پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی رزین

Posted on می 6, 2024می 21, 2024 by Mr.JiliBili

پرینت سه بعدی رزین چیست

چاپ سه بعدی رزین نوعی از تکنولوژی تولید افزودنی است که از رزین های مایع برای ساخت اشیاء استفاده می کند. این نوع چاپ سه بعدی همچنین به عنوان فوتوپلیمرایزاسیون بات شناخته می شود: این فرآیند از نور طول موج کوتاه برای جامد کردن رزین مایع به قطعات سه بعدی استفاده می کند.

در بیشتر چاپگرهای سه بعدی رزین، فرآیند با یک پلت فرم ساخت پر از رزین مایع شروع می شود. سپس چاپگر سه بعدی نور را برای ایجاد هر لایه شیء منتشر می کند. همانطور که نور از طریق مخزن و لایه درمان عبور می کند، رزین مایع را به قطعات جامد تبدیل می کند. این فرآیند تا زمانی که تمام لایه ها چاپ شوند ادامه می یابد.

نسل های چاپگر سه بعدی

در طول سالها، چندین نسل از پرینترهای سه بعدی رزین پدید آمده اند که هر کدام دارای ویژگی ها و مزایای منحصر به فرد هستند. در اینجا برخی از رایج ترین انواع تکنولوژی چاپ سه بعدی رزین آورده شده است:

استریولیتوگرافی(SLA): فناوری SLA اولین نسل چاپ سه بعدی رزین است. از ليزر استفاده ميکنه تا رزين مايع رو به قطعات جامد تبديل کنه پرینترهای SLA دارای مخازن رزین با یک پلت فرم ساخت هستند که در معرض نور لیزر قرار دارند. آنها برای طراحی های دقیق و پیچیده ای که نیاز به دقت بالایی دارند و همچنین قطعات بسیار بزرگ ایده آل هستند.

پردازش نور دیجیتال (DLP): این نوع پرینتر سه بعدی رزین از نور با طول موج کوتاه تر برای درمان مواد رزین استفاده می کند ، تقریباً مانند یک پروژکتور سینمای خانگی. در حالی که این یک نسل جدید در چاپ سه بعدی رزین بود، مبادله سرعت در برابر کیفیت همچنان ادامه دارد. اگرچه سرعت چاپ ممکن است تحت تأثیر قرار نگیرد، DLP از یک نقطه منبع واحد پروژه می کند. این به این معنی است که نور در زاویه های مختلف طرح ریزی می شود که می تواند شکل پیکسل را در نقاط مختلف تحت تأثیر قرار دهد (به عنوان مثال در مرکز گرد است اما در محیط دراز). این باعث می شود تولید تصاویر با هندسه های پیچیده و کیفیت ساخت دقیق چالش برانگیز باشد. بعلاوه، تراشه ها و اجزای DLP می توانند گران باشند.

استریولیتوگرافی نقاب دار (mSLA): آخرین نسل چاپ SLA سه بعدی است که از ماسک ها برای کنترل جایی که نور به صفحه ساخت می رسد استفاده می کند. استریولیتوگرافی نقاب دار برای حل مسائل کیفیت که DLP نمی توانست، ظهور کرد. نور نقاب دار تضمین می کند که فقط مناطق خاصی در معرض نور قرار می گیرند و امکان چاپ بسیار دقیق را فراهم می کند که می تواند سریعتر از چاپگرهای سنتی SLA چاپ شود. علاوه بر این، از آنجا که پیکسل ها را مستقیماً به جلو می اندازد، قطعات منسجم تری از لبه به لبه ایجاد می کند. علاوه بر این، پانل های LCD مورد استفاده در این فرآیند بسیار راحت تر از تراشه های DLP در دسترس هستند و با وضوح 8k و فراتر از آن. این منجر به سرعت چاپ سریع تر می شود و هزینه تولید اشیاء را کاهش می دهد.

رزین های فوتوپلیمر به چاپگرهای سه بعدی اجازه داده اند تا اشیاء پیچیده ای را تولید کنند که سایر روش های چاپ سه بعدی نمی توانند. با دقت و دقت چاپ سه بعدی رزین، این تکنولوژی تبدیل به بهترین انتخاب برای طراحان محصول و مهندسان شده است که به دنبال تولید قطعات پیچیده با جزئیات پیچیده هستند.

چگونه استریولیتوگرافی به وجود آمد

دکتر. هیدو کوداما، یک محقق ژاپنی، ایده روش معاصر لایه بندی استریولیتوگرافی را در دهه ۱۹۷۰ مطرح کرد. او در انجام این کار با درمان پلیمرهای حساس به نور با استفاده از نور UV موفق شد. روش چاپ سه بعدی SLA برای اولین بار استفاده شد.

“چارلز (چاک) وی هال” کلمه ي “استريوليتوگرافي” رو اختراع کرد. در سال ۱۹۸۶، او همچنین حق ثبت اختراع برای این فناوری را دریافت کرد و سیستم های سه بعدی را برای فروش آن تاسیس کرد. هال گفت که این روش با “چاپ” لایه های نازکی از ماده ای که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار می گیرد، کار می کند. از سوی دیگر، چاپ سه بعدی SLA اولین روش چاپ سه بعدی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نگرفت. وقتی که حق ثبت اختراع در سال ۲۰۰۹ شروع به تمام شدن کرد، چاپ سه بعدی روی دسکتاپ با فرمت کوچک، تولید افزایشی را در دسترس تر کرد. مدل سازی رسوب ذوب (FDM) اولین تکنیک تولید افزودنی بود که در سیستم عامل های دسکتاپ استفاده شد.

رزین سه بعدی برای چه استفاده می شود

چاپ سه بعدی با رزین زمانی بهتر عمل می کند که جزئیات و دقت مهم تر از دوام یا قدرت باشد. اشیاء مبتنی بر رزین برای بسیاری از کاربردهای مهندسی بسیار شکننده هستند. اما اشیاء یکبار مصرف یا موقتی کاندیداهای عالی هستند، به همین دلیل است که چاپ رزین برای اولین بار در نمونه سازی سریع خانه ای پیدا کرد. چاپ رزین سریعتر از مجسمه سازی، قطعات دقیقی را تولید می کند تا مهندسان بتوانند به سرعت تناسب و عملکرد را بررسی کنند، طراحی خود را تکرار کنند و یک شی جدید چاپ کنند.

دندانپزشکان مدل های پرینت رزین دندان های بیمارشان را می سازند. جراحان قبل از عمل کردن روش هاي رو روي اثر انگشتي از اندام هاي بيمار اجرا ميکنن و علاقه مندان از چاپ رزین برای ایجاد جواهرات دقیق، قطعات بازی و موارد دیگر استفاده می کنند.

چاپگر سه بعدی رزین چگونه کار می کند

تمام پرینترهای سه بعدی رزین از همان فیزیک پایه برای تبدیل رزین مایع به اشیاء جامد استفاده می کنند. هر قطعه از فایل چاپ به یک الگوی نور ماوراء بنفش (UV) تبدیل می شود که به یک مخزن رزین مایع می درخشد. فوتوپلیمر به یک لایه جامد تبدیل می شود و سپس بستر برای لایه بعدی قرار می گیرد. در بیشتر پرینترهای رزین، بستر یک لایه بالاتر از منبع زیر مخزن شروع می شود. بستر لایه تازه جامد شده را از پایین مخزن جدا می کند زیرا ارتفاع لایه دیگری را برای آوردن رزین بیشتر برای لایه بعدی افزایش می دهد.

چه نوع پردازش های بعدی برای چاپ رزین لازم است

در مقایسه با سایر روش های چاپ سه بعدی، چاپ رزین تکنولوژی ای است که همیشه به پردازش بعد نیاز دارد. مراحل اولیه برای یک شی تازه چاپ شده عبارتند از:

شستشوی آن لازم است تا بقایای رزین خشک نشده را از یک چاپ حذف کند. برای انجام این کار، پرینت ها در الکل، آب قرار می گیرند، یا حداقل روی چند حوله کاغذی خشک می شوند.

حدف ساپورت ها: این شامل حذف تمام سازه های ساپورت از یک شیء است. چاپ رزین نیاز به بسیاری از ساپورت های درخت مانند برای نگه داشتن یک شیء و چسباندن آن به یک صفحه ساخت برای جلوگیری از سقوط یک بخش دارد. معمولاً برداشتن این ساپورت ها بسیار آسان است، اما هنوز هم می تواند یک فرآیند وقت گیر باشد که نیاز به احتیاط دارد تا از قطع بیش از حد حجم شیء جلوگیری شود.

چاپ های UV-curing در معرض نور خورشید یا لامپ UV قرار می گیرند تا قوی تر و جامد تر شوند. در حین چاپ، هر لایه فقط برای چند ثانیه در معرض نور قرار می گیرد، بنابراین پس از سخت شدن ضروری است.

علاوه بر مراحل پس پردازش ذکر شده، چاپ های رزین می توانند از پس پردازش های اضافی مانند:

سنباده زدن _ برای برداشتن خش های به جا مانده از مناطقی که ساپورت ها با یک جسم تماس داشتند که سطح را صاف یا مات می کنند. می توان آن را با ابزار سنباده خشک یا سنباده مرطوب انجام داد. مورد دوم شامل استفاده از مایعات خاص، پولیش ها یا فقط اضافه کردن آب به کاغذهای سنباده معمولی است. سنباده مرطوب می تواند سطح صاف تری به چاپ بدهد.

وصله سوراخ های فرار _ برای کاهش هزینه فتوپلیمرها، مدل ها را می توان به صورت توخالی طراحی کرد. بنابراین، آنها سوراخ‌های خروج/تهویه برای آزاد کردن رزین از داخل خواهند داشت که ممکن است از نظر زیبایی‌شناختی خوشایند نباشد. بنابراین، زمانی که این سوراخ ها به صورت دستی با رزین یا مواد دیگر برای بهبود ساختار و ظاهر بسته می شوند، وصله یک مرحله پس از فرآیند است.

تکمیل _ پوشاندن قطعات با ترکیبات یا پوشش های خاص برای تقویت یک قطعه و پنهان کردن عیوب. از طرف دیگر، پرایمینگ را انجام می دهند که سطحی را برای دریافت رنگ آماده می کند. برای برخی از رزین ها، پوشش برای جلوگیری از سخت شدن بیش از حد و تخریب مواد در اثر اشعه ماوراء بنفش در طول زمان مهم است.

نقاشی _ با طیف وسیعی از رنگ ها و ترکیبات موجود است.

پولیش _ استفاده از ترکیبات ویژه برای شفاف‌تر و صاف‌تر شدن سطح به‌ویژه برای بازگرداندن شفافیت پس از سنباده انجام می‌شود. این مرحله برای به دست آوردن یک نتیجه شفاف بسیار مهم است.

فرآیندهای ذکر شده در بالا را می توان به صورت دستی یا با ابزار و دستگاه های خاص انجام داد. ماشین‌های شستشو، پخت و سنباده از واحدهای نیمه اتوماتیک رومیزی گرفته تا مجتمع‌های صنعتی در دسترس هستند.

پرینت سه بعدی رزین در مقابل فیلامنت

تفاوت بین چاپ سه بعدی مبتنی بر رزین و چاپ سه بعدی مبتنی بر فیلامنت زمانی که شما شی را از بستر بیرون می کشید، قابل مشاهده است. اشیاء تولید شده از طریق چاپ رزین می توانند با آثار چاپی کمتری دقیق تر و سازگار باشند. با این حال، اشیاء تولید شده با چاپ فیلامنت دارای خواص مهندسی بهتر و طیف گسترده تری از مواد و سبک ها هستند. ایمنی می تواند با هر دو ماده مشکل ساز باشد. مثل بعضی از رشته ها، رزین ها هم تحریک کننده و سمی هستند. استفاده از دستکش و داشتن تهویه مناسب ضروری است. کاربران باید در مورد روش های ایمنی مناسب هنگام دستکاری و دفع رزین ها آموزش ببینند.

پرینت های رزین

پرتوهای نور ماوراء بنفش در پرینترهای DLP و LCD بزرگتر از پرینترهای SLA هستند اما هنوز جزئیات ظریف تری نسبت به پرینترهای FDM تولید می کنند. و با افزایش دقیق تر در موقعیت تخت، لایه های نازک تر می توانند اشیاء نهایی را بدون علائم لایه قابل مشاهده تولید کنند.

برخلاف چاپ FDM، جهت گیری چاپ باعث تغییر قدرت قطعات چاپ شده با رزین نمی شود. فرآیند سخت شدن یک لحظه ای نیست، بنابراین رزین سفت کننده به صورت شیمیایی با محیط اطراف خود پیوند می زند. هر لایه ی جدید با لایه ی بالای آن پیوند می زند تا یک قطعه ی جامد ایجاد کند بدون شکاف هایی که پرینترهای فیلامنتی به جا می گذارند و یا تغییر قدرت بسته به جهت گیری.

پرینت های فیلامنت

اگرچه پرینترهای FDM نمی توانند به همان سطح جزئیات یک پرینتر سه بعدی رزین دست یابند، اما این پرینترها اجازه کنترل خلاقانه بیشتری را می دهند. پرینترهای FDM را می توان با تعویض نوزل ها تنظیم کرد، به عنوان مثال برای تعادل بهتر بین کیفیت و سرعت برای یک کار خاص.

بسیاری از مواد فیلامنت های مختلف، مانند PLA، نایلون یا TPU، به شما اجازه می دهد تا خواص مناسب را برای قسمت خود بدست آورید. و هر نوع فیلامنت می تواند طیف وسیعی از رنگ ها و سایر افزودنی ها را برای ارائه یک ظاهر خاص داشته باشد. چاپ FDM بهترین انتخاب برای اشیاء با دوام طولانی و یا هر چیزی است که نیاز به کودکان امن است.

مزایای و محدودیت های چاپ سه بعدی رزین چیست

روش های چاپ سه بعدی رزین متفاوت است و هر تکنولوژی عوامل خاص خود را دارد. همچنین به مشخصات دستگاه مانند قدرت منبع نور، حجم ساخت، نرم افزار و همچنین خواص فوتوپلیمر استفاده شده بستگی دارد.

مزایای چاپ رزین:

_ جزئیات عالی. فوتوپلیمرها به صورت مایع به چاپگر وارد می شوند، بنابراین شکل دادن به هندسه های پیچیده نسبت به پلاستیک های ذوب شده آسان تر است.

_ سطح صاف. خطوط لایه ای هنوز در چاپ رزین وجود دارد اما آنها به طور رقابتی کوچک و تقریبا نامرئی در برخی از رنگ های رزین هستند.

_ انواع مختلف مواد طیف وسیعی از رزین ها در بازار موفق به پوشش تمام کاربردهای رایج و نیازهای هستند و لیست به سرعت در حال رشد است. هر رزین فوتوپلیمر شامل اجزای کاری مورد نیاز برای واکنش و مواد افزودنی مانند رنگ ها، مکمل های بصری و کاربردی است.

_ پشتيباني ها سطح رو زياد خراب نمي کنن مخزن رزین در سراسر محوطه با رزین پر شده است، بنابراین اگر برخی از برآمدگی های سبک وزن وجود داشته باشد، آنها فقط می توانند به بدن اصلی یک قسمت در حین درمان متصل شوند.

_ سرعت بالا در مقایسه با سایر روش های نمونه سازی، چاپ رزین بسیار سریع تر است و ماشین های مدرن می توانند بسیار سریع باشند.

_ هزینه های پایین تر برای برخی از برنامه های کاربردی مانند نمونه های اولیه، دستگاه های دندانی سفارشی و مدل های اصلی برای جواهرات، چاپ رزین بودجه را ذخیره می کند.

_ اثر انگشت ها ضد آب هستن در مقایسه با پلاستیک یا مواد پودری، فوتوپلیمرها جامد و ضد آب هستند، رطوبت را از هوا جذب نمی کنند و بیشتر آنها را می توان برای کاربردهای ضد آب استفاده کرد.

معایب چاپ رزین

_ بسیاری از ماشین ها حجم ساخت کمی دارند. تولید اشیاء بزرگ بسیار گران خواهد بود زیرا یک واحد صنعتی مورد نیاز است. این نیاز به پر کردن کل مخزن برای چاپ های بلند با فوتوپلیمر گران قیمت و برای ماشین آلات صنعتی است که می تواند در تن افزایش هزینه های کار.

_ محدودیت ها و الزامات طراحی چاپ رزین هنوز لیستی از چیزهایی دارد که باید در یک پروژه در هنگام آماده سازی آن برای تولید گنجانده شود. به عنوان مثال، جزئیات حکاکی باید حداقل 0.4 میلیمتر عرض و ضخامت داشته باشد. جهت گیری قطعات و کیفیت شبکه نیز بر چاپ تأثیر می گذارد ، بنابراین برای ساخت یک مدل به طور کامل ، برخی از دانش و تجربه مورد نیاز است.

_ ساختارهاي پشتيباني زيادي برای بهترین کیفیت، کارشناسان توصیه می کنند که یک شیء را به گونه ای قرار دهید که با صفحه تماس نداشته باشد و با زاویه 45 پرواز کند. این باعث می شود بسیاری از ساختارهای حمایتی که پس از درمان، جامد هستند و نمی توانند به یک رزین تازه بازیافت شوند.

_ پس از پردازش اجباری. ما قبلاً حداقل سه مرحله لازم پس از پردازش مورد نیاز برای آماده سازی قطعات برای استفاده را ذکر کرده ایم.

_ بعد از اینکه چاپ تموم شد، درمان ادامه داره. پلیمریزاسیون یک کار پیچیده است. پس از اینکه رزین به یک شی شکل می گیرد، برخی از واکنش ها در داخل قطعه ادامه می یابد (به همین دلیل است که پس از سخت شدن مهم است). بسته به قسمت و مواد، این می تواند منجر به کوچک شدن، ترک و تغییر شکل شود.

_ هزینه ها ما شوخی نکردیم وقتی گفتیم چاپ رزین امروزه مقرون به صرفه تر است. با این حال، لازم به ذکر است که برای تکنولوژی هایی مانند SLA، “سستی” برای یک ماشین دسکتاپ حدود 3500 تا 4000 دلار و 100 تا 200 دلار برای هر لیتر رزین است. در مورد ماشین های صنعتی، قیمت ها ممکن است بین ۸۰،۰۰۰ تا ۲۵۰،۰۰۰ دلار در هر واحد باشد.

_ تصميم گيري سخت یک واقعیت جالب در مورد چاپ رزین این است که پارامتر رزولوشن (دقیقیت / کیفیت) به چندین عامل مانند نوع رزین، جهت گیری قطعات، نرم افزار و غیره بستگی دارد.

Mr.JiliBili

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ