رفتن به نوشته‌ها

فرآیند تولید گریز از مرکز انقلابی برای رزین چاپ سه بعدی « Fabbaloo


مواد سفت و سخت و انعطاف پذیر چاپ سه بعدی در رزین با استفاده از فناوری CM [Source: Nature]

محققان با استفاده از نیروی گریز از مرکز، روش جدیدی برای چاپ رزین سه بعدی در چندین ماده ایجاد کرده اند.

فرآیند جدید که تولید گریز از مرکز یا “CM” نام دارد، بر یکی از بزرگترین چالش های پرینت سه بعدی غلبه می کند: چاپ رزین چند ماده ای.

رزین یک ماده پرینت سه بعدی قدرتمند است، زیرا می توان آن را با مواد دیگر مخلوط کرد تا انواع بسیار متنوعی از مواد از جمله پلیمرها، ترموست های با دمای بالا، سرامیک ها و حتی فلز را ایجاد کند.

اما شما نمی توانید آنها را در همان کار چاپ مخلوط کنید. مخزن چاپگر در هر بار فقط یک رزین دارد. می توان رزین ها را با هم مخلوط کرد، همانطور که من در هفته دیگر هنگام آزمایش مجموعه رزین Carima CMYK انجام دادم، اما در واقع شما فقط یک ماده را در یک زمان چاپ می کنید.

این امر استفاده از پرینت سه بعدی رزین را بسیار محدود کرده است، زیرا بسیاری از قطعات می توانند از داشتن بیش از یک ماده یا رنگ بهره مند شوند.

مفهوم چاپگر سه بعدی رزین CM [Source: Nature]

اکنون محققان روشی مبتکرانه برای اجازه استفاده از رزین های متعدد در یک کار پرینت سه بعدی پیدا کرده اند و این یکی از جذاب ترین فرآیندهایی است که تا به حال در صنعت دیده ام. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

  • یک لایه (یا قسمتی از یک لایه) به روش معمول تولید می شود: نور ماوراء بنفش از پایین، بخشی از صفحه ساخت را پلیمریزه می کند.
  • پلت فرم بالای سطح رزین بالا می رود
  • پلت فرم با RPM بالا می چرخد ​​(بسته به ماده رزین چیزی بین 1000 تا 10000 RPM)
  • نیروی گریز از مرکز، چاپ مرطوب را می کشد و آن را از رزین سرگردان پاک می کند
  • مخزن رزین دوم (یا سوم یا چهارم) در زیر چاپ جابجا می شود
  • یک لایه جدید (یا بخشی از یک لایه) به روش معمول انجام می شود
  • این روند تا زمانی که شی کامل شود تکرار می شود

در ابتدا من نسبت به این رویکرد کاملاً مشکوک بودم. چندین سوال داشتم، از جمله “آیا رزین شل در جیب گیر نمی کند؟”، “اگر رزین چسبناک باشد چه؟” و “آن اسپری رزین کجا می رود؟”

صفحه چاپ CM در حال چرخش با RPM بالا برای حذف رزین چاپ سه بعدی [Source: Nature]

محققان پاسخ هایی را ارائه کردند.

مشکل جیب واقعاً وجود ندارد: فقط قسمت پایین چاپ توسط رزین خیس می شود، بنابراین چیز زیادی برای کشیدن وجود ندارد. همچنین، لایه های بالایی به طور مکرر با تکمیل هر لایه چرخانده می شوند و رزین های باقی مانده را از بین می برند.

محققان چندین رزین چسبناک را آزمایش کردند و تشخیص دادند که این روش کار می کند. فقط باید پلت فرم را سریعتر بچرخانید.

آنها کشف کردند که هنگام چاپ مواد نرم تر، مانند الاستومرها، خود چاپ ممکن است به دلیل نیروهای چرخشی مخدوش شود. با این حال، این با چرخش آهسته تر برای آن نوع رزین ها اصلاح شد.

صفحه چاپ CM در حال چرخش با RPM بالا برای حذف رزین چاپ سه بعدی [Source: Nature]

یکی از مشکلاتی که در پرینترهای سه بعدی رزینی معمولی وجود ندارد تعادل است که در چاپ CM وجود دارد. امکان چاپ یک شی که خارج از مرکز روی صفحه چاپ است وجود دارد. هنگامی که چرخانده می شود، یک نتیجه بسیار لرزان دریافت خواهید کرد که احتمالاً به دستگاه آسیب می رساند. برای مقابله با این، نرم افزار باید «ضدوزن»هایی را تولید و چاپ کند که روی صفحه ساخت ظاهر می شود و جبران می کند، درست مانند کاری که با لاستیک های اتومبیل انجام می دهید.

نتایج فوق العاده چشمگیر هستند. آنها توانستند اشیاء را با تغییر رنگ بسیار واضح پرینت سه بعدی کنند که نشان می دهد رزین سرگردان واقعاً توسط نیروی گریز از مرکز حذف می شود.

یکی از چاپ های پیچیده ای که انجام شد، تولید یک محرک نرم برای روباتیک بود. در این کار از ترکیبی از مواد سخت و نرم در همان کار چاپ رزین استفاده شد. این امر تطبیق پذیری این رویکرد را نشان می دهد و پرینت سه بعدی رزین را با توانایی چاپ سه بعدی FFF برای استفاده از مواد متعدد برابر می کند.

نمونه اولیه چاپگر سه بعدی CM که پرتوهای UV را در مخزن رزین منفجر می کند [Source: Nature]

دو موضوعی که ممکن است در رویکرد CM وجود داشته باشد زمان و هزینه است.

مگر اینکه رزین اسپین آف بازیابی شود، احتمالاً از مواد بیشتری برای تولید قطعه استفاده می شود تا با روش های مرسوم. همچنین، نیاز به چاپ وزنه های تعادل نیز مواد بیشتری را اشغال می کند.

زمان چاپ در این سیستم می تواند به طور قابل توجهی طولانی تر باشد، زیرا هر لایه به 10 ثانیه چرخش و حرکت نیاز دارد. این بسیار بیشتر از فرآیند لایه برداری است که امروزه توسط بسیاری از سیستم ها استفاده می شود و بی نهایت طولانی تر از فرآیندهای چاپ بدون لایه برداری مانند کربن است.

با این وجود این یک فرآیند جذاب است که مطمئنا دیر یا زود تجاری خواهد شد.

از طریق طبیعت



منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی