فرآیند چاپ یک چاپگر سه بعدی ، به طور خلاصه فرآیند چاپ یک چاپگر سه بعدی

یک مدل سه بعدی را طراحی کنید. قبل از چاپ سه بعدی ، برای طراحی آن باید از نرم افزار طراحی به کمک رایانه (CAD) استفاده کنید. طراحان می توانند از نرم افزار CAD برای ایجاد یک مدل سه بعدی استفاده کنند یا از یک مدل موجود استفاده کنند و آن را برای رفع نیازهای خاص اصلاح کنند.

مدل طراحی شده را به یک فایل قابل چاپ تبدیل کنید. پس از اتمام طراحی مدل ، باید با استفاده از نرم افزار تولیدی به کمک رایانه (CAM) به قالب پرونده قابل چاپ مانند یک فایل .stl تبدیل شود. این پرونده حاوی اطلاعاتی مانند هندسه و جزئیات سطح مدل است.

مواد چاپی را آماده کنید. با توجه به ویژگی های شیء که باید چاپ شود ، مواد چاپی مناسب را انتخاب کنید. مواد چاپی متداول شامل پلاستیک ، فلزات ، سرامیک و غیره است. اطمینان حاصل کنید که مواد انتخاب شده از خواص فیزیکی و شیمیایی مورد نیاز برخوردار هستند.

چاپگر سه بعدی را تنظیم کنید. مواد چاپی را در محفظه چاپ پرینتر سه بعدی قرار دهید و پارامترهای چاپگر مانند دما ، سرعت چاپ و غیره را با توجه به ویژگی های ماده و مدل مورد استفاده تنظیم کنید. همچنین لازم است یک ساختار پشتیبانی مناسب برای فرآیند چاپ انتخاب شود تا اطمینان حاصل شود که می توان مدل را به درستی چاپ کرد.

چاپ را شروع کنید. وقتی همه چیز آماده است ، روند چاپ را شروع کنید. چاپگرهای سه بعدی لایه مواد را به صورت لایه ای از پایین به بالا به صورت انباشت برای ایجاد یک مدل سه بعدی کامل پشته می کنند. این فرآیند بسته به پیچیدگی مدل و ویژگی های مواد مورد استفاده ، معمولاً مدتی طول می کشد.

چاپ کامل و پس از پردازش. پس از اتمام فرآیند چاپ ، شیء چاپ شده را بردارید. در بعضی موارد ، برخی از کارهای پس از پردازش ، مانند از بین بردن سازه های پشتیبانی ، شن و ماسه زدن و نقاشی ، برای به دست آوردن یک سطح نرم و ظریف تر مورد نیاز است.

فرآیند چاپ یک چاپگر سه بعدی یک فناوری تولید پیشرفته است که با جمع کردن لایه های مواد به صورت لایه اشیاء سه بعدی را ایجاد می کند. از طراحی مدل گرفته تا انتخاب مواد چاپ ، تا تنظیم پارامترهای چاپگر و چاپ نهایی و پردازش نهایی ، هر مرحله به برنامه ریزی و عملکرد دقیق نیاز دارد. چاپ سه بعدی چشم انداز برنامه های گسترده ای دارد و نوآوری و راحتی را برای همه جنبه های زندگی به ارمغان می آورد.

فرآیند چاپ یک چاپگر سه بعدی ، شرح مختصری از فرآیند چاپ یک چاپگر سه بعدی

فرآیند اصلی چاپ سه بعدی به شرح زیر است: 1. طراحی دیجیتال: برای ایجاد یا به دست آوردن یک مدل سه بعدی از طراحی رایانه (CAD) یا سایر نرم افزارها استفاده کنید و تمام عملیات بعدی بر اساس این مدل انجام می شود. مواد چاپی را انتخاب کنید: مواد چاپی سه بعدی مناسب مانند پلاستیک ، فلز ، سرامیک ، چوب و غیره را انتخاب کنید. 4. فایلهای بارگذاری: پرونده های خرد شده را در چاپگر سه بعدی بارگذاری کرده و پارامترهای چاپی را تنظیم کنید ، مانند سرعت چاپ ، دما ، مدل مواد و غیره. 5. چاپ: چاپگر سه بعدی را شروع کنید و بگذارید به طور خودکار کار چاپ را انجام دهد. چاپگر مطابق مسیر و پارامترهای از پیش تعیین شده چاپ می شود و لایه مدل تولید را بر اساس لایه جمع می کند. 6. پس از پردازش: مدل چاپ شده را از سکوی چاپ خارج کرده و پردازش کامل مانند حذف براکت ، سنگ زنی و نقاشی را کامل کنید. موارد فوق فرایند اصلی چاپ سه بعدی است ، اما ممکن است با توجه به نیازهای موجود در برنامه های واقعی نیز تغییر کند.

چاپگر سه بعدی

چاپگرهای سه بعدی (چاپگرهای سه بعدی) ، همچنین به عنوان چاپگرهای سه بعدی شناخته می شوند ، یک تجهیزات فرآیند برای نمونه سازی سریع هستند.

در تاریخ 3 فوریه 2016 ، گروه تحقیقاتی لین Wenxiong در مرکز تحقیقات و توسعه فناوری مهندسی چاپ سه بعدی از انستیتوی تحقیقات فوجیان در مورد ساختار ماده ، آکادمی علوم چینی ، از طریق فناوری کلیدی نمونه اولیه اشیاء سه بعدی که می تواند برای اولین بار چاپ شود (PRINCENT DIGIENGREDING DIGIENGREDING DIGIENGRAUNCE DIGIENGRAUNCE DIGIENDURANCE PROPING DIGIENGRUING DIGIENTURATION DIGIENTURE

چاپگر سه بعدی دارای سرعت رکورد 600 میلی متر در ثانیه است و می تواند یک شی سه بعدی 60 میلی متر ارتفاع را از مخزن رزین در 6 دقیقه بیرون بکشد. همان شیء با استفاده از فرآیند سنتی استریولیتوگرافی (SLA) حدود 10 ساعت طول می کشد ، که 100 برابر سریعتر است! چاپ سه بعدی متوجه صنعتی شدن فضا می شود. اصل فنی چاپگرهای سه بعدی: چاپگرهای سه بعدی ، همچنین به عنوان چاپگرهای سه بعدی (3DP) شناخته می شوند ، یک فناوری تولید تجمعی هستند ، یعنی دستگاهی از فناوری سریع نمونه سازی. این ماده بر اساس یک فایل مدل دیجیتال ساخته شده است و از مواد خاص موم ، فلزات پودر یا پلاستیک و سایر مواد چسب استفاده می کند تا لایه های مواد چسب را برای تولید اشیاء سه بعدی چاپ کند. در حال حاضر از چاپگرهای سه بعدی برای تولید محصولات استفاده می شود.

فناوری ساخت اشیاء با چاپ لایه بر اساس لایه. اصل چاپگر سه بعدی قرار دادن داده ها و مواد اولیه در چاپگر سه بعدی است و دستگاه طبق برنامه لایه محصول را بر اساس لایه می سازد.

بزرگترین تفاوت بین چاپگرهای سه بعدی و چاپگرهای سنتی این است که "جوهر" که از آن استفاده می کند ، مواد اولیه واقعی است. اشکال زیادی از لایه های نازک انباشت وجود دارد ، و انواع رسانه ای که می توان برای چاپ استفاده کرد ، از انواع پلاستیک گرفته تا فلزات ، سرامیک و مواد لاستیکی مانند مختلف است. برخی از چاپگرها همچنین می توانند رسانه های مختلفی را با هم ترکیب کنند تا اشیاء چاپ شده در یک انتها سخت و در انتهای دیگر نرم شوند.

1. برخی از چاپگرهای سه بعدی از روش "جوهر افشان" استفاده می کنند. یعنی یک لایه بسیار نازک از مواد پلاستیکی مایع با استفاده از نازل چاپگر روی سینی قالب پاشیده می شود و سپس این پوشش در زیر نور ماوراء بنفش برای درمان قرار می گیرد. سپس سینی قالب فاصله بسیار کمی برای جمع شدن لایه بعدی پایین می آید.

2. دیگران از فناوری به نام "قالب گیری رسوب" استفاده می کنند ، کل فرآیند ذوب پلاستیک در نازل است و سپس با رسوب الیاف پلاستیکی یک لایه نازک تشکیل می دهد.

3. برخی از سیستم ها از فناوری به نام "پخت لیزر" با ذرات پودر به عنوان محیط چاپ استفاده می کنند. ذرات پودر روی سینی قالب پاشیده می شوند تا یک لایه بسیار نازک از پودر تشکیل شود ، به شکل مشخصی ذوب شده و سپس توسط اتصال مایع اسپری شده تقویت می شود.

4. برخی از جریان الکترون در خلاء برای ذوب ذرات پودر استفاده می کنند. هنگام مواجهه با ساختارهای پیچیده مانند سوراخ و کنگره ، ژل یا سایر مواد برای تأمین فضای پشتیبانی یا اشغال باید به رسانه اضافه شود. این قسمت از پودر ذوب نمی شود و در نهایت می توان پشتیبانی را با آب یا جریان هوا شسته کرد تا منافذ ایجاد شود.

جریان فرآیند جریان چاپ سه بعدی. 1. مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) FDM ممکن است در حال حاضر بیشترین استفاده از فرآیند باشد. بسیاری از چاپگرهای سه بعدی درجه مصرف کننده از این فرآیند استفاده می کنند زیرا اجرای آن نسبتاً آسان است: سر گرمایش FDM مواد ذوب داغ (رزین ABS ، نایلون ، موم و غیره) را به حالت بحرانی گرم می کند و آن را نیمه مایع می کند. سپس سر گرمایش در طول مسیر هندسی دو بعدی که توسط CAD تحت کنترل نرم افزار تعیین می شود ، حرکت می کند و نازل ماده نیمه مایع را از بین می برد و مواد فوراً جامد می شوند تا یک لایه نازک با شکل کانتور تشکیل دهند. این فرآیند بسیار شبیه به فرآیند چاپ یک چاپگر دو بعدی است ، به جز این که آنچه از سر چاپ بیرون می آید جوهر نیست ، بلکه ذوب موادی مانند رزین ABS است. در همان زمان ، از آنجا که سر چاپ یا پایه 3D

چاپگر می تواند در جهت عمودی حرکت کند ، می تواند به مواد اجازه دهد تا به سرعت لایه به صورت لایه جمع شوند و هر لایه شکل خاصی است که در طول مسیر تعیین شده توسط CAD چاپ می شود

مدل ، بنابراین شیء سه بعدی طراحی شده می تواند در پایان چاپ شود. 2. استریولیتوگرافی (SLA) طبق ویکی پدیا ، اولین تجهیزات اولیه نمونه سازی سریع در سال 1984 از فرآیند استریولیتوگرافی فتوسور استفاده کرد. در میان تجهیزات سریع نمونه سازی سریع ، SLA عمیق ترین مورد مطالعه و استفاده گسترده ترین بوده است. معمولاً ، ما معمولاً از این فرآیند به عنوان "فتوکور کردن" یاد می کنیم. اساس این فرآیند رزین حساس است که می تواند واکنش پلیمریزاسیون را در زیر نور ماوراء بنفش ایجاد کند. مانند سایر فرآیندهای چاپ سه بعدی ، تجهیزات فتوکورینگ SLA قبل از شروع "چاپ" شی ، مدل دیجیتالی سه بعدی شی را برش می دهد. سپس تحت کنترل رایانه ، لیزر ماوراء بنفش نقطه رزین مایع را بر اساس نقطه در امتداد خطوط هر بخش لایه ای از قسمت اسکن می کند. لایه نازک اسکن شده رزین یک واکنش پلیمریزاسیون ایجاد می کند ، به تدریج خطوطی از نقاط را تشکیل می دهد و در نهایت یک لایه نازک از سطح مقطع درمان شده از قسمت تشکیل می دهد ، در حالی که رزینی که اسکن نشده است در حالت مایع اصلی خود باقی مانده است. هنگامی که یک لایه درمان می شود ، جدول بلند کردن ضخامت لایه را حرکت می دهد و یک لایه جدید از رزین مایع روی سطح لایه قبلی رزین درمان شده برای اسکن و پخت دیگر پوشانده می شود. لایه تازه جامد به طور محکم به لایه قبلی پیوند خورده است و این چرخه تا زمانی که کل نمونه اولیه به پایان نرسد تکرار می شود. ویژگی های فرآیند SLA این است که می تواند با دقت و کیفیت سطح خوبی داشته باشد و می تواند قطعاتی را با اشکال مخصوصاً پیچیده (مانند قطعات توخالی) و به خصوص اشکال ریز (مانند صنایع دستی ، جواهرات و غیره) تولید کند. 3. مدل دیجیتالی انتخابی لیزر (SLS) برش لایه بندی شده و تولید لایه به لایه اساس فناوری چاپ سه بعدی است که در اینجا تکرار نمی شود. فرآیند SLS و SLA

فرآیند پخت نور نیز مشابه است ، یعنی هر دو نیاز به استفاده از لیزر برای تحکیم مواد در یک کل دارند. تفاوت در این است که SLS

فرآیند از پرتو لیزر مادون قرمز استفاده می کند و این مواد از رزین حساس به عکس به پودر پلاستیک ، موم ، سرامیک ، فلز یا کامپوزیت آن تغییر می یابد. ابتدا ، یک لایه بسیار نازک (سطح زیر میلی متر) از پودر مواد خام روی میز کار پخش نمی شود ، و سپس پرتو لیزر تحت کنترل رایانه از طریق اسکنر با سرعت و چگالی انرژی خاص عبور می کند تا داده های دو بعدی لایه را اسکن کند. پودر اسکن شده توسط لیزر در یک لایه جامد از ضخامت مشخصی قرار می گیرد و ناحیه غیرمجاز پودر گشاد باقی می ماند. پس از اسکن یک لایه ، لایه بعدی اسکن می شود. ابتدا میز کار با توجه به ضخامت سطح مقطع جسم بلند و پایین می آید و غلتک پودر دوباره پودر را پخش می کند و سپس یک لایه جدید از اسکن شروع می شود. این فرآیند تا زمانی که تمام لایه ها اسکن شوند تکرار می شود. پودر اضافی را برداشته و بعد از پردازش مناسب مانند سنگ زنی و خشک کردن ، قطعات را می توان بدست آورد. در حال حاضر ، هنگامی که این فرآیند اعمال می شود ، پودر موم و پودر پلاستیک بیشتر به عنوان مواد اولیه مورد استفاده قرار می گیرند ، در حالی که روند پیوند یا پخت و پز با پودر فلزی یا پودر سرامیکی در واقع استفاده نشده است. 4. ساخت شیء چند لایه (LOM) در فرآیند ساخت شیء چند لایه ، دستگاه فویل روکش شده با ذوب داغ از یک طرف از طریق یک غلتک داغ را گرم می کند. ذوب گرم می تواند در هنگام گرم شدن ویسکوزیته ایجاد کند ، بنابراین مواد تشکیل شده از کاغذ ، فویل سرامیکی ، فویل فلزی و غیره به هم پیوند می خورند. لیزر فوق فویل را با توجه به داده های لایه بندی شده مدل CAD با پرتو لیزر ، داخل کانتورهای داخلی و بیرونی قطعات تولیدی برش می دهد. سپس یک لایه جدید از فویل گذاشته می شود و از طریق یک دستگاه فشار داغ به لایه برش در زیر پیوند می یابد و پرتو لیزر دوباره قطع می شود. سپس این فرآیند را تا زمانی که کل قسمت چاپ شود تکرار کنید. دشوار نیست بدانید که روند LOM هنوز سایه برش سنتی را دارد. تنها تفاوت این است که از یک قطعه بزرگ از مواد اولیه برای برش کلی استفاده نمی کند ، اما مدل مؤلفه اصلی را به چندین لایه تقسیم می کند و سپس لایه را بر اساس لایه برش می دهد. 5. فرآیند چاپ سه بعدی (چاپ سه بعدی ، 3DP)

چاپ سه بعدی ، همچنین به عنوان چاپ سه بعدی شناخته می شود. ویکی پدیا نشان می دهد که در سال 1989 ، امانوئل م. ساکس و جان اس.

Haggerty از MIT برای ثبت اختراع برای فناوری چاپ سه بعدی در ایالات متحده درخواست کرد. پس از آن ، امانوئل م. ساکس و جان اس.

هاگرتی بارها و بارها این فناوری را بهبود بخشید و سرانجام فرآیند چاپ سه بعدی امروز را تشکیل داد. از نظر روش کار ، چاپ سه بعدی نزدیک به چاپ جوهر افشان دو بعدی سنتی است. مانند فرآیند SLS ، 3DP همچنین با اتصال پودر به یک کل ، قطعات را می سازد. تفاوت این است که با ذوب لیزر پیوند نمی یابد ، بلکه توسط یک چسبنده اسپری از نازل است. تحت کنترل رایانه ، نازل مطابق با داده های دو بعدی بخش مدل اجرا می شود ، به طور انتخابی چسب را در موقعیت مربوطه اسپری می کند و در نهایت یک لایه را تشکیل می دهد. پس از پیوند هر لایه ، سیلندر قالب گیری مسافت برابر با ضخامت لایه را کاهش می دهد ، و سیلندر تأمین پودر ارتفاع مشخصی را بالا می برد تا پودر اضافی را بیرون بیاورد ، که سپس توسط غلتک پودر به سیلندر قالب منتقل می شود ، مسطح و فشرده می شود. این چرخه تا زمان تکمیل پیوند کل شی ادامه می یابد.

روش فرآیند چاپ سه بعدی

فناوری تجمعی چاپ سه بعدی شامل موارد زیر است:

1. FDM: نمونه اولیه رسوب ذوب شده ، مواد اصلی ABS و PLA هستند. مواد فرآیند FDM به طور کلی مواد ترموپلاستیک مانند موم ، ABS ، PC ، نایلون و غیره هستند که به صورت رشته تغذیه می شوند. مواد در نازل گرم و ذوب می شوند. نازل در امتداد کانتور مقطعی و مسیر پر کردن قسمت حرکت می کند و در عین حال مواد مذاب را که به سرعت تقویت شده و به مواد اطراف پیوند می یابد ، خارج می کند. هر لایه روی لایه قبلی انباشته می شود و لایه قبلی در موقعیت یابی و پشتیبانی از لایه فعلی نقش دارد.

2. SLA: استریولیتوگرافی ، ماده اصلی رزین حساس است.

استریولیتوگرافی اولین فرایند اولیه نمونه سازی سریع است. اصل آن مبتنی بر اصل فوتوپلیمریزاسیون رزین حساس به مایع است. این ماده مایع می تواند به سرعت تحت تابش نور ماوراء بنفش از طول موج خاص (x {{0} nm) و شدت (w {1} mw) و وزن مولکولی به شدت افزایش یابد و وزن مولکولی به شدت افزایش یابد و مواد از مایع به جامد تغییر می کنند.

Photocuring بیشترین روش مورد مطالعه در حال حاضر و از نظر فنی بالغ ترین روش است. ضخامت لایه کلی {{0}}} 1 تا 0.15mm است و دقت قطعات تشکیل شده نسبتاً زیاد است.

3. 3DP: پیوند پودر سه بعدی ، ماده اصلی مواد پودر مانند پودر سرامیک ، پودر فلزی و پودر پلاستیک است.

فرآیند چاپ سه بعدی (3DP) توسط Sachs emanual و دیگران در انستیتوی فناوری ماساچوست در ایالات متحده تهیه شده است. EMSACHS برای ثبت اختراع 3DP (چاپ سه بعدی) در سال 1989 درخواست کرد که یکی از حق ثبت اختراع اصلی در زمینه تزریق قطرات مواد غیر تشکیل دهنده است. فرآیند 3DP شبیه به فرآیند SLS است ، با استفاده از مواد پودری مانند پودر سرامیک و پودر فلزی برای تشکیل.

4. SLS: پخت لیزر انتخابی ، ماده اصلی مواد پودر است.

فرایند SLS همچنین به عنوان پخت لیزر انتخابی شناخته می شود. این با موفقیت توسط CR DeChard از دانشگاه تگزاس در آستین در سال 1989 توسعه یافت. فرآیند SLS با استفاده از مواد پودری تشکیل می شود. پودر ماده در سطح فوقانی قسمت تشکیل شده و صاف و صاف پخش می شود. از لیزر CO2 با شدت بالا برای اسکن بخش قسمت روی لایه تازه گذاشته شده استفاده می شود. پودر مواد در زیر تابش لیزر با شدت بالا برای به دست آوردن سطح مقطع قسمت و پیوند آن به قسمت شکل گرفته در زیر ، به هم ریخته می شوند. هنگامی که یک لایه از مقطع سینتر می شود ، یک لایه جدید از پودر مواد گذاشته می شود و سطح مقطع پایین به صورت انتخابی از بین می رود.

5. LOM: تقسیم شده به تولید موجودیت ، مواد اصلی کاغذ ، فیلم فلزی و فیلم پلاستیکی است.

فرآیند LOM تولید لایه لایه ای نامیده می شود ، که با موفقیت توسط مایکل فیین از هلیسی در ایالات متحده در سال 1986 توسعه یافته است. این شرکت دو نوع دستگاه تشکیل دهنده ، LOM {1}} و LOM {{2} را راه اندازی کرده است. فرآیند LOM از مواد ورق نازک مانند کاغذ ، فیلم پلاستیکی و غیره استفاده می کند. لایه ای از چسب ذوب گرم از قبل روی سطح ورق اعمال می شود.

6. PCM: فناوری تولید ریخته گری بدون الگوی

تولید ریخته گری بدون الگوی (PCM) توسط مرکز نمونه سازی سریع لیزر دانشگاه Tsinghua ساخته شد. این فناوری از فناوری نمونه سازی سریع در فرآیند سنتی ریخته گری ماسه رزین استفاده می کند. ابتدا مدل CAD ریخته گری از مدل CAD PART به دست می آید. پرونده STL مدل CAD ریخته گری برای به دست آوردن اطلاعات مشخصات مقطعی لایه بندی شده است و سپس اطلاعات کنترل با اطلاعات لایه تولید می شود.

اصل چاپ سه بعدی چیست؟

اصل فرآیند فناوری چاپ سه بعدی: تحت راهنمایی دستورالعمل های پرونده طراحی ، چاپگر سه بعدی ابتدا پودر جامد یا مواد مایع مذاب را از بین می برد تا آن را به یک لایه نازک صاف وصل کند. پس از جامد شدن لایه اول ، سر چاپگر سه بعدی باز می گردد تا یک لایه نازک دیگر در خارج از لایه اول تشکیل شود. پس از جامد شدن لایه دوم ، سر چاپ دوباره برمی گردد و لایه نازک دیگری را در خارج از لایه دوم تشکیل می دهد. به این ترتیب ، لایه های نازک جمع می شوند تا یک شی سه بعدی تشکیل دهند. بر خلاف دستگاه تولید سنتی که با برش یا قالب گیری اشیاء را تولید می کند ، چاپگر سه بعدی دامنه مفاهیم دیجیتالی را از دیدگاه فیزیکی با انباشت لایه ها برای تشکیل اشیاء فیزیکی گسترش می دهد. برای طراحی شکل که نیاز به شکاف داخلی یا قطعات در هم تنیده دارد ، چاپگرهای سه بعدی تجهیزات پردازش ترجیحی هستند که می توانند چنین طرح هایی را در دنیای فیزیکی تحقق بخشند. با توجه به دقت چاپی بالا ، کیفیت مدل چاپی به طور طبیعی خوب است. علاوه بر طراحی روی منحنی ظاهر ، ساختار و قطعات متحرک نیز مشکلی ندارند. چاپ سه بعدی یک انقلاب تولید جهانی را به همراه داشته است. در گذشته ، طراحی مؤلفه ها کاملاً وابسته به این بود که آیا روند تولید می تواند تحقق یابد. ظهور چاپگرهای سه بعدی این ایده تولید را لغو می کند ، که به شرکت ها اجازه می دهد تا هنگام تولید قطعات دیگر روند تولید را در نظر نگیرند. هر طراحی شکل پیچیده توسط چاپگرهای سه بعدی قابل تحقق است. چاپ سه بعدی می تواند اشیاء به هر شکل را مستقیماً از داده های گرافیکی رایانه بدون پردازش مکانیکی یا قالب تولید کند ، در نتیجه چرخه تولید محصولات و بهبود بهره وری را تا حد زیادی کوتاه می کند. اگرچه هنوز هم نیاز به بهبود دارد ، اما پتانسیل بازار فناوری چاپ سه بعدی بسیار زیاد است و موظف است به یکی از بسیاری از فناوری های دستیابی به موفقیت در صنعت تولید آینده تبدیل شود.