و ابزار ساخت و ساز به محصول دلخواه خود می‌رسید.

اما در ساخت افزایشی، از قرار دادن متریال و مواد اولیه به صورت لایه لایه روی هم، قطعه مورد نظر را می‌سازید. تمامی مدل‌های پرینتر سه بعدی، از روش ساخت افزایشی برای تولید قطعات استفاده می‌کنند.

از پرینترهای سه بعدی برای ساخت ماکت و مجسمه و … استفاده می‌شود. با وجود این پرینترها، ساخت لوازم بدون دردسر و حتی سریع‌تر انجام می‌شود.

در ادامه به بررسی انواع پرینترهای سه بعدی خواهیم پرداخت.

پرینتر سه بعدی FDM

یکی از متداول‌ترین پرینترهایی که در بازار وجود دارد و به راحتی هم در دسترس کاربران است، پرینترهای FDM هستند که قیمت بسیار مناسبی داشته و مواد اولیه آنها هم به راحتی و با هزینه کم در دسترس هستند.

پرینتر سه بعدی FDM، به نسبت دیگر پرینتر‌ها از قیمت خرید کمتری برخوردار است. شاید این عامل باعث شده که سرعت، کیفیت و دقت چندان بالایی نداشته باشد. باید این نکته را بدانید که نمی‌توانید روی این پرینتر، برای پرینت قطعات با پیچیدگی بالا حساب کنید.

نحوه عملکرد پرینتر FDM 3D که به آن فیلامنت هم میگویند، به این صورت است که با ذوب کردن پلاستیک و اکسترود آن، مدل شما را به صورت لایه‌های برش خورده افقی ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر فیلامنت بعد از ذوب شدن به صورت رشته‌ای، از نازل بیرون آمده و روی رشته قبلی که حالا سرد و خشک شده است قرار می‌گیرد. این پرینتر رزولوشنی بین ۵۰ تا ۴۰۰ میکرومتر دارد.

ابتدا یک رول از فیلامنت را روی پرینتر قرار می‌دهند و زمانی که دمای پرینتر به حد موردنظر رسید، فیلامنت وارد نازل شده و در اثر گرما ذوب می‌شود. اکسترودر پرینتر این امکان را دارد که در سه جهت محورهای X، Y و Z حرکت کند و لایه لایه مواد را روی سطح موردنظر خالی کند. درنهایت با وجود فن پرینتر، مواد خشک خواهند شد. البته فن تنها در برخی از مدل‌های پرینتر وجود دارد، این فن‌ها باعث می‌شوند قطعات با سرعت بیشتری خشک شده و کیفیت پرینت نیز افزایش یابد. هرچه رزولوشن پرینت کمتر باشد، مدل نهایی دارای صافی بیشتری است.

پرینتر سه بعدی SLA

پرینتر سه بعدی SLA که مخفف استریولیتوگرافی یا همان Stereo Lithography است، هم به صورت لایه‌ای چاپ می‌کند. در پرینتر سه بعدی SLA دو نوع مکانیزم برای ساخت قطعات وجود دارد:

• مکانیزم بالا به پایین
• مکانیزم پایین به بالا

در مکانیزم بالا به پایین، لیزر در بالای تانک قرار داشته و به همین دلیل قطعه از بالا به پایین ساخته می‌شود. در مکانیزم پایین به بالا، به دلیل قرار گرفتن لیزر، در قسمت زیرین تانک قطعه از پایین به بالا ساخته می‌شود.

پرینترهای SLA، از رزین مایع برای سخت کردن مدل ساخته شده استفاده می‌کند و با تاباندن نور فرابنفش این عمل انجام می‌شود، زیرا این متریال به نور حساس هستند. از این پرینتر برای ساخت محصولات مهندسی و نمونه سازی صنعتی استفاده می‌شود.

با توجه به اینکه در پرینتر SLA، مدل از بالا به پایین ساخته می‌شود، سینی ساخت مدل داخل مخزن رزین قرار دارد. با تابش لیزر UV به مایع رزین، مدل سخت و یک لایه تشکیل می‌شود و به دنبال آن لایه‌های بعدی هم تشکیل می‌شوند.

مواد موردنیاز برای ساخت مدل با پرینتر SLA، رزین است و قطعاتی که با آن ساخته می‌شوند مقاوت زیادی نداشته و برای کارهای سخت توصیه نمی‌شوند. یکی از مشکلاتی که اغلب کاربران، از آن شکایت کرده‌اند پیچ خوردگی، تاب و شکستگی قطعات ساخته شده است. باید این نکته را به یاد داشت که، پرینتر‌های sla قطعاتی با جزئیات بسیار و دقیق تولید می‌کنند. همین عامل سبب می‌شود این محصولات بسیار حساس و شکننده باشند.

تنظیمات پرینتر SLA توسط شرکت سازنده انجام می‌شود و کاربر این پرینتر قادر به تغییر تنظیمات نیست. تنها متغیر‌هایی که کاربر می‌تواند آن‌ها را تغییر دهد، جهت گیری مدل سه بعدی و ضخامت لایه است.

قطعات ساخته شده با این پرینتر، دارای رفتاری یکسان در برابر نیروی وارد شده از جهات مختلف دارند.

پرینتر سه بعدی DLP

پرینترهای سه بعدی DLP هم مانند پرینترهای سه بعدی SLA عمل می‌کنند. با این تفاوت که نور UV در پرینتر DLP، توسط ویدئو پروژکتور تابیده می‌شود و در پرینترهای SLA، نور UV توسط لیزر به مدل تابیده می‌‎شود. این پرینتر‌ها، از دقت و سرعت بسیار بالایی برخوردار هستند. یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های پرینتر DLP به نسبت سایر پرینتر‌ها این است که، اجزا و قطعات به کار رفته در آن‌ها، ساده‌تر از مابقی مدل‌ها بوده و همین عامل باعث کاهش هزینه نگهداری و تعمیر آن می‌شود.

مواد اولیه برای ساخت مدل در این پرینتر از رزین سرامیکی و رزین قابل ریخته‌گری بوده و فناوری چاپ هم به صورت لایه‌ای عمل می‌کند.

از پرینترهای DLP، بیشتر در صنعت پزشکی، دندانپزشکی و ساخت جواهرات استفاده می‌شود. برای ساخت ارتودنسی‌های شفاف، این نوع پرینتر کاربرد زیادی دارد.

در صنعت طلا و جواهر هم ابتدا مدل سه بعدی را ساخته و وارد پروسه ریخته‌گری می‌شود. در نهایت هم قطعه فلزی ساخته می‌شود.

در زمینه دندانپزشکی دیجیتال از پرینتر سه بعدی DLP استفاده می‌شود.

پرینتر سه بعدی DMLS

پرینتر سه بعدی DMLS، برای ذوب آلیاژ از لیزر استفاده می‌کند و فرایند ساخت مدل هم به صورت لایه‌ای انجام می‌شود. فرایند ساخت مدل در این پرینتر در یک محیط بسته و خالی از اکسیژن انجام می‌شود که از گاز نجیب پر شده‌است. پودر مورد استفاده برای چاپ توسط پرینتر DMLS، پخته شده و تنها با آلیاژهای نیکل تیتانیوم ۶۵ کار می‌کند.

لازم به ذکر است که، با استفاده از این پرینتر قادر هستید قطعات بزرگی را تولید کنید و دقت بالایی هم دارد.

فناوری ساخت قطعات با این پرینتر به این صورت است که ابتدا لایه‌ای پودر روی سطح قرار می‌گیرد و با تابش لیزر به آن، ذرات فلز پخته شده و به یکدیگر میچسبند و در نهایت یک لایه ساخته می‌شود. به همین ترتیب لایه‌های بعدی هم شکل می‌گیرند.

پودر فلز پرینتر سه بعدی DMLS قابل بازیافت است.

پرینتر سه بعدی SLS

فناوری ساخت مدل با استفاده از پرینتر سه بعدی SLS، به واسطه ذوب ذرات پودر پلیمر و چسبیدن آنها به یکدیگر ایجاد می‌شود. ساخت مدل با این نوع پرینتر هم به صورت لایه‌ای است و بعد از ساختن یک لایه، لایه بعدی روی آن ساخته می‌شود. قطعات تولید شده با این پرینتر، از استحکام و دوام بالایی برخوردار هستند. این پرینتر سرعت بالایی در تولید قطعات کاربردی دارد، اما باید این نکته را نیز در نظر گرفت که پرینتر SLS از دقت متوسطی برخوردار است و توانایی تولید قطعات خاصی را ندارد.

دقت ساخت این پرینتر نسبت به FDM و SLA بیشتر است و نمونه‌های دقیق‌تری تولید می‌کند. اما تعداد قطعاتی که با آن ساخته می‌شود دارای تیراژ کم است.

مدل‌هایی که با این پرینتر ساخته می‌شوند، دارای پیچیدگی هندسی بوده و کاربر آزاد است که هر طرحی را با آن پیاده کند.

پودر خام باقی مانده از پرینتر SLS، قابل استفاده مجدد است.

پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی Multi Jet Fusion

پرینتر سه بعدی مولتی جت فیوژن ترکیبی از تکنولوژی‌های SLS و متریال جتینگ–پلی جت است. تعدادی نازل جوهرافشان از محیط پرینت عبور می‌کنند و یک عنصر اتصال دهنده را روی یک لایه نازک از پودر پلاستیک می‌ریزد. همزمان در گوشه های قطعه یک عنصر ذوب کننده تزریق می شود. سپس یک منبع انرژی IR با نیروی بالا از روی سینی ساخت می گذرد و قسمت هایی که عنصر اتصال دهنده دارند ذوب شده و به هم متصل می شوند. این پروسه تا وقتی قطعات ساخته شوند تکرار می شود.

(MJF) Multi Jet Fusion یک فناوری تولید افزودنی است که توسط HP ساخته شده و در ماه مه 2016 رونمایی شده است و باعث ایجاد هیجان و اضطراب گسترده در صنعت در اقدامات برابر می شود. MJF در خانواده فن آوری های Powder Bed Fusion (PBF) قرار دارد و جنبه های SLS و Material Jetting را به اشتراک می گذارد. HP ادعا می کند که MJF حداکثر 10 برابر سریعتر از فن آوری های رقیب است ، قادر به چاپ 12000 وکسل در هر اینچ خطی در هر لایه است.

روش کار MFJ همانند Stereolithography، فرآیندهای کیفیت بالای MJF از یک نور UV برای عبور از فتوپلیمر استفاده می کنند؛ با این حال، به جای این که یک لیزر لایه ها را بهبود ببخشد، سرنازل پرینتر، قطره های کوچکی از فتوپلیمر را پرتاب می کند (شبیه به جوهر در پرینترهای جوهرافشان) و به شکل لایه اول در می آورد. لامپ UV که به سر پرینتر متصل است از روی پلیمر رد می شود و شکل لایه را ثابت می کند.

سپس بستر ساخت به اندازه ضخامت یک لایه پایین می رود و متریال بیشتری مستقیما روی لایه قبلی دپوزیت می شود. این فرآیند تا پایان ساخت قطعه تکرار می شود. سر چاپگر سه بعدی شامل تعداد زیادی جت (بیش از 100 عدد) است که به‌صورت خطی آرایش یافته‌اند. در این فرآیند، مواد ترموپلیمر (موم) و آکریلیک فتوپلیمر توسط جت‌ها و متناظر با مقاطع قطعه روی پلتفرم ریخته شده و لایه‌ها و تکیه‌گاه‌های موردنیاز را ایجاد می‌کنند.

برای شکل‌دهی لایه‌ها، سر چاپگر در راستای X و پلتفرم دستگاه در راستاهای Y و Z حرکت می‌کنند. وقتی ساخت یک‌لایه تمام شد، پلتفرم به‌اندازه ضخامت یک‌لایه به سمت پایین حرکت کرده و فرآیند مجدداً تکرار می‌شود.

در ابتدا،دمای رزین مایع تا ۳۰-۶۰ درجه بالا برده می شود تا به چسبندگی موردنظر برسد. در مرحله بعدی، هدِ پرینتر روی پلتفرم ساخت حرکت کرده و صدها قطره کوچک متریال فتوپلیمر در مکان های مشخص توزیع می شوند.

MJF : یک منبع نور فرابنفش (UV) که به هد پرینت متصل است به مواد توزیع شده تابیده شده و لایه اول را می سازد. پس از اتمام ساخت لایه، پلتفرم ساخت به اندازه یک لایه به پایین حرکت کرده و پروسه تا زمان ساخت کامل قطعه تکرار می شود.

مواد مورد استفاده در چاپگرهای سه بعدی

پرینترهای سه بعدی هم مانند سایر چاپگرها، به مواد مصرفی نیاز دارند. اما مواد مصرفی پرینتر سه بعدی جوهر نیست و با استفاده از مواد فیلامنت و انواع پودر، قطعات و مدل‌ها را می‌سازد. در اینجا به معرفی بهترین مواد مصرفی پرینتر سه بعدی خواهیم پرداخت.

چگونه مواد مصرفی مناسب برای پرینت سه بعدی خود را انتخاب کنیم؟

مواد مصرفی که برای پرینت سه بعدی انتخاب می‌کنیم، رابطه مستقیمی با کاربرد نوع قطعه‌ای که می‌سازیم دارد. همانطور که در بحث انواع پرینترهای سه بعدی گفتیم؛ PETG، نوعی فیلامنت است که ظاهری شفاف دارد و برای ساخت بطری‌های آب کاربرد دارد. اما بهتر است بدانید که برای ساخت ظروف غذا هم می‌‎توان از این مواد اولیه استفاده کرد. زیرا ساختار این مواد طوری است که به سالم ماندن مواد غذایی کمک می‌کند و سازگاری زیادی هم با طبیعت دارد.

اما برای ساخت انواع ماکت و طرح اولیه محصولات، بهتر است از موادی همچون ABS، نایلون و PVA استفاده کنید.

بهترین مواد اولیه پرینتر سه بعدی PLA

مواد اولیه پرینتر سه بعدی PLA، مناسب برای دستگاه‌های FDM است. از ویژگی‌های این مواد اولیه می‌توان به شفاف بودن، نرمی و قابل ارتجاع بودن آنها اشاره کرد. کار با این دستگاه و مواد فیلامنت به قدری آسان است که حتی افراد تازه‌کار و کم‌تجربه هم می‌توانند به سرعت با آن کار کنند. ترکیبات سازنده PLA، از نشاسته، آرد ذرت، نیشکر و … است که با طبیعت هم سازگار هستند. برای بسته‌بندی مواد غذایی و ظروف پلاستیکی و یکبارمصرف می‌توان از این مواد اولیه استفاده کرد، زیرا خاصیت بازگشت به چرخه طبیعت را دارند.

با توجه به بی ضرر بودن برای بدن، مواد PLA را می‌توان به عنوان مواد اولیه ساخت تجهیزات پزشکی و پروتزهای دندانی استفاده کرد.

مفید ترین مواد اولیه پرینتر سه بعدی HIPS

از دیگر مواد مصرفی پرینتر سه بعدی، مواد مصرفی HIPS، بسیار مشابه ABS است و ویژگی‌های چاپی یکسانی با آن دارد. این مواد به عنوان سازه ساپورت با ABS و PLA مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا به راحتی حل شده و مشکلات ناشی از جا ماندن اثر سازه ساپورت را برطرف می‌کنند. تفاوت HIPS و ABS در این است که بسیار سبک‌تر بوده و پایدارتر است. درجه حرارت پرینت با این مواد، بسیار بالا و بین ۲۱۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد است. صفحه کار با آن باید بسیار داغ باشد. در مقابل این گرما، نیاز به تهویه هم دارد.

فیلامنت پرینتر سه بعدی ABS

یکی از مواد مصرفی مقاوم و البته پرکاربرد در صنعت، مواد مصرفی پرینتر سه بعدی ABS است که در صنعت لوله‌سازی، قطعات خودرو، لوازم آشپزخانه و … کاربرد دارد.

دوام بالای مواد، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر گرما از ویژگی‌های این مواد مصرفی هستند. خاصیت سمباده‌خوری خوبی دارد و می‌توانید لبه‌های زائد و اضافی را صاف کنید.

ABS نوعی ماده اولیه برای پرینترهای سه بعدی است که با حرارت ذوب شده و با سرد شدن جامد می‌شود. این ماده؛ از محبوب‌ترین مواد در صنعت چاپ سه بعدی هستند، زیرا ارزان، مقاوم و منعطف بوده و به راحتی از نازل جدا می‌شوند. فیلامنت‌های ABS، حتی در لگو‌های اسباب بازی نیز به کار می‌روند. در زمان استفاده از این ماده اولیه، باید دستگاه در جریان باد و هوای مستقیم نباشد. زیرا ممکن است نتیجه کار دفرمه و دور از چیزی باشد که انتظار دارید.

به دلیل مقاوم بودن در برابر فشار، حرارت، خراش و مواد شیمیایی، این ماده برای ساخت قطعاتی که در معرض فشار و استهلاک هستند مناسب است. این فیلامنت برای رسیدن به نقطه ذوب، به دمای بسیار بالایی نیاز دارد.

همچنین گاز‌ها و بخارات سمی زیادی که حین ذوب شدن از خود تولید می‌کند، می‌تواند به شدت روی محیط اطراف و سلامت افراد تاثیر بگذارد. فیلامنت ABS می‌تواند باعث پیچ خوردگی و تاب برداشتن قطعات شود.
با توجه به اینکه برای ساخت مواد ABS از مواد نفتی استفاده می‌شود، متاسفانه قابلیت تجزیه پذیری ندارد اما می‌توان آنها را بازیافت کرد.

در زمان ساخت قطعات با مواد ABS، بوی ناشی از حرارت، کمی آزاردهنده است. با توجه به خاصیت جذب رطوبت این مواد، اگر در محیط مرطوب ساخته شوند، ممکن است در کیفیت ساخت تاثیر منفی داشته باشد.

فیلامنت ABS، قابل تجزیه در محیط زیست نیست.

فیلامنت پرینتر سه بعدی PETG چیست؟

فیلامنت PETG، یکی دیگر از مواد اولیه برای پرینترهای سه بعدی است که از مقاومت بالایی در برابر آب و رطوبت برخوردار است و مدل‌های ساخته شده با آن، سطحی صاف و صیقلی دارند. این مواد که تشکیل شده پلی اتیلن هستند، برای ساخت بطری‌های آب و نوشیدنی کاربرد دارند. زیرا بسیار شفاف و انعطاف‌پذیر است.

مدل‌های چاپ شده با این مواد اولیه، دارای شفافیت زیاد، انعطاف‌پذیری، سطح براق و استحکام بالایی است.

از فیلامنت PETG برای ساخت قطعات مکانیکی استفاده می‌شود.

مواد اولیه رزینی (تکنولوژی SLA و DLP و LCD)