معرفی نازل برنجی و بررسی مزایا و معایب این نازل پرینتر سه بعدی FDM
یکی از بارزترین نازل های پرینتر سه بعدی FDM که تقریبا میتوان با اطمینان گفت، هر کسی که سر و کار با پرینتر سه بعدی داشته، حداقل یک بار یا همیشه از نازلی که از جنس برنج ساخته شده استفاده کرده است.
در این مقاله به بررسی دلیل و علت اینکه این فلز انقدر برای ساخت یک نازل پرینتر سه بعدی به محبوبیت رسیده بحث میکنیم.
برنج از مدت‌ها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود.در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی‌شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می‌کرد.
برنج (Brass) از ترکیب دو آلیاژ اصلی مس (copper) و روی (zinc) ساخته شده است. اگر این آلیاژ را با عناصر دیگری ترکیب کنیم به فلز برنز bronze میرسیم.
از خصوصیات بارز نازل برنجی پرینتر سه بعدی میتوان به دمای ذوب آن که در محدوده 900 تا 940 درجه سانتیگراد و قابلیت چکش خواری که در پروسه ساخت این نازل دخیل است اشاره کرد.
چگالی برنج ریختگی در حدود ۸۴۰۰ تا ۸۷۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب میباشد.
هر پرینتر سه بعدی FDM برای اینکه بتواند چاپ سه بعدی را انجام دهد نیازمند یک سیستم اکسترودر که شامل 2 بخش COLD END و HOT END میباشد.
فیلامنت برای اینکه بتواند به دمای ذوب خود دست پیدا کند ،نیازمند یه محفظه گرماست که دمای آن را نسبت به جنس فیلامنت مصرفی به دمای ذوب قطعه برساند.
هر فیلامنت دمای ذوب متفاوتی دارد ولی میتوان بین رنج 180 درجه تا 250 از متریال های رایج نام برد.
مثلا برای فیلامنت PLA دمای 190 تا 210 مورد نیاز است و برای فیلامنت ABS دمای 220 تا 240 درجه استفاده میشود.
فیلامنت زمانی که وارد مجموعه اکسترودر میشود حالت جامد دارد و زمانی که از به هیتر با بلوک الومینیومی میرسد شروع به تغییر فاز از جامد به مایع میدهد و در نهایت از نازل پرینتر سه بعدی که یکی از مهم ترین بخش های پرینتر سه بعدی است بیرون و می اید و تزریق فیلامنت را روی صفحه چاپ انجام میدهد.
3 فاکتور در تعیین نازل های از اهمیت زیادی برخودار است :
جنس نازل (برنجی،استیل،استیل سخت کاری شده و……)
قطر دهانه نازل که معمولا بین 0.1 تا 1.5 میلیمتر است.
نوع نازل که از نظر اندازه به 3 دسته کلی تقسیم میشوند.
نازل برنجی با ضریب انتقال حرارت مناسب : Heat transfer coefficient
در علم انتقال حرارت بیان‌کننده نرخ انتقال حرارت بین یک سطح جامد و سیال اطراف به روش همرفت میباشد. ضریب انتقال حرارت برنج برابر با 99 w/m*c است.
به دلیل مناسب بودن ضریب انتقال حرارت برنج، اکثر نازلهای مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی از جنس برنج تولید می شوند.
نکات تکمیلی درباره نازل برنج
مورد دیگری که لازم به ذکر است قیمت خرید یک عدد نازل برنجی نسبت به دیگر نازل ها از جنس استیل و….. ارزان تر است.
در زمان نگارش این پست قیمت یک نازل 0.4 سری MK8 که رایجترین نازل در بین تمام خدمات دهندگان پرینتر سه بعدی تلقی میشود، 6000 هزار تومان است.
نازل برنج علاوه بر خصوصیات های بالا که ذکر شد ، دامنه وسیعی از فیلامنت هارو پوشش میدهد، همانند خانواده ABS و ASA همچنان خانواده PLA ها و PETG، Nylon، Flexible، و در نهایت ممکن است برای فیلامنت پلی کربنات نیز مناسب باشد، ولی نسبت به متریال ها که خوردگی بیشتری دارند دیگر نازل های همانند استیل و تیتانیوم توصیه میشود.
زمانی که از نازل برنجی استفاده میکنید یا نازل خود را عوض میکنید همواره چند نکته را به یاد داشته باشید . نازل باید با اکسترودر شما سازگار باشد کوچکتر یا بزرگتر نباشد. زمانی که نازل را عوض میکنید حتما کالیبراسیون میز را انجام دهید. ممکن است تغییر سایز نازل و یا حتی تغییر در طول نازل به علت تلرانس های ساخت داشته باشید.
به زبان دیگر می تواند کیفیت قطعات چاپ شده ی سه بعدی را تا حد بسیار زیادی تحت تاثیر قرار دهد نازل است. تمیز بودن خروجی نازل بسیار مهم است و نازل به دلایل بسیاری می تواند دچار گرفتگی شود و کیفیت قطعات چاپ شده را پایین بیاورد. دقت ابعادی این نازل -+0.2 % میباشد که کاملا استاندارد است
مشخصات نازل های برنجی:
رسانایی حرارتی بالا
نسبتا نرم
مقاوم در برابر خوردگی
یک قانون سر انگشتی وجود دارد که نازل های برنجی رو به دو دسته زیر 0.4 میلیمتر و بالا 0.4 میلیمتر دسته بندی کرده است.
بالا 0.4 میلیمتر
- نازل های بالا 0.4 میلیمتر.
- در زمان صرفه جویی میکند.
- متریالی بیشتری استفاده میکنند.
- ریزترین جزییات به خوبی دیده نمیشود.
- مشکلات گرفتگی نازل و مشکلات چاپ سه بعدی کمتری دارد.
- دفرمیشن زیاد نسبت به دیگر جنس ها.
- مقاوت سایشی پایین.
- مقاومت مکانیکی پایین.
- عدم توانایی احیای کامل نازل پس از خرابی یا گرفتگی.
- تا دمای 300 درجه توانایی کار دارد.
زیر 0.4 میلیمتر
- به زمان بیشتری برای چاپ سه بعدی یک قطعه نیاز دارد.
- متریالی کمتری استفاده میکنند که به طبع هزینه پرینتر کمتر میشود.
- ریزترین جزییات به خوبی دیده میشود.
- مشکلات گرفتگی نازل و مشکلات چاپ سه بعدی بیشتری دارد.
- برای پرینت قطعاتی با جزئیات ریز تر و گوشه های تیز تر سعی کنید از نازل های سایز کوچک تر استفاده کنید.
- قیمت آن نسبت به بقیه نازلهای که از جنس های متفاوتی ساخته شده است کمتر است.
- فراوانی آن نسبت به بقیه نازل های مرحله خرید این نازل های سرعت بخشیده است.
- تهیه آن در سایز های مختلف در تعداد بالا نیز امکان پذیر است.
- روند تولید ماشینکاری آن راحت و با دقت بالا امکان پذیر است.
