پرینت سه بعدی یکی از روشهای نوین ساخت قطعات مهندسی و تزئینی و حتی مدل سازی اولیه اشکال پیچیده ی صنعتی می باشد. همانطور که از اسم آن پیداست بر پایه ی اضافه کردن مواد برروی یکدیگر که عمدتا بصورت لایه لایه انجام می پذیرد، کار میکند.
روش های مختلف پرینت سه بعدی
روشهای مختلف این شیوه فارغ از نام و برند دستگاههای آن بر پایه ی سه روش ذوب، رزین (دوغاب) و پودر استوار است. از جمله روشهای مهم در بحث ساخت برهم افزا می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1-مدلسازی رسوبی مذاب یکی از سریعترین و در عین حال ارزان ترین روشهای پرینت سه بعدی می باشد که بر پایه ی ذوب فیلامنت (فلزی یا پلیمری) کار می کند و یکی از متداول ترین روش های ساخت برهم افزاست. محبوبیت ها و گستردگی کار این دستگاهها باعث شده که در سالهای اخیر مدل های رومیزی و کوچک هم وارد بازار شده است و علاوه بر دانشگاهها و موسسات آموزشی و کارگاهها ، منازل هم مجهز به این دستگاه شده اند. آنچه که در حال حاضر در بازار کار و صنعت با نام پرینتر سه بعدی شناخته می شود در واقع دستگاه FDM می باشد که شمای کلی کار آن در شکل زیر نمایش داده شده است.
همانطور که مشاهده می شود مکانیزم کارکرد این روش بر پایه انتقال یک ماده ذوب شونده (ترجیحا زودگداز ) به یک نازل ذوب کننده می باشد که این نازل با استفاده از روش کنترل عددی کامپیوتری برروی یک سطح حرکت کرده و مذاب را روی آن انباشته می کند.
با تکرار این حرکت نمونه ای سه بعدی از مدل مدنظر ساخته خواهد شد که ساختار لایه ای دارد. از این روش علاوه بر ساخت نمونه های اولیه ، برای ساخت قطعات با تیراژ پایین هم استفاده می شود که بدلیل در دسترس بودن و ارزانی مواد اولیه، سادگی اپراتوری و ممکن بودن ساخت قطعات پیچیده، روشی بسیار مقرون به صرفه و مفید می باشد.
همچنین درحال حاضر با پیشرفت صنعت پرینتر سه بعدی، امکان استفاده از فیلامنت هایی با مواد گوناگون هم ایجاد شده که فیلامنت های حاوی پودر فلزی از جمله آنها می باشد.
پلیمرها در اشکال مختلف فیلامنت پلیمری، رزین پلیمری و پودر پلیمری در ساخت افزایشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرایندهای مورد استفاده جهت استفاده از مواد پلیمری در پرینترهای سه بعدی عبارت اند از:
۱) FDM – Fused Deposition Modeling
۲) SLA – Stereolightography
۳) DLP – Digital Light Projector
۴) SLS – Selective Laser Sintering
۵) MJF – Multi Jet Fusion
۶) PJ – Polyjet
منابع
1-Zhou, Lu‐Yu, Jianzhong Fu, and Yong He. "A review of 3D printing technologies for soft polymer materials." Advanced Functional Materials 30, no. 28 (2020): 2000187.
2-Wang, Xin, Man Jiang, Zuowan Zhou, Jihua Gou, and David Hui. "3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective." Composites Part B: Engineering 110 (2017): 442-458.
3-Xu, Weiheng, Sayli Jambhulkar, Yuxiang Zhu, Dharneedar Ravichandran, Mounika Kakarla, Brent Vernon, David G. Lott et al. "3D printing for polymer/particle-based processing: A review." Composites Part B: Engineering 223 (2021): 109102.