بایگانی‌ها چاپگر سه بعدی فلزات

13 فروردین 1400

پرینتر سه بعدی SLA چیست ؟ و چگونه کار میکند

معرفی روش ساخت Stereolithography (SLA) معرفی تمام تکنولوژیهای ساخت افزایش بخش اول تاریخچه و معرفی پرینتر سه بعدی SLA یکی از قدیمی ترین و محبوب ترین تکنولوژیهای چاپ سه بعدی در نظر گرفته میشود داستان از اواسط سالهای 1980 شروع شد دانشمندان و محققان زیادی در زمینه چاپ سه بعدی فعالیت داشتند، ایده اولیه استریولیتوگرافی برای اولین بار در سال 1970 توسط دانشمندی به نام Hideo Kodama مطرح شد. او توانست با استفاده از نور فرابنفش پلیمرهای حساس به نور را جامد کند و روش مدرن لایه به لایه استریولیتوگرافی ابداع کند ظاهر شد. ایده استفاده از پرتو لیزر UV برای تبدیل کردن پلیمر های ترموست حساس به نور بود. (پخت = CURE ) در سال 1984 دقیقا قبل از اینکه چاک حال (پدر پرینتر جهان) ایده استریولیتوگرافی خودش رو به ثبت برسونه، دانشمندانی همچون Alain Le Mehaute, Olivier de Witte and Jean Claude André که همگی فرانسوی بودند، الگوی نوینی برای استریولیتوگرافی مطرح کردند. به طور رسمی چاک هال در سال 1984 استریولیتوگرافی به اسم خودش به ثبت رساند که آن زمان روش ساخت پایین به بالا مطرح بود، به طوری که لیزر ار پایین به سطحی از رزین مایع میتابید، و لایه به لایه قطعه شکل میگرفت. و به سمت بالا حرکت میکرد.

رزین چیست ؟ رزین ها معمولا مواد چسبناکی هستند که از طریق فرآیند پخت به پلیمر های سفت و سخت تبدیل می شوند. فرایند پخت اغلب با کمک اشعه ی UV و یا با کمک هاردنر ها صورت می پذیرد. این مواد به طور طبیعی وجود دارند اما امروزه به دلیل افزایش تقاضا و جمعیت اغلب به صورت مصنوعی ساخته می شوند.

پرتور لیزر Ultraviolet نور فرابنفش به مانند امواج رادیویی، پرتوهای گاما، پرتوهای ایکس و مادون قرمز نوعی تابش الکترومغناطیسی می باشد. نور فرابنفش که از خورشید سرچشمه می گیرد، برای انسان ها قابل مشاهده نیست.

نام های مترداف روش استریولیتوگرافی SLA SL; stereolithography apparatus, optical fabrication, photo-solidification, resin printing

چاک هال موسس شرکت 3D System و بنیانگذار روش استریولیتوگرافی به نام امروزی SLA

بخش دوم طرز کار پرینتر سه بعدی SLA1-در ابتدا سینی ساخت به اندازه یک لایه از ضخامت قطعه اصلی درون مخزن حاوی رزین فرو میرود. 2-پرتو لیزر فرابنفش از منبع ساطع میشود و به گالوانومتر جهت مشخص کردن مسیر و سپس به آینه برخورد میکند. حاصل این فرایند به سطح رزین میرسد و لایه اول را شکل میدهد. پدیده فتوپلیمریزاسیون رح میدهد. 3-زمانی که لایه اول شکل گرفت، بالابر سینی ساخت را به اندازه یک لایه بالاتر میبرد. و سپس غلتک سطح رزین را صاف و آماده برای لایه بعدی میکند. 4-این فرایند فتوپلیمیراسزیون انقدر ادامه پیدا میکند تا جسم کامل شود. در این بین ساپورت نیز همانند پرینتر های سه بعدی FDM ساخته میشود. 5-زمانی که شکل کامل شد به مرحله POST PROCESS نیاز دارد تا خواص مکانیکی آن بهبود یابد.که مخصوصا برای رزین های کاربردی برای مهندسی، دندانپزشکی و جواهرات

پروسه فتوپلیمریزاسیون غیرقابل بازگشت است و هیچ راهی برای مایع کردن دوباره رزین جامد وجود ندارد، اگر قطعه در معرض دمای زیاد قرار گرفته شود، به جای ذوب شدن می سوزد زیرا متریال هایی که پرینتر های سه بعدی SLA استفاده می کنند از پلیمرهای ترموسِت ساخته می شوند. پلیمرهای ترموسِت در مقابل ترموپلاستیک های پرینتر های سه بعدی FDM قرار دارند که قابلیت ذوب و انجماد مجدد دارند. بخش سوم نقاط + و - نقاط قوت

دقت ابعاد و چاپ جزییات کوچک در پرینتر سه بعدی SLA بسیار بالاتر از روش های دیگر چاپ است، کیفیت سطح قطعات چاپ شده با پرینتر سه بعدی SLA فوق العاده زیبا و یکنواخت است انواع رزین برای کاربردهای مختلف مانند رزین شفاف، رزین قالب گیری، رزین انعطاف پذیر و.... موجود است. قطعاتی که با پرینتر سه بعدی SLA ساخته می شوند برخلاف قطعات FDM خواص مکانیکی ایزوتروپی دارند به این معنا که دارای مقاومت یکسانی در جهت های مختلف هستند. این قطعات رفتار یکسانی در برابر نیروی وارده از هر جهت دارند. ضخامت لایه معمول در SLA بین ۲۵ تا ۱۰۰ میکرون

نقاط ضعف

قطعاتی که با پرینتر سه بعدی SLA تولید میشوند نسب به سایر روش های چاپ کمی شکننده تر هستند، این اتفاق زمانی می افند که قطعه پس از تولید باید CURE شود. نباید روی استحکام بالای آنها حساب کرد. اگر قطعات در معرض نور UV در طولانی مدت قرار بگیرند، خواص مکانیکی خودشون رو به مرور زمان از دست میدهند.پیچ خورده یا رنگ خودش از دست بده روش چاپ سه بعدی SLA بر خلاف روش SLS نیاز به ساپورت دارد، در همه روشهای چاپ سه بعدی که نیازمند ساپورت است، کندن ساپورت و اثر ساپورت حس عالی بودن روش چاپ رو از دست میدهد. نسبت به روش چاپ سه بعدی DLP گرانتر است. بحث پیچش همانند FDM نیز در پرینترهای سه بعدی SLA اتفاق می افتد.

بخش چهارم توضیحات تکمیلی کاربرد SLA پرینتر سه بعدی SLA استریولیتوگرافی یکی از بهترین راه های تولید نمونه های اولیه بسیار دقیق، با دوام و ارزان قیمت است. چاپگرهایی که با این روش نمونه سازی را انجام می دهند قادر هستند اشیاء با پیچیدگی های بسیار بالا را که به روش سنتی بسیار وقت گیر است و از دقت پائینی برخورداراست را به راحتی و با دقت بسیار بالا بسازد. در بسیاری از صنایع مانند پزشکی، از این روش برای تولید نمونه های اولیه و در مواردی نمونه های پایانی خود استفاده می کنند. امروزه خودرو سازان برای تولید بسیاری از قطعات به عنوان مثال دستگیره های ماشین به جای استفاده از روش زمان بر ریخته گری از SLA استفاده کرده که این نمونه ها می توانند برای سنجش عملکرد و ظاهر نمونه های واقعی به کار برده شوند و حتی در مواردی به عنوان الگویی جامع برای سنجش خودروسازی باشند.

دقت و تکرارپذیری پرینتر های سه بعدی SLA می توانند قطعات دقیق با ابعاد قابل تکرار ایجاد کنند. این برنامه های کاربردی برای مجموعه های مهندسی، کارشناسان و تولید کنندگان ریخته گری طلا و یا محصولات سفارشی دندان بسیار مفید می باشد. ترکیبی از مخزن رزین گرم و پلتفرم ساخت بسته، شرایط تقریبا یکسان برای هر چاپ فراهم می کند. دقت بهتر نیز عملکرد بالاتراز درجه حرارت تولید سه بعدی در مقایسه با فن آوری های مبتنی برمواد اولیه گرمانرم است که با ذوب مواد خام تولید می کنند. از آنجا که SLA به جای حرارت از نور استفاده می کند، فرآیند چاپ در دمای اتاق نزدیک می شود و قطعات چاپ شده از گسترش حرارتی و مصنوعات انقباضی دگرگون نمی شوند.

آزادی طراحی SLA یکی از معروف ترین مشخصات طراحی را در تمام فناوری های پرینتر سه بعدی دارا می باشد. بسته به هندسه قطعه طراحی شده و ویژگی های سطح مثبت و منفی می تواند در 30 میکرون یا کمتر تولید شود. این برای برنامه های مفصل مانند ویژگی های پیچیده در مجسمه ها یا قطعات کوچک در جواهرات ضروری است. پرینتر سه بعدی SLA، برای تولید محصول نهایی نیازی به دیگر فناوری های تولید افزایشی یا کاهشی و سنتی ندارد. نمونه اولیه می تواند بر اساس طراحی ذهنی ساخته شود . SLA این توانایی را دارد تا از طریق رزینهای مخصوص، نمونه های ساخته شده را مستقیما ریخته گری کرده و محصول نهایی را تولید کنید . بدون نیاز به ماشینکاری ویا تزریق پلاستیک.

رزین های پر کاربرد در پرینترهای سه بعدی SLA 1- رزینهای استاندارد Standard برای نمونه سازی های عمومی استفاده می شود. 2- Tough سخت برای نمونه های کاربردی، اگر سفتی و سختی نیاز اصلی طرح شما است 3- Durable بادوام برای قطعاتی که متحرک هستند یا نیاز به مقاومت بیشتر در برابر ضربه را دارند رزین Durable را انتخاب کنید 4- Heat Resistant مقاوم برابر گرما (موسوم به سرامیکی) پایداری بالاتر از 200 درجه سانتیگراد در برابر حرارت دارد اما شکننده است. 5- Rubber-Like لاستیکی یا منعطف برای تولید قطعاتی با سختی کم اما انعطاف پذیری بالا خوب است اما عملکرد لاستیک واقعی را ندارد. 6- Dental دندانپزشکی با شرایط زیستی بدن تا حد زیادی سازگارند. 7- Castable قالبگیری (قالبگیری مستقیم) که پس از سوختن خاکستری از خود بجا نمیگذارند. 8- انعطاف پذیر 9-شفاف می تواند با پرداخت و پولیش کافی به شفافیت کامل برسد. 10- سرامیکی این رزین ها قطعاتی سفت و سخت ، با سطح کاملا صیقلی تولید می کنند. خدمات پرینت سه بعدی

مزایا رزین ها معایب

صافی و صیقلی بودن سطح بیرونی	هزینه بالا
دقت ابعادی بالا	بالا بودن احتمال شکست قطعه
جزییات چاپ بهتر	سایش پذیر
سختی قابل قبول	نیاز به پرداخت نهایی
چاپ قطعات ریز	احتمال تیره شدن در معرض نور
کاهش محدودیت در طراحی

تخصص های تیم ما کلیک کنید و ببینید خدمات پرینت سه بعدی تهران خدمات اسکن سه بعدی خدمات طراحی سه بعدی پرینت سه بعدی کرج و شهرستان پرینت سه بعدی رزینی DLP SLA خدمات تعمیر پرینتر سه بعدی تعرفه های قیمتی فروش فیلامنت تهران و کرج

پرینتر سه بعدی SLA

ادامه مطلب...

27 اسفند 1399

توسطپیمان سرحانی

معرفی پرینتر سه بعدی SLS

SLS

معرفی تکنولوژی پرینت سه بعدی

پرینتر سه بعدی SLS با تاباندن اشعۀ لیزر و ذوب و جامد کردن لایه‌لایه مادۀ پودری، قطعه نهایی را می‌سازد

بخش اول پرینترهای سه بعدی SLS اولین تکنیک تولید مواد افزودنی بودند که در اواسط دهه 1990 توسط دکتر Carl Deckard و پروفسور Joe Beaman در دانشگاه تگزاس (Austing) توسعه یافت. از آن زمان روش آن ها برای کار با طیف وسیعی از مواد ، از جمله پلاستیک ، فلزات ، شیشه ، سرامیک و پودرهای مختلف مواد کامپوزیت سازگار شده است. امروزه ، این فن آوری ها به صورت دسته جمعی به عنوان فرآیندهای تولید مواد افزودنی پودر تقسیم بندی می شوند که توسط آن ها انرژی حرارتی به صورت انتخابی مناطقی از یک بستر پودری را ذوب می کند. تاریخچه چاپگرهای سه بعدی تاریخچه 1990

تف جوشی همجوشی لیزری یا Sintering چیست ؟

یکی از روش‌های شکل‌دهی مواد فلزی و سرامیکی است. تف‌جوشی چسباندن یا چسبیدن ذرات یک یا چند ماده به یکدیگر از طریق ذوب سطحی براثر حرارت، همراه با فشار یا بدون آن، به‌طوری‌که به صورت یک توده جامد (solid mass) درآیند . هنگامی که ذرات پودر متراکم شده تا دماهای بیش از نصف دمای ذوب مطلق گرم شوند، به یکدیگر خواهند چسبید. این پدیده تف‌جوشی نامیده می‌شود.

پرینترهای سه بعدی SLS از لیزر پرقدرت برای ادغام ذرات کوچک پودر پلیمر استفاده می کنند.

نام و مترداف ها : Selective Laser Sintering، تف جوشی پودرها با لیزر به صورت انتخابی، ذوب انتخابی با لیزر

بخش دوم ۱ - در ابتدا پودر در یک لایه نازک در بالای یک سکوی درون محفظه ساخت توسط پیستون پراکنده می شود. 2- مخزن پودر و محفظه ساخت، لیزر مقطعی از مدل سه بعدی را اسکن می کند و پودر را دقیقاً در زیر یا درست در نقطه ذوب مواد گرم می تا مرز دمای ذوب پلیمر مورد نظر گرم شده و تیغه پوشش دهی، یک لایه نازک پودر را روی پلتفرم ساخت پخش می کند. 3- در مرحله بعد یک لیزر CO2 روی سطح مقطع مدل در لایه اول حرکت می کند و با ذوب انتخابی ذرات پودر لایه اول به طور یکپارچه شکل می گیرد در این قسمت ذرات را به صورت مکانیکی به هم متصل می کند تا یک قسمت جامد ایجاد شود. پودر در هنگام چاپ از قسمت چاپی پشتیبانی می کند و نیاز به ساختارهای پشتیبانی اختصاصی را برطرف می کند. 4- پس از شکل گیری کامل لایه، پلتفرم (سینی) ساخت یک لایه پایین رفته و تیغه پوشش دهی دوباره پودر را روی سطح پخش می کند. سکوی ساخت با یک لایه به داخل محفظه ساخت پایین می آید ، به طور معمول بین 50 تا 200 میکرون ، و یک recoater یک لایه جدید از مواد پودر را در بالا اعمال می کند. سپس لیزر سطح مقطع بعدی ساخت را اسکن می کند. 5-این فرآیند برای هر لایه تا زمانی که قطعات کامل شود ، تکرار می شود ، و قسمت های پایان یافته باقی می مانند تا به تدریج در داخل پرینتر خنک شوند. انوع تکنولوژی های افزودنی

یک نمونه دستگاه پرینتر سه بعدی SLS

تکنولوژی SLS با تاباندن اشعۀ لیزر و ذوب و جامد کردن لایه‌لایه مادۀ پودری، قطعه نهایی را می‌سازد. این پرینترها دو سینی ساخت دارند که “پیستون” نامیده می‌شوند. هنگام شروع پروسۀ پرینت، یک لیزر اولین لایه قطعه را روی پودر می‌اندازد. این عمل پودر را به طور انتخابی ذوب می‌کند. پس از جامد شدن لایه، سینی ساخت کمی به سمت پایین حرکت کرده و سینی دیگر که حامل پودر است کمی به بالا حرکت می‌کند و یک غلطک لایۀ جدیدی را روی قطعه قرار می‌دهد. با تکرار این پروسه، با ذوب و انجماد مکرر و قرارگرفتن لایه‌ها روی یکدیگر، حجم نهایی شکل می‌گیرد.خدمات مدلسازی سه بعدی کرج پرینت سه بعدی کرج

بخش سوم

نکات قوت

قطعات SLS خواص مکانیکی ایزوتروپیک خوبی دارند.
پرینتر سه بعدی SLS برای ساخت قطعات نیازی به سازه ساپورت ندارد. همین مسئله موجب آزادی بالا در طراحی و فراهم شدن امکان ساخت قطعات با هندسه های پیچیده می شود.
چون نیازی به ساپورت ندارد، ضایعات حداقلی دارد و میتوان قطعات رو کنارهم یا بعضا داخل هم قرار داد و پچیده ترین هندسه ها را چاپ نمود.
قابلیت های تولیدی SLS برای تولید قطعات با تیراژ پایین تا متوسط بسیار مناسب است
به خاطر داشتن سطحی دندانه دندانه امکانات وسیعی برای پرداخت سطح میتوان داشت. مانند غلت زدن ، رنگرزی ، نقاشی ، روکش فلزی ، اتصال ، پوشش پودری و…
پایداری خوب قطعات
دامنه وسیع مواد
عدم نیاز به ساپورت
نیاز به پس پردازش کم

بخش سوم

نکات ضعف

در حال حاضر تنها پرینتر های سه بعدی پودری SLS در قالب پرینتر های سه بعدی صنعتی در بازار موجود هستند.
قطعات SLS سطوح پودراندود و نسبتا خشنی دارند. تخلخل درونی آنها موجب جذب آب و رطوبت می شود. اگر سطح نرم و ضدآب بودن قطعه برایتان اهمیت دارد حتما باید به پست پروسس و پرداخت آن فکر کنید.
امکان ساخت دقیق سطوح صاف بلند و حفره های ریز با پرینتر سه بعدی SLS وجود ندارد. این هندسه ها مستعد تاب برداشتن و ذوب ناخواسته(Oversintering) هستند.
ابعاد دستگاه بزرگ است و برای صنایع نظامی، پتروشیمی و موارد خاصی در پزشکی و دندان پزشکی استفاده میشود.
قیمت دستگاه بسیار بالاست و برای مصارف خانگی همانند پرینتر سه بعدی FDM هنوز به تولید تیراژ نرسیده.
قطعات ساخته‌ شده با پرینتر سه بعدی SLS مستعد انقباض و تاب‌خوردگی هستند. زمانی که لایه‌های جدید گداخته شده سرد می‌شوند، ابعاد آن‌ها کاهش می‌یابد

بخش چهارم

پودرهایی که با افزودنی ها پر شده اند معمولا شکننده تر هستند و خواص (ناهمسان بودن مقاومت در جهات مختلف) هستند.

ماده اولیه	ویژگی ها
پلی آمید ۱۲ (PA 12)	خواص مکانیکی خوب مقاومت شیمیایی بالا سطح خشن و مات
پلی آمید ۱۱ (PA 11)	رفتار کاملا ایزوتروپیک انعطاف پذیری بالا
نایلون پر شده با آلومینیوم(Alumide)	ظاهر فلزی (متالیک) سختی بالا
نایلون پر شده با فیبر شیشه یا فایبرگلاس (PA-GF)	سختی بالا مقاومت حرارتی و سایشی بالا – رفتار انیستروپیک
نایلون پر شده با فیبر کربن (PA-FR)	سختی بسیار بالا نسبت بالای مقاومت به وزن– رفتار انیستروپیک بالا

پدیده‌ی Oversintering در پرینتر سه بعدی SLS

این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که انتقال گرمای تابشی موجب ذوب شدن ذرات گداخته نشده(که قرار نیست جزئی از قطعه‌ی نهایی باشند) می‌شود. این پدیده دقت ساخت را خصوصاً در قسمت‌های ظریف قطعه، همچون حفره‌ها، کاهش می‌دهد. پدیده ی Oversintering به دو پارامتر وابسته است: اندازه‌ی قسمتی از قطعه که دچار این پدیده می‌شود و ضخامت دیواره‌ی آن ناحیه از قطعه. به‌عنوان نمونه، یک شکاف با پهنای ۰٫۵ میلی‌متر و یا یک حفره با قطر ۱ میلی‌متر اگر با ضخامت ۲ میلی‌متر پرینت SLS شوند، با کیفیت خوبی ساخته می‌شوند.ولی اگر همین دو با قطر ۴ میلی‌متر و یا بیشتر پرینت شوند به کلی ناپدید خواهند شد. به‌عنوان یک قاعده‌ی کلی، شکاف‌هایی با پهنای بیشتر از ۰٫۸ میلی‌متر و حفره‌هایی با قطر بیش از ۲ میلی‌متر می‌توانند بدون نگرانی از ایجاد پدیده‌ی Oversintering ساخته شوند. در پرینتر سه بعدی پودری SLS تقریبا همه متغیرهای پروسه توسط سازنده ماشین تعیین می شوند. ضخامت لایه پیشفرض این تکنولوژی ۱۰۰ تا ۱۲۰ میکرون است. استفاده از کل حجم ساخت پرینتر هنگام استفاده از پرینتر سه بعدی پودری به خصوص برای نمونه سازی تیراژ پایین اهمیت زیادی دارد. در پرینت سه بعدی SLS برخلاف دیگر تکنولوژی ها، تعداد و اندازه قطعه ها تاثیر زیادی روی زمان پرینت نمی گذارد، تنها متغیر تاثیر گذار ارتفاع کل قطعه ها است. زمانبر ترین مرحله پرینت سه بعدی پودری پخش پودر توسط تیغه پخش کننده است. تابش لیزر و ذوب پودر به سرعت انجام می گیرد، این مسئله باعث می شود حجم قطعات تاثیر چندانی روی زمان پرینت نداشته باشد و تنها پارامتر تعیین کننده زمان، تعداد لایه ها باشد. از آنجایی که هر بار روشن کردن پرینتر سه بعدی SLS زمان بر و پرخرج است، سرویس دهنده های آن معمولا تا رسیدن سفارش ها به حد پر شدن پلتفرم ساخت پرینتر را روشن نمی کنند ، این مسئله موجب افزایش زمان بین سفارش و رسیدن قطعه به دست مشتری می شود.

چسبندگی بین لایه ها

در تکنولوژی پرینت سه بعدی پودری SLS چسبندگی و پیوند میان لایه ها بسیار بالاست. با تقریب خوبی می توان گفت که قطعاتی که با پرینتر سه بعدی SLS ساخته می شوند خواص مکانیکی ایزوتروپی دارند، به این معنا که در همه محورها در برابر وارد شدن نیرو مقاومت یکسانی از خود نشان می دهند.

انقباض و تاب‌خوردگی

قطعات ساخته‌ شده با پرینتر سه بعدی SLS مستعد انقباض و تاب‌خوردگی هستند. زمانی که لایه‌های جدید گداخته شده سرد می‌شوند، ابعاد آن‌ها کاهش می‌یابد و در اثر این رویداد تنش درونی در قطعه ایجاد می‌شود. این تنش درونی، لایه‌های زیرین را به سمت بالا می‌کشد و تاب‌خوردگی شکل می‌گیرد. به‌طور معمول در فرآیند ساخت با پرینتر اس‌ال‌اس ۳ تا ۳.۵ درصد انقباض صورت می‌گیرد که اپراتور دستگاه در مرحله پیش از پرینت سه بعدی این درصد را مد نظر قرار می‌دهد و برای جبران این انقباض اندازه‎ی طرح را کمی بزرگتر لحاظ می‌کند.سطوح بزرگ صاف تمایل زیادی برای تاب‌برداشتن دارند. این مشکل می‌تواند با عمود قرار دادن قطعه بر روی صفحه‌ی ساخت جبران شود. ولی بهترین تدبیر برای حل این مشکل کاهش قطر و در نتیجه حجم قسمت‌های صاف است. این کار را می‌توان با ایجاد شکاف‌هایی در فرایند طراحی نیز انجام داد. این تدبیر باعث کاهش حجم قطعه، مواد مصرفی و هزینه‌ی انجام شده برای پرینت سه بعدی با SLS نیز می‌شود. تخصص های تیم ما کلیک کنید و ببینید خدمات پرینت سه بعدی تهران خدمات اسکن سه بعدی خدمات طراحی سه بعدی پرینت سه بعدی کرج و شهرستان پرینت سه بعدی رزینی DLP SLA خدمات تعمیر پرینتر سه بعدی تعرفه های قیمتی فروش فیلامنت تهران و کرج