اصول فناوری چاپ سه بعدی و فرآیند تولید لایه به لایه توضیح داده شده است

در حال حاضر ، "اصل فناوری چاپ سه بعدی" و "فرآیند تولید لایه به لایه" در جستجوی بایدو به کلمات داغ با فرکانس بالا تبدیل شده اند. با توسعه سریع علم و فناوری ، فناوری چاپ سه بعدی به تدریج از حوزه تولید صنعتی تا هر گوشه زندگی مردم نفوذ کرده است. با استفاده از روش تولید منحصر به فرد خود ، تأثیر زیادی در مدل تولید سنتی ایجاد کرده است. بنابراین ، یک چاپگر سه بعدی چگونه کار می کند؟ فناوری اصلی آن از چه عناصر اصلی استفاده می کند؟ در مرحله بعد ، اجازه دهید اصل فناوری چاپ سه بعدی و فرآیند تولید لایه به لایه را به عمق تجزیه و تحلیل کنیم.

1. ساخت و ساز مدل و پردازش برش دیجیتال
نقطه شروع چاپ سه بعدی ساخت مدل سه بعدی است که شبیه به روند معماران است که طرح های معماری مفصلی را ترسیم می کنند. طراحان با کمک نرم افزار مدل سازی سه بعدی حرفه ای ، مانند مخلوط کن قدرتمند و 3DS MAX که به طور گسترده استفاده می شود ، می توانند مدل های مجازی با ابعاد دقیق و شکل های هندسی پیچیده ایجاد کنند. این نرم افزار طیف گسترده ای از ابزارها و توابع را ارائه می دهد. این که آیا این شکل های هندسی اساسی ساده ، قطعات مکانیکی پیچیده و دقیق یا مجسمه های هنری منحصر به فرد و خلاق است ، می توانند به طور دقیق در این نرم افزار طراحی شوند تا نیازهای متنوع طراحی کاربران مختلف را برآورده کنند.

پس از ساخت مدل سه بعدی ، مدل باید به صورت دیجیتالی قطعه قطعه شود. این مرحله را می توان به صورت تصویری درک کرد که به طور مساوی یک کیک کامل را در برش های نازک بی شماری برش می دهد. نرم افزار Slicing مدل سه بعدی را به یک سری مقطع نازک در امتداد محور Z با توجه به پارامترهای تنظیم شده کاهش می دهد. هر مقطع حاوی اطلاعات شکل مفصلی از لایه است که به طور مستقیم روند چاپ بعدی را راهنمایی می کند. ضخامت برش یک عامل کلیدی است که بر دقت چاپ تأثیر می گذارد. به طور کلی ، برش نازک تر ، سطح مدل چاپ شده نرم تر و جزئیات آن را غنی تر می کند. با این حال ، برش خیلی نازک باعث افزایش چشمگیر زمان چاپ می شود. دامنه ضخامت برش مشترک بین 0 1 و {4} 3 میلی متر است ، و کاربران می توانند با توجه به نیازهای واقعی چاپ و ملاحظات هزینه زمانی ، انعطاف پذیر آن را تنظیم کنند.

2. تجزیه و تحلیل فن آوری قالب گیری لایه به لایه به لایه
قالب مولد لایه به لایه ، اصل اصلی کار فناوری چاپ سه بعدی است. بسته به مواد و فن آوری های خاص مورد استفاده ، چاپگرهای سه بعدی عمدتاً به مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) ، استریولیتوگرافی (SLA) ، پخت لیزر انتخابی (SLS) و انواع دیگر تقسیم می شوند.

با استفاده از بیشترین استفاده از فناوری FDM به عنوان نمونه ، این چاپگر مواد ترموپلاستیک رشته ای ، مانند PLA سازگار با محیط زیست و تخریب پذیر (اسید پلیلاکتیک) و ABS با کارایی بالا (آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن) را به حالت مذاب از طریق نازل گرمایش گرم می کند. تحت کنترل دقیق رایانه ، نازل مواد مذاب را به طور مساوی استخراج می کند و لایه آن را به صورت لایه بر روی سکوی چاپ با توجه به مسیری که توسط نرم افزار برش ایجاد شده است ، رسوب می کند. هر لایه از مواد پس از اکستروژن به سرعت خنک و جامد می شود و از نزدیک با لایه پایین مواد ترکیب می شود. پس از لایه تجمع منظم بر اساس لایه ، یک مدل جامد کامل سه بعدی در نهایت تشکیل می شود.

فناوری SLA از پرتوهای ماوراء بنفش برای تابش رزین حساس به مایع استفاده می کند ، به طوری که می تواند به سرعت در معرض واکنش فوتوپلیمریزاسیون قرار بگیرد و در یک منطقه خاص جامد شود. تحت کنترل رایانه ، پرتو لیزر با توجه به داده های برش ، سطح رزین مایع را به طور دقیق اسکن می کند و رزین اسکن شده از مایع به جامد تغییر می کند. پس از اتمام هر لایه جامد سازی ، سکوی چاپ با توجه به فاصله از پیش تعیین شده کاهش می یابد و سپس لایه بعدی عملیات اسکن و جامد سازی انجام می شود و این چرخه تا زمان چاپ کل مدل تکرار می شود.

3. بهبود دقت و کیفیت توسط فرآیند پس از پردازش
پس از چاپ مدل ، یک سری از عملیات پس از پردازش برای بهبود بیشتر دقت و کیفیت سطح مدل مورد نیاز است. مراحل پس از پردازش عمدتاً شامل حذف ساختارهای پشتیبانی ، سنگ زنی ، جلا دادن ، رنگ آمیزی و سایر پیوندها است.

در طی فرآیند چاپ ، به منظور اطمینان از شکل گیری قسمت معلق مدل ، چاپگر معمولاً برخی از ساختارهای پشتیبانی موقت را تولید می کند. پس از چاپ ، این سازه های پشتیبانی باید با دقت از بین بروند تا از آسیب به بدنه اصلی مدل جلوگیری شود. برای مدلهایی با سطوح کمتر صاف ، می توان آنها را با سنگ زنی و صیقل دادن پردازش کرد تا سطح نرم تر شود. در هنگام سنگ زنی ، با توجه به ویژگی های مواد و زبری سطح مدل ، کاغذ ماسه ای با اندازه دانه مناسب را می توان انتخاب کرد و می توان آن را به صورت گام به گام از کاغذ ماسه ای درشت تا کاغذ ماسه ریز انجام داد تا به اثر سطح ایده آل برسد. پولیش می تواند براق بودن مدل را بیشتر بهبود بخشد و ظاهر آن را زیباتر و ظریف تر کند.

اگر نیاز به اضافه کردن رنگ به مدل دارید ، می توانید از روش های رنگ آمیزی مانند نقاشی اسپری و رنگ آمیزی استفاده کنید. در طی فرآیند نقاشی ، باید به انتخاب رنگدانه هایی که با مواد مدل مطابقت دارند ، توجه ویژه ای داشته باشد و ضخامت و یکنواختی رنگ را به شدت کنترل کنید تا از رنگ های روشن و پایدار اطمینان حاصل شود و به بهترین جلوه بصری برسد.

به طور خلاصه ، چاپگرهای سه بعدی از طریق یک سری مراحل کلیدی مانند ساخت مدل و برش دیجیتال ، انباشت مواد لایه ای به لایه و پس از پردازش ، تحول کارآمد را از مدلهای مجازی به اشیاء فیزیکی به دست می آورند. این نه تنها می تواند محصولاتی با اشکال پیچیده تولید کند ، و امکان طراحی محصول را به شدت گسترش می دهد ، بلکه چرخه تحقیق و توسعه محصول را نیز به میزان قابل توجهی کوتاه می کند و به طور موثری هزینه های تولید را کاهش می دهد. با نوآوری مداوم و پیشرفت فناوری ، فناوری چاپ سه بعدی مطمئناً نقش مهمی در زمینه های بیشتر خواهد داشت ، همچنان به ترویج تحول و به روزرسانی مدلهای تولید سنتی ادامه می دهد و نوآوری و شگفتی های بیشتری را برای زندگی و تولید ما به ارمغان می آورد.