مرجع پلیمر در بازار ایران: امروزه چاپ سه بعدی امكان ايجاد مدل هاي سه بعدي را با تکنولوژی های مختلفی، فراهم مي‌كند. برخی از این فنآوری ها محدودیت های روش سنتی را از بین برده و آزادی عمل بیشتری در طراحی و رسیدن به سطح کیفی بالای محصول ارائه میدهند.این فنآوری ها هزینه و زمان ساخت را کاهش داده و ضایعات مواد اولیه را در مقابل روش سنتی به حداقل می رساند. در این قسمت به تکنولوژی چاپ سه بعدی FDM می پردازیم.
تاریخچه تکنولوژی FDM
تولید افزودنی یا چاپ سه بعدی،برای ایجاد نمونه های اولیه از سال 1980 برای تولید اولیه محصول معرفی شد و خیلی زود به سریع ترین و ارزان ترین راه برای تولید اولیه محصولات صنعتی و دیگر صنایع تبدیل شد. FDM محبوب ترین روشی پرینت سه بعدی است که در سال 1992 توسط اسکات کرامپ اختراع شد و از آن زمان تا کنون برای تولید نمونه های اولیه با استفاده از چاپ سه بعدی استفاده می شود. سیر و تحول این روش به گونه ای بود که خیلی سریع به ارزان ترین و سریع ترین روش برای تولید کالاهای سفارشی تبدیل شد. پرینترهایی که با این فرایند کار می کنند از یک فیلمانت ترموپلاستیک مانند ABS و PLA تغذیه میکنند که با ذوب کردن این فیلمانت و سپس اکسترود کردن آن جسم سه بعدی را به صورت لایه به لایه تشکیل می دهد.
نحوه کار FDM
ابتدا فایل سه بعدی جسم مورد نظر خود را از طریق کامپیوتر و نرم افزارهای سه بعدی طراحی کرده و با فرمت قابل شناسایی برای پرینترهای سه بعدی ذخیره می کنیم. (در حال حاضر مناسب ترین فرمت، STL می باشد) فایل ذخیره شده را بر روی SD کارت کپی کرده و به چاپگر متصل می کنیم حال با روشن کردن دستگاه، محتوای حافظه جانبی برای پیدا کردن فایل print جستجو را آغاز کرده و به محض یافتن و خواندن آن شروع به ساخت جسم سه بعدی به صورت لایه به لایه می کند. برای ساخت لایه ها، مواد پلاستیکی از طریق یک سیم پیچ و منبع تغذیه به نازل اکستروژن هدایت شده و این نازل با ذوب کردن مواد اولیه، آنها را بر روی پلتفرم، اکسترود می کند. نازل و پایه همزمان با هم در تماس اند به طوری که ابعاد شئ به مختصات x,y,z توسط پایه و نازل در هنگام چاپ کنترل می شود.
در این روش، نازل اکستروژن حرکتی افقی و عمودی را برای رسم مقطع نمونه مورد نظر بر روی پلتفرم طی می کند. این لایه نازک که از پلاستیکی سخت می باشد، بلافاصله به لایه زیر چسبیده و هنگامی که لایه کامل می شود با دقتی معادل یک شانزدهم اینچ برای ساخت لایه بعدی حرکت می کند. زمان چاپ و تولید نمونه بستگی به ابعاد نمونه ای دارد که در حال تولید است. اشیاء کوچکتر (در حدود چند اینچ مکعب) و اجسام با طول بیشتر ولی ضخامت کم را به سرعت چاپ می کند. ولی اشیائی که دارای پیچیدگی های بالا و ابعادی بزرگتر هستند سرعت دستگاه را نسبت به حجم کار کاهش می دهند. اما در مقایسه با روش های SLA و SLS این روش نسبتاً کند می باشد.
کاربرد FDM
این روش برای مدل های مفهومی، تست نمونه و برقراری ارتباط بین طراحی و نمونه نهایی بسیار مناسب است.
نمونه هایی که تولید می شود می تواند نمونه های اولیه کاربردی باشد که در سنجش عملکرد نمونه نهایی به کار می رود.
برای تولید قطعات پایانی بدون اینکه برای ساخت قالب آن زمان و هزینه زیادی را هدر دهد به کار می رود.
ساخت ابزار ها را بسیار سریعتر از دستگاه های تولید، قالبسازی و تولید انجام می دهد و نیاز به تراشکاری دوباره ندارد.
صنایع پرکاربرد FDM
- هوا فضا
- پزشکی
- دندان پزشکی
- خودروسازی
- تجاری
- مصرف کنندگان
- صنعتی
مزایای استفاده از FDM
آزادی در طراحی:
آزاد بودن در طراحی همیشه از آرزوهای طراحان بوده که هر چه می خواهند طراحی کنند را بدون کم و کاست بتوانند بسازند. با استفاده از FDM و پرینت سه بعدی این آرزوی دست نیافتنی محقق شده است. از زمانی که این تکنولوژی ساخت روی کار آمده است، نمونه های پیچیده با جزئیات جانبی و نمونه هایی با ویژگی های درونی برای ساخت و تولید قطعات و نمونه های اولیه بسیار آسان شده و برای تولیدات طراحی شده سه بعدی بسیار کارآمد است.
تولید قطعات:
FDM این امکان را به ما می دهد که با استفاده از مواد ترموپلاستیک قطعات و مدلهای مورد نظر خود را به راحتی و به سرعت تولید کنیم. مزیت این تکنولوژی در توانایی تولید قطعات سفارشی با عملکرد و مقاومت بالا و به سرعت است که این قطعات تولید شده با دوام و محکم بوده، در مقابل حرارت و مواد شیمیایی مقاوم هستند و در طیف گسترده از برنامه های کاربردی می توان از آنها استفاده کرد.
اختراع مجازی:
با FDM و یک دستگاه پرینتر سه بعدی اختراعات مجازی شما دیگر خارج از تصور نبوده و می توانید تخیلات خود را به طور واقعی بسازید و لمس کنید که تنها برای ساخت نمونه های خود نیاز به طراحی سه بعدی دارید پس از آن می توانید تغییراتی را در طراحی خود بدون نیاز به قالب سازی دوباره ایجاد کنید و دیگر زمانهای طولانی و هزینه های بالایی را برای تولید محصولات خود صرف نکنید.
مهندسی پلاستیک:
از پلاستیک هایی که برای استفاده در این تکنولوژی به کار می روند می توانیم به ABS پلی کربنات(PLA) و… اشاره کنیم. نمونه هایی که با این متریال ها ساخته می شوند برای تولیدات با حجم کم و تست عملکرد آنها در محیط های سخت بسیار مناسب بوده و لایه سازی آنها در تولید افزایشی بسیار دقیق می باشد.
منبع: 3dware.ir
