راهنمای جامع پرینتر سه بعدی

امروزه روش­های گوناگون پرینت سه‌ بعدی به صورت گسترده‌ای در صنعت و سایر حوزه‌ها استفاده می‌شود. به گونه­ای که شما می‌توانید با کمک روش­های FDM، SLA، SLS، DLP و MJF اشیا سه ‌بعدی با دقت بالا و با متریال­های مختلف تولید نمایید. البته هر روش دارای مزایا و معایب خاص خود بوده و بهتر است پس از مشورت با افراد متخصص، بسته به نیاز خود، روش مناسب را انتخاب کنید.

راهنمای جامع انواع روش­ های پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی چیست؟

پرینت سه بعدی (3D printing) یا چاپ سه بعدی، فرآیندی است که در آن اشیاء به وسیله یک دستگاه پرینتر سه بعدی تولید می‌شوند. در این فرآیند، ابتدا به کمک نرم‌افزارهای طراحی یک مدل سه بعدی از اشیاء مورد نظر ساخته می‌شود. سپس این مدل به صورت لایه ‌لایه به دستگاه چاپگر ارسال شده و دستگاه با استفاده از موادی مانند پلاستیک، فلز یا حتی مواد غذایی چون شکلات، آن­ها را به صورت فیزیکی تولید می­ نماید.

پرینت سه بعدی چیست؟

درحال حاضر، پرینت سه بعدی در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به عنوان مثال، در صنعت ساختمان سازی، این فناوری برای ساخت قطعات و مدل‌های پروتوتایپ استفاده می‌شود. در صنعت پزشکی، پرینت سه بعدی برای تولید قطعات پزشکی سفارشی مانند ایمپلنت‌ها و دستگاه‌های پزشکی کاربرد دارد. همچنین، صنایع خودروسازی، هواپیماسازی و سایر صنایع مصرفی نیز از این فناوری به شدت بهره می‌برند که در ادامه بیشتر به آن­ها خواهیم پرداخت.

استفاده از پرینت سه بعدی دارای مزایای فراوانی است؛ به عنوان مثال، این فناوری امکان ساخت قطعات پیچیده را با کیفیت بالا و زمان کمتر فراهم می‌کند. همچنین، این روش امکان تولید سفارشی و شخصی‌سازی قطعات را فراهم نموده و در نتیجه، هزینه‌ها را تا حد قابل قبولی کاهش می‌دهد.

با توجه به پتانسیل بالای پرینت سه بعدی، این فناوری در آینده­ای نزدیک می‌تواند در صنایع بسیاری به کار گرفته شود و نقش مهمی در توسعه و پیشرفت این صنایع ایفا نماید.

انواع روش­ های پرینت سه بعدی

همانطور که بیان شد، در دهه‌ اخیر، پرینت سه‌ بعدی به عنوان یکی از فناوری‌های نوظهور در صنعت مطرح شده است. با استفاده از این فناوری، کسب و کارها قادر خواهند بود اشیا سه‌ بعدی را به صورت لایه ‌به لایه و با مواد گوناگون تولید نمایند. در ادامه به بررسی انواع روش‌های پرینت سه ‌بعدی می‌پردازیم و بهترین راه‌ها برای تولید اشیا سه ‌بعدی را به اختصار معرفی خواهیم کرد.

پرینت سه ‌بعدی به روش FDM

FDM (Fused Deposition Modeling) یا مدلسازی توسط ذوب لایه‌ای یکی از روش‌های محبوب پرینت سه ‌بعدی است. به طور خلاصه، در این روش، فیلامنت (ماده‌ای شبیه به پلاستیک) در دمای بالا ذوب شده و از طریق یک نازل گرم، به صورت لایه‌ای روی هم قرار می­ گیرد تا شکل نهایی ایجاد گردد. این روش به دلیل سادگی و قابلیت استفاده با مواد مختلف، بسیار محبوب است.

پرینت سه ‌بعدی به روش FDM

مراحل اجرای فرآیند پرینت سه بعدی با روش FDM

برای اجرای پرینت سه بعدی با استفاده از روش FDM، مراحل زیر را طی می‌کنیم:

آماده­سازی فایل مدل

ابتدا باید یک فایل مدل سه بعدی را آماده کنیم. این فایل می‌تواند از طریق نرم‌افزارهای مدل‌سازی سه بعدی یا حتی اسکنرهای سه بعدی ایجاد شود.

آماده­سازی فیلامنت

پس از آماده­سازی فایل مدل، باید فیلامنت مورد نظر را تهیه کنیم. انتخاب فیلامنت مناسب براساس ویژگی‌های قطعه نهایی بسیار مهم است.

شروع پرینت

با تنظیم پارامترهای مورد نیاز بر روی دستگاه FDM، فرآیند پرینت را شروع می‌کنیم. در این مرحله، فیلامنت از طریق نازل گرم خارج شده و به صورت لایه ‌لایه روی هم قرار می‌گیرد.

مرحله پایانی

پس از اتمام پرینت، قطعه نهایی را از صفحه پرینت جدا نموده و آن را تمیز می­کنیم. هم اکنون قطعه مورد نظر قابل استفاده است!

مزایا و معایب FDM

– قابلیت استفاده از مواد پلاستیکی متنوع با ویژگی‌های مختلف

– سرعت بالا و قابلیت تولید در حجم زیاد

– قابلیت پرینت قطعات با جزئیات ریز و دقیق

– قابلیت پرینت قطعات با خواص مکانیکی مناسب

معایب

– سطح نهایی قطعات تولید شده ممکن است ناهموار و زبر باشد.

– قابلیت تولید قطعات با دقت بالا در برخی موارد محدود است.

– محدودیت در استفاده از مواد پلاستیکی خاص مانند فلزات

کاربردهای FDM

FDM به عنوان یکی از روش‌های پرینت سه بعدی، در صنایع مختلفی کاربرد دارد. برخی از مهم­ترین کاربردهای این تکنولوژی عبارتند از:

– نمونه­ سازی و تولید قطعات پروتوتایپ

– تولید قطعات خودکار به منظور استفاده در صنایع گوناگون مانند خودروسازی و هوافضا

– تولید قطعات پزشکی مانند ایمپلنت‌ها و ابزارهای جراحی

پرینت سه‌ بعدی به روش SLA

پرینت سه بعدی SLA یا Stereolithography یکی از روش­های پیشرفته و محبوب در صنعت تولید قطعات است. در این روش، از یک پلیمر مایع استفاده می‌شود که با کمک یک لیزر یا نور مشابه، به صورت لایه‌ای فرآیند تصلیب یا سخت­ سازی متریال را انجام داده و به وسیله آن می­توان اشکال سه بعدی را با کیفیت و دقت بالا تولید نمود.

یکی از ویژگی­ های منحصر به فرد SLA این است که از یک ماده ویژه به نام رزین استفاده می­ کند. در این فرآیند، یک لیزر قوی بر روی لایه­ های نازکی از رزین تابیده می­شود و باعث سخت شدن آن­ها می­ گردد. سپس لایه بعدی از رزین بر روی لایه قبلی قرار داده شده و لیزر دوباره بر روی آن عمل می­ کند. این فرآیند تا زمانی ادامه می­ یابد که قطعه سه بعدی کامل شود.

پرینت سه ‌بعدی به روش SLA

مزایا و کاربردهای SLA

SLA دارای برخی مزایا و کاربردهای منحصر به فرد است. یکی از این مزایا دقت بالا و جزئیات دقیقی است که در قطعات تولید شده با این روش به دست می­ آید. همچنین، قابلیت تولید قطعات پیچیده و با ساختارهای داخلی همراه با اندازه ­های کوچک نیز از دیگر مزایای SLA محسوب می­شود.

از طرفی، همانند هر روش دیگری، SLA هم دارای محدودیت­ های خاص خود است. یکی از محدودیت­ های این روش این است که برای تولید قطعات بزرگتر طبیعتا نیاز به دستگاه­ های پرینت سه بعدی بزرگتر و هزینه بیشتری خواهد بود. همچنین، رزین­ های استفاده شده در SLA ممکن است به طور طبیعی ضعیف بوده و معمولا نیاز به پس­پردازش و فرآیندهای اصلاحی داشته باشند تا مقاومت و استحکام قطعات را افزایش دهند.

با این حال، با توجه به توانایی­ های بالقوه SLA در تولید قطعات با دقت و جزئیات بالا، این روش همچنان یکی از محبوب­ ترین روش­ها در صنعت پرینت سه بعدی است. با پیشرفت فناوری و بهبود مواد استفاده شده، امکانات و قابلیت ­های SLA نیز بهبود یافته و می­تواند به عنوان یک راه حل مناسب برای تولید قطعات پیچیده و با کیفیت در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار گیرد.

پرینت سه‌ بعدی به روش SLS

یکی از روش‌های پرینت سه بعدی که محبوبیت بسیار بالایی در صنعت دارد، SLS است. SLS مخفف عبارتSelective Laser Sintering بوده و به معنای زینترینگ انتخابی به کمک لیزر می­باشد. در این روش، از یک پودر پلاستیکی استفاده می‌شود که به صورت لایه‌ لایه روی یک سطح قرار می­گیرد. سپس یک لیزر با طول موج خاص بر روی پودر تابیده شده و باعث ذوب شدن آن در نقاط مورد نظر می‌شود. پس از اتمام این مرحله، لایه بعدی پودر به صورت خودکار بر روی لایه قبلی قرار گرفته و فرآیند تکرار می­گردد تا شیء مورد نظر به طور کامل ساخته شود.

پرینت سه ‌بعدی به روش SLS

مزایای SLS

SLS دارای مزایای فراوانی بوده و همین موارد آن را به یکی از محبوب‌ترین روش‌های پرینت سه بعدی تبدیل کرده است. این روش قابلیت ساخت اشیاء با جزئیات بالا و سطحی صاف را دارد. همچنین، با استفاده از فرآیند SLS می‌توان از مواد پلاستیکی متنوعی مانند پلی‌آمیدها، پلی‌کربنات­ ها و پلی‌استرها برای تولید قطعات استفاده کرد. این امر به کاربران اجازه می‌دهد تا متناسب با نیازهای خود، ماده مناسب برای ساخت اشیاء را انتخاب نمایند.

علاوه بر این، SLS یک روش بسیار دقیق و قابل اعتماد است. به طوری که با استفاده از لیزر، می‌توان نقاط مورد نظر را با دقت بالا ذوب کرده و به عنوان نتیجه، قطعاتی با ابعاد دقیق و کیفیت بالا تولید نمود. همچنین، این روش امکان ساخت اشیاء پیچیده با ساختار داخلی متنوع را فراهم می­ سازد که با روش‌های دیگر از جملهFDM  (روش رسوب‌گذاری مستقیم) به سختی امکان‌پذیر خواهد بود.

با توجه به مزایای فراوان و قابلیت‌های خاصی که SLS دارد، این روش در صنایع گوناگونی همچون صنعت خودروسازی، هوافضا، پزشکی و طراحی صنعتی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. از ساخت قطعات خودرو گرفته تا تولید قطعات پروتزهای پزشکی، امروزه SLS به عنوان یک روش پرکاربرد و کارآمد شناخته می‌شود.

پرینت سه ‌بعدی به روش MJF

روش MJF (Multi Jet Fusion) یک فرآیند پرینت سه بعدی می­ باشد که توسط شرکت HP توسعه ‌یافته است. این روش بر اساس تکنولوژی چاپ جوهری عمل نموده و از جوهرهای پلیمری برای ساخت قطعات استفاده می‌کند. در روشMJF ، لایه‌های نازکی از پودر پلیمری بر روی پلتفرم چاپ قرار گرفته و سپس با استفاده از جوهرهایی که توسط شبکه‌های مخصوصی به این لایه‌ها اعمال می‌شوند، قطعات به صورت تدریجی تکمیل می­گردند.

پرینت سه ‌بعدی به روش MJF

مزایای استفاده از MJF

استفاده از روش MJF مزایای بسیاری را به همراه دارد که در ادامه به برخی از مهم­ترین این مزایا اشاره می‌کنیم:

کیفیت بالا

روش MJF به ما این امکان را می‌دهد که قطعات با کیفیت بالایی تولید کنیم. با استفاده از جوهرهای پلیمری و فرآیند پرینت دقیق، قطعات تولید شده با دقت بالا و جزئیات ریز تولید می­گردند.

سرعت بالا

روش MJF سرعت بالایی در تولید قطعات دارد. به کمک موادی که به صورت همزمان بر روی لایه‌ها اعمال می‌شوند، می‌توان در زمان کوتاهی تعداد زیادی قطعه تولید کرد.

قابلیت تولید قطعات پیچیده

با استفاده از روش MJF، می‌توان قطعات پیچیده و دارای ساختارهای دقیق را را با دقت بالا و بدون نیاز به ابزارهای خاص تولید نمود.

کاربردهای MJF

روش MJF در بسیاری از صنایع به طور گسترده استفاده می‌شود. به عنوان مثال:

– صنایع خودروسازی: با استفاده از روش MJF، می‌توان قطعات خودرویی با کیفیت بالا و ساختارهای پیچیده تولید کرد.

– صنایع پزشکی: در حوزه‌ پزشکی، روش MJF برای ساخت قطعات پروتزی سازگار با بدن بیماران استفاده می‌شود.

– صنعت الکترونیک: با استفاده از روش MJF، می‌توان قطعات الکترونیکی با ساختارهای پیچیده و دقت بالا را به راحتی تولید نمود.

پرینت سه ‌بعدی به روش DLP

برای اجرای DLP یا Digital Light Processing از یک فناوری پیشرفته نوری استفاده می­شود که توسط شرکت Texas Instruments توسعه داده شده است. در این روش، یک پروژکتور نوری به یک صفحه نمایش متشکل از میلیون­ها آینه کوچک متصل است. هر آینه می­تواند به صورت مستقل به سمت بالا و پایین حرکت نموده و بر اساس نیاز، نور را به سمت صفحه نمایش نزدیک ساخته و یا از آن دور کند.

پرینت سه ‌بعدی به روش DLP

مزایای DLP

استفاده از روش پرینت سه بعدی DLP در تولید قطعات دارای مزایای فراوانی است که در ادامه به برخی از آن­ها اشاره می­کنیم:

سرعت فوق­ العاده

DLP بر خلاف بسیاری از روش­های پرینت سه بعدی دیگر، سرعت بسیار بالایی دارد. زمان لازم برای پرینت یک شی با استفاده از DLP به طور قابل ملاحظه ­ای کاهش می ­یابد و شما می­توانید از سرعت فوق­العاده این تکنولوژی برای تولید اشیاء سه بعدی بهره ببرید.

دقت بالا

DLP دارای دقت بسیار بالایی است. با استفاده از آینه­ های کوچک و فناوری­های پیشرفته تصویرسازی، می­توانید اشیاء با جزئیات بسیار ریز و دقیق را به خوبی تولید کنید. این مزیت به ویژه برای تولید قطعات پزشکی و یا قطعات صنعتی حساس بسیار مهم است.

کیفیت بالا

DLP به دلیل استفاده از نور و رنگ در فرآیند پرینت، قطعات را با کیفیت بالایی تولید می­کند. رنگ­ها و جزئیات اشیاء با استفاده از روش DLP به طور واضح و واقعی نمایش داده شده و همین امر باعث می­شود تولیدات شما بیشتر به چشم بیاید.

نتیجه‌گیری

امروزه روش­های گوناگون پرینت سه‌ بعدی به صورت گسترده‌ای در صنعت و سایر حوزه‌ها استفاده می‌شود. به گونه­ای که شما می‌توانید با کمک روش­های FDM، SLA، SLS، DLP و MJF اشیا سه ‌بعدی با دقت بالا و با متریال­های مختلف تولید نمایید. البته هر روش دارای مزایا و معایب خاص خود بوده و بهتر است پس از مشورت با افراد متخصص، بسته به نیاز خود، روش مناسب را انتخاب کنید.

پلاستیک یکی از مواد متداولی است که در پرینت سه بعدی استفاده می‌شود.مواد مورد استفاده در پرینتر سع بعدی از پلیمرهای ترموپلاستیک و به شکل نخ هستند، انواع مختلفی از پلاستیک‌ها از جمله PLA، PC و ABS که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

مواد اولیه مورد استفاده در پرینت سه بعدی

همانطور که در قسمت قبلی این مقاله بیان شد، فرآیند پرینت سه بعدی یکی از فناوری­ های نوینی است که به وسیله آن می‌توان اشیای سه بعدی را با استفاده از مواد و متریال­ های گوناگون تولید نمود. این مواد می‌توانند از جنس‌های مختلفی مانند پلاستیک، فلز، سرامیک و حتی مواد غذایی باشند. در این بخش، به بررسی موادی که در فرآیندهای پرینت سه بعدی استفاده می‌شوند، خواهیم پرداخت.

مواد اولیه مورد استفاده در پرینت سه بعدی

پلاستیک­ ها

پلاستیک یکی از مواد متداولی است که در پرینت سه بعدی استفاده می‌شود. انواع مختلفی از پلاستیک‌ها برای این منظور وجود دارد؛ از جمله PLA، PC و ABS که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

PLA

PLA (پلی لاکتیک اسید) یکی از مواد اولیه شناخته شده و پر کاربرد در فرآیندهای پرینت سه بعدی است. این ماده به صورت طبیعی از منابع تجدیدپذیری چون کاهو و ذرت استخراج می‌شود. PLA یک پلیمر بیولوژیکی است که در حالت خام دارای رنگ شفاف است.

کاربرد PLA در پرینت سه بعدی

کاربردهاPLA

مهم­ترین کاربردهای PLA در صنعت پرینت سه بعدی عبارتند از:

پروتوتایپ‌سازی

PLA به عنوان یک ماده قوی و انعطاف‌پذیر، برای ساخت سریع پروتوتایپ‌های دقیق استفاده می‌شود. این ویژگی سبب می­گردد که طراحان و مهندسان بتوانند طرح‌ها و محصولات خود را قبل از تولید نهایی به راحتی ارزیابی نمایند.

صنعت مواد غذایی

PLA به دلیل خواص بی‌خطر و ضد عفونی کننده‌اش، به طور گسترده در صنایع غذایی استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند در تولید بسته‌بندی‌های این گونه مواد و همچنین ساخت لوازم آشپزخانه مورد استفاده قرار گیرد.

صنعت پزشکی

PLA در صنایع مرتبط با پزشکی نیز کاربردهای زیادی دارد. این ماده می‌تواند در تولید قطعات پزشکی مانند پروتزها، ابزارهای جراحی و کاربردهای دیگر در این حوزه استفاده شود.

مزایای PLA

استفاده از PLA در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای مزایای زیادی است که در ادامه به برخی از این موارد اشاره خواهیم کرد:

قابلیت تجزیه‌پذیری

PLA یکی از مواد قابل تجزیه و زیست تخریب پذیر است. قابلیت تجزیه و تفکیک این ماده پس از استفاده از آن سبب می‌شود که به راحتی بتواند بازیافت شده و به زمین برگردانده شود. این ویژگی باعث کاهش آلودگی محیط زیست و استفاده پایدار از منابع طبیعی می­ گردد.

ساختار قوی و انعطاف‌پذیر

PLA به دلیل ساختار قوی و انعطاف‌پذیر، برای پرینت قطعات پیچیده و دقیق بسیار مناسب است. این ماده توانایی تحمل فشار و تغییر شکل را دارا بوده و به طور گسترده به عنوان یک جایگزین مناسب برای مواد مصنوعی سنتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رنگ ­پذیری خوب

PLA قابلیت رنگ ­آمیزی خوبی دارد. به طوری که با استفاده از رنگ‌های مناسب، می‌توان زیبایی و جذابیت طرح‌ها و محصولات پرینت شده را تا حد قابل قبولی ارتقا داد. این ویژگی به عنوان یک مزیت در صنعت طراحی و تولید محصولات سفارشی به شدت مورد پسند کاربران قرار گرفته است.

معایبPLA

حساسیت به دما

PLA حساسیت زیادی نسبت به دما دارد. در دماهای بالا، قطعات پرینت شده از جنس PLA ممکن است شروع به نرم شدن و تغییر شکل کنند. این امر باعث می‌شود که چنین ماده­ای در برخی کاربردها محدودیت داشته باشد.

ضعف نسبی در مقابل ضربه

قدرت مقاومت PLA در برابر ضربه کمتر از برخی مواد دیگر است. بنابراین، در صورت نیاز به قطعاتی با مقاومت به ضربه بالا، ممکن است PLA گزینه مناسبی نباشد.

PC

PC یا پلی‌کربنات، نوعی پلاستیک است که در فرآیندهای پرینت سه بعدی به عنوان یکی از مواد اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی که دارد، برای تولید قطعات سه بعدی دارای جزئیات دقیق گزینه مناسبی محسوب می­ شود.

کاربرد PC در پرینت سه بعدی

کاربردها

PC به عنوان یکی از مواد اولیه متداول در فرآیندهای پرینت سه بعدی در بسیاری از صنایع و مشاغل به طور وسیع استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای این ماده عبارتند از:

– تولید قطعات خودرو: PC به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و حرارت، به شدت در تولید قطعات خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.

– تولید عینک: شفافیت بالای پلی لاکتیک اسید، سبب شده که در صنعت عینک‌سازی نیز از این ماده استفاده شود.

– تولید قطعات الکترونیکی: PC به دلیل مقاومت مناسب در برابر حرارت و خواص الکتریکی، گزینه مطلوبی برای تولید قطعات الکترونیکی محسوب می­شود.

– تولید قطعات صنعتی: مقاومت فیزیکی بالا و قابلیت پرینت اشکال پیچیده، PC را به یک ماده مناسب جهت تولید قطعات حساس صنعتی تبدیل نموده است.

مزایای PC

استفاده از PC در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای مزایای بسیاری است؛ از جمله:

مقاومت فیزیکی

PC دارای مقاومت بالا در برابر ضربه و شکستگی است. این ویژگی باعث می‌شود که قطعات پرینت شده از جنس این ماده، دوام و مقاومت بسیار بیشتری نسبت به اغلب مواد داشته باشند.

شفافیت

PC دارای شفافیت بالایی است؛ به طوری که به کمک این ماده، به راحتی امکان پرینت اشیاء شفاف از طریق فرآیندهای پرینت سه بعدی وجود دارد. این ویژگی مخصوصا در صنایعی مانند عینک‌سازی و تولید قطعات تجهیزات نورپردازی بسیار مفید و کاربردی است.

مقاومت در برابر حرارت

PC دارای مقاومت بالا در برابر حرارت و گرما بوده و می‌تواند در دماهای بالا به خوبی عمل کند. این ویژگی سبب می‌شود که قطعات پرینت شده از این ماده مانند انواع قطعات مورد استفاده در صنایع خودروسازی و یا سایر قطعات صنعتی، بتوانند در برابر دماهای بالا مقاومت کنند.

قابلیت پرینت جزئیات دقیق

PC قابلیت پرینت قطعاتی با جزئیات بالا و پیچیده را داراست. این ویژگی مهم به مصرف­ کنندگان این ماده اجازه می‌دهد تا قطعاتی با ساختارهای دقیق و پیچیده را با استفاده از فرآیندهای پرینت سه بعدی تولید نمایند.

معایبPC

استفاده از PC در فرآیندهای پرینت سه بعدی با چالش‌هایی نیز همراه است که مهم­ترین آن­ها عبارتند از:

حساسیت به نور

PC در مقایسه با اغلب متریال­ ها، حساسیت بیشتری نسبت به نور داشته و حتی ممکن است در صورت تماس با نور مستقیم، زنگ زده یا تغییر شکل دهد. بنابراین، در فرآیند پرینت سه بعدی با استفاده از این ماده، باید از منابع نوری مناسب استفاده شود.

هزینه بالا

پلی لاکتیک اسید یکی از مواد گران قیمت موجود در بازار است. استفاده از این ماده در فرآیندهای پرینت سه بعدی می‌تواند هزینه تولید را افزایش داده و برای برخی کاربران محدودیت­ های مالی به وجود آورد.

ABS

ABS یا Acrylonitrile Butadiene Styrene، یکی از مواد اولیه محبوب در فرآیندهای پرینت سه بعدی است. این متریال از ترکیب سه ماده به نام‌های آکریلونیتریل، بوتادیین و استایرن تشکیل شده و جزء مواد ترموپلاستیکی است که با استفاده از حرارت قابل شکل‌دهی و تغییر شکل می‌باشد. ABS دارای خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مناسبی بوده که آن را به گزینه‌ای عالی برای به کارگیری در اجرای فرآیندهای پرینت سه بعدی تبدیل نموده است.

کاربرد ABS در پرینت سه بعدی

کاربردهای ABS

ABS به دلیل خصوصیات فیزیکی و مکانیکی برجسته‌ای که دارد، به طور گسترده در صنایع مرتبط با پرینت سه بعدی مورد استفاده قرار می­گیرد. برخی از کاربردهای این ماده عبارتند از:

– تولید لوازم خانگی: ABS به خاطر استحکام سطح و مقاومت در برابر خراشیدگی، در تولید لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی، یخچال و تلویزیون استفاده می‌شود.

– تولید قطعات خودرو: ABS به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و تنش، به‌ عنوان یک ماده مناسب جهت تولید قطعات خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولا قطعاتی مانند سپرها، داشبوردها و برخی قطعات داخلی خودروها از جنس ABS ساخته می‌شوند.

– صنایع الکترونیک: ABS با توجه به مقاومت حرارتی بالا و قابلیت پوشش­دهی مناسب، در صنعت الکترونیک برای تولید قطعاتی مانند کیس‌های دستگاه‌های الکترونیکی و بدنه‌های دستگاه‌های خانگی استفاده می‌شود.

– تولید اسباب ‌بازی و لوازم سرگرمی: ABS به دلیل استحکام مکانیکی فوق­العاده و همچنین قابلیت پرینت با سرعت بالا، در صنعت تولید اسباب ‌بازی به شدت مورد اقبال تولیدکنندگان قرار گرفته است.

مزایای ABS

استفاده از ABS در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای مزایای فراوانی است که برخی از آن­ها عبارتند از:

مقاومت مکانیکی بالا

ABS دارای مقاومت بالایی در برابر ضربه و تنش می­باشد. این ویژگی سبب شده که قطعات چاپ شده از جنس این متریال، در مقابل ضربه‌ها و فشارهای خارجی به خوبی مقاومت کنند.

استحکام سطح

سطح قطعات چاپ شده از جنس ABS به دلیل صافی و استحکام بالا، در برابر خراشیدگی و سایش بسیار مقاوم است. بر همین اساس، این ماده قابلیت پوشش­دهی متریال‌های مختلف دیگر را نیز دارد.

قابلیت پرینت با سرعت بالا

ABS به دلیل خواص مکانیکی خود، قابلیت پرینت با سرعت بالا را داراست. این ویژگی موجب افزایش کارایی، کاهش زمان مورد نیاز و در نهایت، بهبود راندمان فرآیند تولید می‌شود.

مقاومت حرارتی

Acrylonitrile Butadiene Styrene دارای مقاومت حرارتی بالایی بوده و می‌تواند در دماهای تا 90-80 درجه سانتیگراد نیز استفاده شود. لذا برای کاربردهای مختلف در صنایع گوناگون گزینه مناسبی محسوب به شمار می ­آید.

قابلیت اتصال و چسباندن

ABS قابلیت اتصال به کمک چسب‌های خاص را داراست. این ویژگی به کاربران اجازه می‌دهد تا قطعات را با یکدیگر ترکیب نموده و سازه­های پیچیده‌تر را به راحتی و با هزینه معقول­تری تولید نمایند.

معایب ABS

هر چند ABS دارای مزایای فراوانی است، اما نکات زیر نیز به عنوان چالش­های استفاده از آن قابل ذکر است:

حساسیت به UV

ABS در برابر نور خورشید و اشعه فرابنفش حساس بوده و ممکن است تحت تاثیر آن‌ها تغییر رنگ یا تغییر شکل دهد. برای جلوگیری از این مشکل، می‌توان از انواع روش‌های پوشش­دهی و رنگ‌آمیزی مناسب استفاده نمود.

بوی نامطبوع

Acrylonitrile Butadiene Styrene در حین اجرای فرآیند چاپ ممکن است بوی نامطبوعی تولید کند که برای برخی افراد ناخوشایند باشد. برای رفع این مسئله، می‌توان از فیلتراسیون هوا و همچنین اجرای عملیات پرینت در فضای مناسب استفاده کرد.

انقباض

ABS به دلیل خصوصیات حرارتی خود، ممکن است در طول فرآیند چاپ، دچار انقباض شود. این انقباض می‌تواند منجر به تغییر ابعاد قطعه چاپ شده و در نتیجه کاهش دقت محصول را به همراه داشته باشد. برای رفع این مشکل، می‌توان از برخی روش‌های مهندسی مانند استفاده از پلتفرم چاپ گرم، بهره­گیری از ساپورترها و همچنین استفاده از الگوریتم‌های خاص در نرم‌افزارهای پرینت سه بعدی کمک گرفت.

فلزات

فلزات نیز می‌توانند به عنوان مواد اولیه در پرینت سه بعدی استفاده شوند. با استفاده از تکنولوژی‌های پرینت سه بعدی فلزی، می‌توان قطعات فلزی با دقت بالا و خواص مکانیکی مناسب تولید کرد. برخی از فلزات پرکاربرد در این فرآیند عبارتند از: آلومینیوم، فولاد، تیتانیوم و نیکل.

آلومینیوم

آلومینیوم یک فلز سبک با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد است. این فلز دارای وزن پایین، خواص حرارتی بالا، خاصیت ضد زنگ بودن و همچنین قابلیت انعطاف‌پذیری خوبی می­باشد. از آلومینیوم به عنوان یکی از مواد اولیه مورد استفاده در صنایع مختلف یاد می‌شود.

کاربرد آلومینیوم در پرینت سه بعدی

کاربردهای آلومینیوم

امروزه آلومینیوم در بسیاری از صنایع مرتبط با فرآیندهای پرینت سه بعدی به صورت فوق­العاده گسترده­ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای آلومینیوم در این حوزه عبارتند از:

– ساخت قطعات خودرویی: آلومینیوم به دلیل وزن سبک و خواص مکانیکی مناسب، برای ساخت قطعات خودرویی مانند بدنه و بعضی از قطعات موتور استفاده می‌شود.

– صنعت هوافضا: در صنعت هوافضا نیز آلومینیوم در تولید قطعاتی مانند بدنه هواپیماها و سیستم‌های فضانوردی کاربرد دارد.

– صنعت الکترونیک: آلومینیوم به دلیل خواص حرارتی و الکتریکی مناسب، برای ساخت قطعات الکترونیکی مانند رادیاتورها و کیس‌های کامپیوتر استفاده می‌شود.

مزایای آلومینیوم

استفاده از آلومینیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای مزایای ویژه‌ای است که عبارتند از:

وزن سبک

آلومینیوم یکی از فلزات سبکی است که می‌توان از آن برای ساخت قطعات با وزن کم بهره برد. این ویژگی به شدت در فرآیندهای پرینت سه بعدی مورد توجه قرار گرفته؛ زیرا قطعات ساخته شده از آلومینیوم به دلیل وزن کمتر، برای استفاده در برخی صنایع مانند خودروسازی یا هوافضا بسیار مناسب هستند.

خواص حرارتی بالا

آلومینیوم دارای خواص حرارتی بالایی است؛ به این معنا که می‌تواند در دماهای بالا و پایین همچنان قابل استفاده باشد. این ویژگی مهم، کاربرد آلومینیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهد؛ زیرا این فلز می‌تواند در شرایط دمایی مختلف به خوبی عمل نموده و نیاز مصرف­کننده را برآورده سازد.

خاصیت ضد زنگ

یکی دیگر از مزایای استفاده از آلومینیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی، خاصیت ضد زنگ بودن آن است. آلومینیوم به خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاومت نشان می‌دهد؛ بنابراین قطعات ساخته شده از جنس این فلز می‌توانند در معرض آب، رطوبت و مواد شیمیایی قرار گرفته و دوام خوبی نیز داشته باشند.

معایب آلومینیوم

هر چند که آلومینیوم دارای مزایا و کاربردهای بسیاری است، اما نکات مهمی نیز در رابطه با این فلز وجود دارند که حتما باید در نظر گرفته شوند. برخی از معایب استفاده از آلومینیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی عبارتند از:

قیمت نسبتا بالا

آلومینیوم به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد، نسبت به برخی متریال­های دیگر گران­تر است. استفاده از آلومینیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی ممکن است هزینه تولید را افزایش دهد و بر همین اساس، احتمالا بعضی از تولیدکنندگان به دنبال جایگزینی آن با مواد ارزان‌تر باشند.

انقباض حرارتی

آلومینیوم دارای ضریب انقباض حرارتی بالایی است؛ به این معنی که در صورت تغییر دما، قطعات ساخته شده از جنس این متریال ممکن است انقباض و تغییر شکل داشته باشند. احتمال دارد این مشکل در برخی فرآیندهای پرینت سه بعدی مورد توجه قرار گرفته و نیاز به ارائه راه‌ حل‌های مناسب داشته باشد.

فولاد

فولاد، یکی دیگر از مواد اولیه مهمی است که در صنعت و ساختمان‌سازی استفاده می‌شود. این ماده از ترکیب آهن و کربن تشکیل شده و به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، یکی از محبوب‌ترین مواد پرینت سه بعدی در زمینه ­های مرتبط با ساختمان است.

کاربرد فولاد در پرینت سه بعدی

کاربردهای فولاد

استفاده از فولاد در فرآیندهای پرینت سه بعدی در صنایع گوناگونی چون موارد زیر امکان‌پذیر است:

– صنعت خودروسازی: فولاد به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر ضربه، به شدت در تولید قطعات خودرو کاربرد دارد. با استفاده از فرآیندهای پرینت سه بعدی، می‌توان قطعات خودرو را با دقت و کارایی بالایی تولید کرد.

– صنعت هوافضا: امروزه استفاده از فولاد در تولید قطعات مرتبط با صنایع هوافضا از اهمیت بالایی برخوردار است. استحکام و مقاومت بالای فولاد باعث شده که این قطعات در مقابل شرایط سخت و خطراتی که در فضا وجود دارد، مقاومت قابل قبولی داشته باشند.

– صنایع ساختمانی: فولاد به عنوان یکی از مواد ساختمانی محبوب و پرکاربرد شناخته می‌شود. با استفاده از فرآیندهای پرینت سه بعدی، می‌توان قطعات ساختمانی دارای طرح‌های پیچیده را نیز با دقت فوق­العاده بالایی تولید نمود.

مزایای فولاد

استفاده از فولاد در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای مزایای ویژه‌ای است که به عنوان برخی از این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. استحکام بالا

فولاد دارای استحکام بسیار بالایی است که سبب می‌شود قطعات چاپ شده با استفاده از این ماده از مقاومت فوق‌العاده‌ای برخوردار باشند. این ویژگی در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و صنایع ساختمانی از اهمیت بالایی برخوردار است.

1. انعطاف‌پذیری

فولاد انعطاف‌پذیری مناسبی دارد که به آن این امکان را می‌دهد تا در فرآیندهای پرینت سه بعدی به راحتی شکل‌پذیری داشته باشد. این ویژگی باعث می‌شود که بتوان قطعات دارای طرح‌های پیچیده هندسی را نیز به راحتی تولید کرد.

1. قابلیت بازیافت

فولاد قابلیت بازیافت داشته و می‌توان آن را به صورت چرخه‌ای استفاده نمود. این ویژگی سبب کاهش مصرف منابع طبیعی و حفظ محیط زیست می‌شود.

1. مقاومت در برابر خوردگی

فولاد در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. این خاصیت باعث می‌شود که قطعات چاپ شده با استفاده از این ماده در مقابل عوامل زیستی و شرایط آب و هوایی نامتعادل مقاومت بیشتری داشته باشند.

معایب فولاد

استفاده از فولاد در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای برخی معایب نیز هست که به عنوان مثال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. وزن نسبتا بالا

فولاد به دلیل وزن نسبتا بالای خود، می‌تواند باعث افزایش وزن نهایی قطعه چاپ شده شود. این مسئله در برخی موارد می‌تواند سبب کاهش سرعت پرینت و مشکلات دیگری در فرآیند تولید گردد.

1. هزینه نسبتا بالا

این آلیاژ به دلیل مواد اولیه گران‌قیمتی که برای تولید نیاز دارد، تا حدودی گران خواهد بود. لذا همین امر می‌تواند باعث افزایش هزینه تمام شده قطعات پرینت سه بعدی شود.

در این مقاله، به بررسی موادی که در فرآیندهای پرینت سه بعدی استفاده می‌شوند، پرداختیم و آموختیم که انواع مختلفی از پلاستیک ­ها، فلزات، رزین‌ها، نایلون­ها و حتی مواد خوراکی برای تولید اشیای سه بعدی کاربرد داشته و به دلیل خواص و کاربردهای ویژه خود، در صنعت پرینت سه بعدی بسیار محبوب هستند.

مواد اولیه مورد استفاده در پرینت سه بعدی

در قسمت­ های قبل، به توضیح برخی از مواد اولیه پرکاربرد مورد استفاده در اجرای فرآیندهای پرینت سه بعدی پرداختیم. در ادامه به بررسی تعدادی دیگر از این مواد می­پردازیم و مزایا، معایب و مهم­ترین کاربردهای آن­ها را شرح می­ دهیم.

تیتانیوم

تیتانیوم یک فلز سبک و مقاوم است که امروزه به عنوان یکی از مواد اولیه رایج در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. تیتانیوم با وجود وزن سبک خود، در برابر خوردگی و حرارت بسیار مستحکم و مقاوم است. همچنین به دلیل ویژگی‌های خاص خود، به طور گسترده در فرآیندهای پرینت سه بعدی نیز به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود.

پرینت سه بعدی تیتانیوم

کاربردهای تیتانیوم

امروزه تیتانیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی به عنوان ماده اولیه در تولید قطعات پیچیده و با کیفیت استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای تیتانیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی عبارتند از:

– صنعت هوافضا: تیتانیوم به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، خوردگی و همچنین وزن سبک، در تولید قطعات مورد استفاده در صنایع هوافضا کاربرد فراوانی دارد. این قطعات شامل اجزای موتورهای هواپیما، سیستم‌های پروانه و همچنین قطعات داخلی فضاپیماها می­باشند.

– صنعت پزشکی: تیتانیوم به دلیل بی‌خطر بودن برای بدن انسان و قابلیت سازگاری با بافت‌های بیولوژیکی، به طور گسترده در تولید قطعات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از این قطعات شامل ایمپلنت‌های استخوانی، دندان‌های مصنوعی و ابزارهای جراحی می‌شوند.

– صنعت خودروسازی: تیتانیوم به دلیل وزن سبک و مقاومت بالا، در تولید قطعات انواع خودروها مورد استفاده قرار می­گیرد. تعدادی از این قطعات شامل اجزای سازنده موتور، توربوشارژرها و قطعات سیستم تعلیق می ­باشند.

مزایای تیتانیوم

استفاده از تیتانیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی دارای مزایای بسیاری است. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

سبک و مقاوم

همانطور که بیان شد، تیتانیوم علیرغم وزن پایین، از مقاومت بسیار خوبی برخوردار می­ باشد و همین امر سبب شده تا به یکی از محبوب­ ترین متریال­ ها در صنایع مرتبط با پرینترهای سه بعدی بدل گردد.

مقاومت در برابر خوردگی

تیتانیوم به دلیل مقاومت بالا نسبت به خوردگی هنگام در تماس بودن با شرایط آب و هوایی نامتعادل و مواد شیمیایی، برای استفاده در فضاهای باز و محیط‌های خورنده گزینه مناسبی به شمار می­رود.

مقاومت در برابر حرارت

تیتانیوم دارای مقاومت قابل قبولی در برابر حرارت بوده و همین ویژگی آن را به یکی از مواد اولیه مناسب برای اجرای فرآیندهای پرینت سه بعدی با دماهای بالا تبدیل نموده است.

فرم­ پذیری

تیتانیوم فرم­ پذیری خوبی داشته و قابلیت ترکیب با سایر مواد را نیز داراست. همین ویژگی به طراحان و تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا قطعات پیچیده و سازه ­های خاص خود را به کمک این ماده و با استفاده از فرآیندهای پرینت سه بعدی تولید نمایند.

معایب تیتانیوم

هزینه نسبتا بالا

تیتانیوم یکی از مواد گران قیمت محسوب شده و هزینه تولید قطعات با استفاده از آن نیز طبیعتاً بالا خواهد بود. بر همین اساس، این موضوع می‌تواند به یکی از محدودیت‌های استفاده از تیتانیوم در فرآیندهای پرینت سه بعدی تبدیل شود.

فرآوری سخت

تیتانیوم بسیار سخت و مقاوم بوده و به همین دلیل، فرآوری آن نیازمند تجهیزات و فناوری‌های خاصی است. لذا این موضوع می‌تواند مشکلاتی در فرآیندهای پرینت سه بعدی ایجاد نماید.

نیکل

نیکل فلزی با خواص منحصر به فرد است که به طور گسترده در فرآیندهای پرینت سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلز نقره‌ای رنگ، خواص فیزیکی و شیمیایی برجست ه­ای داشته، دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون، و همچنین سختی قابل توجهی است.

پرینت سه بعدی نیکل

مزایای نیکل

مقاومت بالا در برابر خوردگی

نیکل مقاومت خوبی در برابر اثرات مخرب محیطی مانند رطوبت، انواع اسیدها و بازها دارد. این ویژگی باعث می‌شود که قطعات پرینت شده با استفاده از این فلز، در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاومت بیشتری نسبت به اغلب متریال­های متداول داشته باشند.

خواص مکانیکی بالا

نیکل دارای سختی و مقاومت بالایی است که منجر به تولید قطعات با استحکام و دوام فوق­العاده بالا می‌شود.

قابلیت پرینت دقیق

فلز نیکل به خوبی قابلیت اجرای فرآیندهای پرینت سه بعدی را داشته و جزئیات قطعات تولید شده از جنس این متریال، به دقت رعایت خواهد شد.

معایب نیکل

هزینه بالا

استفاده از نیکل در پرینت سه بعدی هزینه نسبتا بالایی دارد. نیکل یک فلز گران‌قیمت بوده و این امر می‌تواند سبب افزایش هزینه تمام شده قطعات سه بعدی گردد.

سمی بودن

فلز نیکل در حالت پودری می‌تواند سمی باشد و با توجه به اینکه در فرآیندهای پرینت سه بعدی از پودر نیکل استفاده می‌شود، احتیاط در هنگام استفاده از این ماده بسیار ضروری است.

کاربردهای نیکل

– صنایع هوافضا: به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و خواص مکانیکی برجسته، نیکل در صنایع هوافضا کاربرد بسیاری دارد. قطعات پرینت شده از جنس نیکل می‌توانند در برابر شرایط سختی مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، فشارهای بالا و همچنین هنگام تماس با اغلب مواد شیمیایی مقاومت کنند.

– صنایع خودروسازی: نیکل به عنوان یک ماده سازگار با برخی از فلزات دیگر مانند آلومینیوم و فولاد، به صورت گسترده در صنایع خودروسازی استفاده می‌شود. قطعات پرینت شده با استفاده از نیکل می‌توانند خواص مکانیکی و مقاومتی بالایی داشته باشند.

– صنایع پزشکی: فلز نیکل در صنایع پزشکی، به خصوص برای تولید قطعات پروتز و ایمپلنت نیز استفاده می‌شود. قطعات پرینت سه بعدی با استفاده از نیکل می‌توانند دقیقا به اندازه و شکل مورد نیاز بیمار ساخته شوند. اتفاقی که نهایت آرزوی هر پزشکی است!

رزین ­ها

رزین‌ها نیز موادی هستند که در پرینت سه بعدی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد اغلب برای تولید اشیای شفاف و شیشه‌ای کاربرد دارند. در این زمینه، رزین‌های شفاف مانند رزین اپوکسی (Epoxy) و رزین آکریلیک (Acrylic) بسیار محبوب و پرکاربرد محسوب می­شوند.

رزین اپوکسی (Epoxy)

رزین اپوکسی یکی دیگر از مواد پرکاربرد در صنعت پرینت سه بعدی است. این نوع رزین دارای ویژگی‌های فوق­العاده­ای بوده و نوعی پلیمر مصنوعی است که از ترکیب دو ماده شیمیایی، یعنی رزین و عامل تصلب (هاردنر) تشکیل می‌شود. این ماده به صورت مایع تولید شده، پس از تماس با هوا، واکنشی شیمیایی را آغاز نموده و به صورت جامد تبدیل می‌شود.

پرینت سه بعدی رزین اپوکسی

کاربردهای رزین اپوکسی

– صنایع الکترونیکی: به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و خوردگی، رزین اپوکسی در صنعت الکترونیک برای پوشش دادن و محافظت از مدارهای الکترونیکی و قطعات حساس استفاده می‌شود.

– تولید انواع قطعات صنعتی خاص: رزین اپوکسی در ساخت قطعات صنعتی مانند قالب‌ها، قطعات خودرو و همچینن قطعات مکانیکی کاربرد دارد.

– صنعت مدل‌سازی: از رزین اپوکسی در صنعت مدل‌سازی نیز برای ساخت انواع مجسمه‌ها، تزئینات دکوراتیو و آثار هنری استفاده می‌شود.

مزایای رزین اپوکسی

مقاومت فوق ­العاده

رزین اپوکسی دارای مقاومت بالا در برابر ضربه، حرارت، شکستگی و خوردگی است. لذا این ماده می‌تواند تحمل وزن سنگینی را نیز داشته باشد.

انعطاف­ پذیری

رزین اپوکسی در حالت مایع قابل تغییر شکل بوده و به راحتی قابلیت تزریق و ریخته گری را دارد. همچنین، پس از سخت شدن نیز دارای سختی و استحکام بالایی است.

ثبات ابعادی

با توج به خواص شیمیایی و فیزیکی رزین اپوکسی، این ماده دارای ثبات ابعادی بسیار قابل قبولی بوده و قطعات تولید شده از جنس این متریال، در طول زمان تغییر کمی در شکل و اندازه خواهند داشت.

معایب رزین اپوکسی

سمی بودن

رزین اپوکسی در حالت مایع ممکن است سمی باشد. علاوه بر این، احتمال سمی بودن مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند هاردنینگ مرتبط با آن نیز وجود دارد. لذا در استفاده از این ماده باید احتیاط کافی داشته و نکات ایمنی را رعایت نمود.

قیمت

رزین اپوکسی به دلیل خواص و کاربردهای خاص خود، اغلب هزینه بالایی داشته و به عنوان یک ماده نسبتا گران در صنعت پرینت سه بعدی محسوب می‌شود.

رزین آکریلیک (Acrylic)

رزین آکریلیک یکی دیگر از مواد پرکاربرد در صنایع پرینت سه بعدی است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود، بسیار مورد توجه فعالان این عرصه قرار گرفته است. این ماده در حقیقت نوعی پلاستیکی است که به صورت مایع قابل استفاده بوده و از طریق ترکیب برخی مواد شیمیایی نظیر استایرن و استیرن – آکریلونیتریل تولید می‌شود.

پرینت سه بعدی رزین آکریلیک

کاربردهای رزین آکریلیک

– صنعت جواهرسازی: به دلیل شفافیت بالا و خواص مکانیکی قوی، رزین آکریلیک در صنعت جواهرسازی و برای ساخت نمونه‌های قطعات حساس استفاده می‌شود.

– پوشش‌دهی: این رزین به عنوان یک پوشش محافظ در صنایع مختلف از جمله خودروسازی و صنایع الکترونیک به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

– هنر و طراحی: رزین آکریلیک برای خلق آثار هنری و طراحی‌های خلاقانه در صنایع مختلف کاربرد دارد.

– پزشکی: در زمینه پزشکی نیز از رزین آکریلیک برای ساخت قطعات سفید کننده دندان، ترمومترها و لوازم پزشکی دیگر استفاده می‌شود.

مزایای رزین آکریلیک

دقت بالا

رزین آکریلیک دارای خواص مکانیکی بسیار خوبی است که باعث می‌شود پرینت‌های سه بعدی با دقت بالایی انجام شوند.

شفافیت

این رزین دارای شفافیت بالایی بوده و منجر به تولید قطعات شفاف و قابل استفاده در زمینه­هایی همچون پرینت سه بعدی جواهرات می­گردد.

مقاومت شیمیایی

رزین آکریلیک دارای مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی است؛ بنابراین به عنوان یک ماده مقاوم در برابر حلال‌ها و مواد شیمیایی خورنده مورد استفاده قرار می­گیرد.

زمان خشک شدن سریع

این ماده پس از اتمام فرآیند پرینت سه بعدی به سرعت خشک شده و منجر به افزایش سرعت نهایی عملیات پرینت، بهبود زمان تولید و ارتقای راندمان فرآیند می­گردد.

معایب رزین آکریلیک

احتمال انقباض

یکی از معایب رزین آکریلیک، احتمال انقباض آن است. بنابراین، پس از پرینت سه بعدی، امکان ایجاد تغییر در اندازه قطعات وجود خواهد داشت.

آسیب‌پذیری در برابر حرارت

رزین آکریلیک تا حدودی در برابر حرارت آسیب‌پذیر بوده و ممکن است در دماهای بالا شکل­ دهی خود را از دست بدهد.

نایلون

نایلون یک پلیمر قوی و انعطاف پذیر است که در ساختار خود دارای لایه ­های متعددی است. این ماده همچنین دارای خواص فیزیکی مناسبی مانند مقاومت در برابر ضربه، انعطاف­پذیری، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت شیمیایی بوده و برای تولید قطعات پلاستیکی پیچیده و محصولاتی که نیاز به استحکام بالا دارند، گزینه مناسبی محسوب می ­شود.

پرینت سه بعدی نایلون

کاربردهای نایلون

– انواع قطعات مکانیکی: نایلون در ساخت انواع قطعات مکانیکی بسیار پرکاربرد است. این قطعات به خوبی می­توانند در صنایعی چون هوافضا، خودروسازی و صنایع الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرند.

– تجهیزات ورزشی: نایلون به دلیل خواص مقاومتی و انعطاف­پذیری خود، به طور گسترده در تولید لوازم ورزشی مانند اسکیت بورد، راکت تنیس و غیره استفاده می­شود.

– محصولات مصرفی: نایلون در ساخت انواع محصولات مصرفی مانند بسته­بندی­ها، پلاستیک­های مقاوم و بهداشتی و همچنین نخ­های محکم کاربرد دارد.

مزایای نایلون

قدرت مکانیکی بالا

نایلون دارای استحکام و سختی بالایی است که آن را به یکی از مواد مناسب برای پرینت سه بعدی انواع قطعات تبدیل می­کند.

انعطاف­ پذیری

نایلون انعطاف­پذیری بالایی داشته و به راحتی قابل تغییر شکل است. این ویژگی، بهترین کیفیت برای پرینت قطعات دارای ساختارهای پیچیده فراهم می­نماید.

مقاومت در برابر حرارت

نایلون دارای مقاومت حرارتی قابل قبولی بوده و می­تواند در دماهای نسبتا بالا نیز به خوبی عمل کند.

مقاومت شیمیایی

علاوه بر موارد ذکر شده، نایلون مقاومت نسبتا خوبی در برابر مواد شیمیایی مانند محلول­های قلیایی و اسیدی و همچنین روغن­ها دارد.

معایب نایلون

جذب رطوبت

یکی از معایب نایلون این است که درصد جذب رطوبت آن نسبت به برخی از متریال­ های دیگر تا حدودی بیشتر است. این امر ممکن است باعث تغییر در ابعاد قطعات پرینت سه بعدی تولید شده گردد.

انقباض

نایلون دارای خاصیت انقباضی بوده و ممکن است سبب بروز مشکلاتی در دقت ابعادی قطعات تولید شده شود.

مواد غذایی

یکی از کاربردهای جالب پرینت سه بعدی، تولید قطعاتی از جنس مواد خوراکی است. با استفاده از پرینترهای سه بعدی مخصوص مواد غذایی، می‌توان طعم و شکل منحصر به فردی به انواع خوراکی­ ها داد. امروزه این تکنولوژی به عنوان یک روش نوین در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می­گیرد.

برخی از پرکاربردترین مواد غذایی مورد استفاده در صنایع پرینت سه بعدی عبارتند از شکلات، قند، پروتئین ­ها و انواع صمغ­ ها.

به کمک فناوری پرینت سه بعدی به راحتی می­توان اشکال گوناگونی را بر روی این گونه مواد طراحی نمود و یا از آن­ها برای تولید خوراکی­ های مختلف استفاده کرد. خوراکی­ های شکیل و جذابی که می­توانند به عنوان یک هدیه جالب، خاص و جذاب مورد استفاده قرار گیرند.

پرینت سه بعدی شکلات

در این مقاله، به بررسی موادی که در فرآیندهای پرینت سه بعدی استفاده می‌شوند، پرداختیم و آموختیم که انواع مختلفی از پلاستیک ­ها، فلزات، رزین‌ها، نایلون­ها و حتی مواد خوراکی برای تولید اشیای سه بعدی کاربرد داشته و به دلیل خواص و کاربردهای ویژه خود، در صنعت پرینت سه بعدی بسیار محبوب هستند.

در نهایت، لازم به ذکر است که انتخاب مواد اولیه صحیح برای اجرای فرآیندهای پرینت سه بعدی بسیار اهمیت دارد. هر ماده­ای ممکن است خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی داشته باشد که حتما باید با نیازهای پروژه مورد نظر هماهنگ شود.

منبع: samin3D