رفتن به نوشته‌ها

مواد پرینت سه بعدی


پشتیبانی از قالب سه بعدی

یکی از ویژگی های ساخت افزودنی این است که آزادی طراحی زیادی برای ایجاد قطعات پیچیده ارائه می دهد. با این حال، ساخت برخی از مدل ها ممکن است به مراحل میانی مانند استفاده از تکیه گاه نیاز داشته باشد. در پرینت سه بعدی، ساپورت ها سازه هایی هستند که نواحی کنسولی یک قطعه را پشتیبانی می کنند. اگرچه ممکن است این مفهوم در نگاه اول ساده به نظر برسد، اما وقتی صحبت از راه‌اندازی پشتیبانی‌های چاپ سه‌بعدی می‌شود، ممکن است تردیدهایی ایجاد شود، مانند اینکه چه زمانی واقعاً به آن‌ها نیاز دارند، چگونه آنها را حذف کنیم و استفاده از آنها چه معایبی می‌تواند داشته باشد؟ برای پاسخ به این سوالات، امروز راهنمای کاملی در مورد نحوه استفاده موثر از رسانه در پرینت سه بعدی برای شما آورده ایم.

رسانه بر اساس فناوری

اولین نکته ای که هنگام استفاده از این سازه ها باید در نظر داشته باشید این است که بسته به فناوری پرینت سه بعدی استفاده شده و پیچیدگی طراحی شما، نوع ساپورت و عملکرد آن متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، در پرینت سه بعدی FDM، دو قانون کلی در مورد ساختارهای پشتیبانی وجود دارد: قانون 45 درجه و قانون 5 میلی متر. اولین مورد به افست افست پرینترهای سه بعدی بین لایه های متوالی اشاره دارد. از این نظر، اگر قسمتی از قسمت با زاویه کمتر از 45 درجه از عمود کج شود، می‌توانید بدون استفاده از تکیه گاه آن را چاپ کنید. با این حال، اگر زاویه بیشتر باشد، دستگاه لایه ها را به درستی روی هم قرار نمی دهد و برآمدگی به ساختارهای پشتیبانی نیاز دارد. از طرف دیگر، قانون 5 میلی متر توضیح می دهد که وقتی یک پل (فاصله بین دو نقطه موازی قطعه) کمتر از 5 میلی متر باشد، نیازی به پشتیبانی نیست، اما در غیر این صورت، ما با ‘impression’ مشکل خواهیم داشت. برای اتصال دو نقطه موازی بدون پشتیبانی، چاپگر از تکنیکی به نام “پل زدن” استفاده می کند. این روش شامل کشش مواد داغ در فواصل کوتاه برای ایجاد این پیوند با حداقل افتادگی است.

قانون 45 درجه برای چاپ سه بعدی اکستروژن اعمال می شود.

از طرفی در پرینت سه بعدی رزینی با فرآیندهایی مانند SLA یا DLP، قسمت نهایی با فوتوپلیمریزاسیون ماده مایع با استفاده از منبع نور به دست می آید. این فناوری یکی از دقیق ترین است، زیرا اجازه می دهد تا کوچک ترین و پیچیده ترین اشیاء را با جزئیات دقیق ایجاد کنید. با عملکرد معکوس نسبت به اکستروژن مشخص می شود، صفحه چاپ در بالا قرار دارد (برای اکثر چاپگرهای سه بعدی رزینی). به همین دلیل و برای اطمینان از چسبیدن پرینت ها به پلت فرم، این ماشین ها تقریباً همیشه به پشتیبانی نیاز دارند. این سازه ها ظاهر ستون های نازکی با تنها چند نقطه کوچک دارند که برای صرفه جویی در مواد و زمان ساخت با مدل تماس می گیرند. تعداد ساپورت ها، محل قرارگیری آنها، جایی که قطعه را لمس می کنند و ساختار آنها توسط نرم افزار محاسبه می شود و به پیچیدگی قطعه مورد نظر بستگی دارد. با پس پردازش مناسب، پرینت سه بعدی رزین با ساپورت ها نباید بر کیفیت قطعه نهایی تأثیر بگذارد.

در تولید افزودنی، خانواده‌ای از فناوری‌ها نیز وجود دارد که برای ایجاد قطعات به بستری از پودر متکی هستند. در این گروه، تف جوشی انتخابی لیزری (SLS)، ذوب لیزری (DMLS)، ذوب پرتو الکترونی (EBM) یا پیوند پودری را می‌یابیم. به طور کلی، برای فرآیندهای مبتنی بر پلیمر، این روش‌های ساخت نیازی به تکیه‌گاه ندارند، زیرا خود پودر در هر لایه به‌عنوان شکلی از تکیه گاه عمل می‌کند. در حالی که این اجازه می دهد تا مقداری آزادی در طراحی قطعات داشته باشید، اغلب هزینه و زمان چاپ را افزایش می دهد.

برای فرآیندهای فلزی، کمی پیچیده تر است. از این نظر، اصطلاح “پشتیبانی” بیشتر وظیفه اتصال قطعات به صفحه چاپ را دارد. رابرت کیاری، مدیر فروش DMG MORI، توضیح می دهد: به دلیل تنش های موجود در فلزات و به ویژه در مواد با استحکام بالا مانند تیتانیوم، این ماده می تواند از ساختار پایین تر از حد معمول شل شود. بنابراین تکیه گاه در واقع صفحه ای است که برای لنگر انداختن قطعه در حین چاپ استفاده می شود. علاوه بر این، یکی دیگر از عملکردهای پودر اطراف قطعات (علاوه بر این که به عنوان یک تکیه گاه عمل می کند) این است که گرما را در طول فرآیند تولید از بین ببرد تا یکپارچگی قطعه یا ماده به خطر نیفتد.

در سمت چپ، بخشی چاپ شده در رزین سه بعدی؛ در سمت راست، یک قطعه فلزی برای ایرباس A350 XWB

پرینت سه بعدی پرتاب مواد، که به عنوان جت مواد نیز شناخته می شود، شامل رسوب فتوپلیمرهای مایع روی بستر چاپ است. لایه به لایه، مواد فوراً توسط منبع نور ماوراء بنفش سخت می شوند. در این حالت، پرینترهای سه بعدی بدون توجه به زاویه یا شیب لایه قبلی، هر زمان که قسمت‌هایی از قطعه بیرون بزند، نیاز به پشتیبانی دارند. این حامل ها را می توان با مراحل پس از پردازش مانند حمام اولتراسونیک و سندبلاست یا انفجار مرطوب حذف کرد. از آنجایی که استفاده از تکیه گاه ها در این فناوری، پایان نهایی قطعات را تغییر نمی دهد، پس از پردازش پس از پردازش، تشخیص محل استفاده از مواد پشتیبانی واقعاً دشوار است.

انواع رسانه های چاپ سه بعدی

اگرچه سازه های پشتیبانی در هر فناوری عملکرد مشابهی دارند، اما بسته به طراحی یا ترکیب آنها می توانیم انواع مختلفی از آنها را پیدا کنیم. از نظر طراحی، محبوب ترین آنها پشتیبان های به اصطلاح مشبک هستند. از این سازه ها اغلب برای ایجاد ستون هایی برای نگه داشتن اتاق ها در جای خود استفاده می شود که برای اتاق هایی با برآمدگی قوی بسیار مفید است. آنها به دلیل سهولت و سرعت ساخت و همچنین سازگاری با اکثر چاپ ها بسیار محبوب هستند. تنها نقطه ضعف این است که در برخی موارد به سختی برداشته می شوند و حتی می توانند آثاری بر روی قطعات باقی بگذارند.

تکیه گاه های درخت مانندی نیز وجود دارد که مشخصه آنها این است که با شکل “تنه” شروع می شوند و با رسیدن به مدل چاپ شده به شاخه های نازک تبدیل می شوند. این برای پشتیبانی از قسمت های انتخابی اتاق که کنسولی هستند اما خیلی عمودی نیستند بسیار مفید است. تکیه گاه های خطی نیز بسیار مورد استفاده قرار می گیرند و تا حدودی شبیه به تکیه گاه های شفت هستند. آنها از ستون های عمودی تشکیل شده اند که با کل کنسول یا پل در تماس هستند. اگرچه آنها تأثیر صحیح قطعه را تضمین می کنند، اما برداشتن آنها دشوارتر است و ممکن است به سطح مدل آسیب برساند.

در سمت چپ، یک ساختار مشبک. در سمت راست، نوع درختی پشتیبانی می کند

در نهایت، از نظر مواد، تکیه گاه های محلول وجود دارد. این نوع ساختارها را می توان با چاپگرهای سه بعدی اکستروژن دوگانه ایجاد کرد و با رقیق کردن آنها در آب یا حلال با اجزای پیچیده تر، از بین رفت. در میان بهترین مواد محلول شناخته شده می‌توان PVA یا HIPS را پیدا کرد، اگرچه مواد پیشرفته‌تری نیز وجود دارد، مانند AquaSys 180 (توسعه یافته توسط Infinite Material Solutions) که با مواد با کارایی بالا سازگار است.

چگونه استفاده از رسانه را بهینه کنیم؟

هنگام استفاده از پرینت سه بعدی برای ایجاد قطعات، درک عملکرد پشتیبانی و مزایایی که برای فرآیند تولید به ارمغان می آورد بسیار مهم است. استفاده از این سازه ها علاوه بر مزایای ذکر شده از جمله آزادی طراحی و امنیت کیفیت نهایی مدل ها، دارای معایبی نیز می باشد. اولین مورد به حذف این تکیه گاه ها مربوط می شود، زیرا بدون انجام پس پردازش مناسب، زیبایی ظاهری قطعه نهایی تحت تأثیر قرار می گیرد. لازم به ذکر است که تکنولوژی جت مواد از این قاعده مستثنی است.

از سوی دیگر، هرچه تعداد پشتیبانی‌های پیکربندی شده روی اسلایسر بیشتر باشد، طراحی برای برخی فناوری‌های تولید افزودنی پیچیده‌تر می‌شود. این ارتباط نزدیکی با هزینه آشکار مواد مورد نیاز برای ایجاد تکیه گاه ها دارد. با در نظر گرفتن جنبه های مختلف از جمله جهت گیری و دقت و همچنین سایر عوامل طراحی و ساخت می توان میزان مواد مورد نیاز قطعه را بهینه کرد. با تنظیم صحیح این پارامترها، می توانیم نه تنها در زمان چاپ و مواد، بلکه در هزینه های نهایی و زمان تحویل نیز کاهش پیدا کنیم.

پشتیبانی از قالب سه بعدی

اعتبار عکس: Lychee Slicer

به طور خلاصه، استفاده از تکیه گاه ها در تولید مواد افزودنی زمانی که مدل ها دارای قطعات پیچیده یا اورهنگ های زیادی هستند، یک شر ضروری است. با وجود این، دانستن ویژگی های هر فناوری برای استفاده حداکثری از این سازه های پشتیبانی، با هدف به دست آوردن قطعات نهایی با کیفیت بالا، مهم است.

آیا از پشتیبانی در پرینت سه بعدی استفاده می کنید؟ نظر خود را در نظرات مقاله به اشتراک بگذارید. تمام ویدیوهای ما را در کانال ما بیابید یوتیوب یا ما را دنبال کنید فیس بوک یا توییتر !

* عنوان عکس روی جلد: هاب





منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی