ساخت افزایشی با استفاده از مواد مختلف یک روش هیجان انگیز تحقیق و توسعه در تکنولوژی چاپ سه بعدی است. اگر شما علاقه مند به چاپ سه بعدی تمام رنگی و یا چند ماده ای هستید، در اینجا گزینه های جدید و جالب موجود را مورد بررسی قرار می دهیم.
مرور پژوهش ها و مقالات پیشین پرینت سه بعدی چند ماده ای
چاپ سه بعدی با استفاده از چندین ماده در یک زمان قابلیت کلیدی تولید افزایشی است که پتانسیل های آن را در برابر سایر روشهای تولید فعلی افزایش می دهد. این روش می تواند نیاز به مونتاژ را حذف کرده، مراحل پس پردازش را از بین برده (به عنوان مثال رنگ آمیزی)، سبب ترقی طراحی کارآمد اشیاء چند منظوره شده و زمان تولید و همچنین هزینه ها را کاهش دهد.
توسعه چاپگر سه بعدی چند ماده ای توسط فناوری FDM هدایت می شود که منجر به ارائه بهتر خدمات پرینت ۳ بعدی می شود. از آنجایی که FDM معمولاَ بر روی یک تک فیلامنت در هر اکسترودر تکیه می کند، باعث ایجاد مشکلاتی می شود که غلبه بر آنها دشوار است. خوشبختانه طی سالهای اخیر شاهد برخی راه حل های بسیار هوشمندانه بوده ایم که در اینجا به اشتراک می گذاریم.
پرینت سه بعدی چند ماده ای دستی
چند روش برای پرینت چند ماده ای وجود دارد. در اصلی ترین روش شما حتی نیاز به یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای خاص ندارید. شما می توانید از هر چاپگر FDM استفاده کنید، به این صورت که می توانید فرایند چاپ را متوقف کرده و فیلامنت را در هر مرحله ای از چاپ که بخواهید تعویض کنید. اگر شما این ایده را دوست داشتید، می خواهید بدانید چگونه یک پرینتر تک نازله خود را به یک چاپگر سه بعدی چند رنگه تبدیل کنید.
محدودیت آشکار در این روش این است که قرار دادن مواد در مناطق خاصی از یک لایه XY بسیار مشکل می باشد. اما شما به راحتی می توانید اشیا را با دسته های مختلف رنگ (یا مواد) ایجاد کنید.
عدم کنترل یکی از محدودیت های مهم این روش است که می تواند توسط ویرایش G-code کاهش یابد. این امر می تواند با نوشتن یک اسکریپت در یک برنامه برش (مانند Slic3r یا Cura) که روند چاپ را متوقف می کند تسهیل شود. به این ترتیب شما می توانید فیلامنت ها را در مکان های خاص تغییر دهید.
پرینتر سه بعدی دو نازله
برای کنترل بهتر مواد در امتداد محورهای X، Y و Z بهترین گزینه بعدی این است که یک چاپگر معمولی دو نازله داشته باشید. چاپگرهای سه بعدی دو نازله را می توان به راحتی از بسیاری از تولید کنندگان خرید.
با یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای مانند این شما می توانید در هر مرحله با دو رنگ چاپ کنید. اغلب مردم دوست دارند از یک اکسترودر برای چاپ پشتیبانی های حل شونده استفاده کنند که می توانند به راحتی پس از چاپ حذف شوند. اما شما همچنین می توانید از این پرینترها برای چاپ در دو رنگ یا دو ماده که استفاده کنید.
توجه داشته باشید که چاپگرهای دو نازله به طور معمول با چند محدودیت روبرو هستند:
وجود یک اکسترودر دوم ممکن است با ناحیه ای که برای چاپ با اکسترودر تک در دسترس است برخورد کند.
احتمال ریزش را افزایش می دهد.
ممکن است یکی از اکسترودرها باعث تاب برداشتن مواد تزریق شده از اکسترودر دیگر شده و در نتیجه شاهد جا به جایی لایه ها باشید.
در فیلم زیر می توانید پرینتر سه بعدی دو نازله را مشاهده کنید.
Palette 2
گزینه دیگر این است که با تجهیزات جانبی چاپگر استاندارد FDM خود را به یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای تبدیل کنید. دستگاه هایی هستند که عملیات سوئیچینگ فیلامنت را همزمان با انجام عملیات چاپ از طریق یک اکسترودر، مدیریت می کنند.
یکی از هیجان انگیزترین گزینه های موجود نمونه ای است که توسط Mosaic Manufacturing که Palette را در سال ۲۰۱۶ عرضه کرد، ارائه شده است. جدیدترین نسخه ها Palette 2 و Palette 2 Pro می باشد.
چیزی که مفهوم Palette را کاملا متمایز می کند این است که بخش هایی از فیلامنت های مختلف را با هم ترکیب و ذوب می کند. به این ترتیب زمانی که آنها به نازل می رسند، نوع صحیح فیلامنت ذوب شده و در جایی که باید قرار می گیرد. شما می توانید تا چهار رشته مختلف را ترکیب کنید و به نظر می رسد هیچ محدودیتی در رابطه با ترکیب رشته های ساخته شده از مواد مختلف وجود ندارد.
با همکاری برخی از تولید کنندگان با Mosaic Manufacturing ترکیب یکپارچه با چاپگر FDM ممکن شد. این تولید کنندگان شامل Raise3D، MakerGear، Robo، gCreate، MAKEiT و Dremel هستند. با این وجود چاپگرهای خارج از این دسته را نباید کنار گذاشت. از آنجا که عملکرد Palette 2 زمانی که با نرم افزار Chroma ترکیب می شود نسبتاَ ساده است، می توان آن را به هر چاپگری اضافه کرد.
علاوه بر این Canvas نرم افزار برش تازه منتشر شده به شما اجازه می دهد که جسم را با فیلامنت های مختلف رنگ کنید یا مواد مختلف را به نواحی مختلف مدل خود اختصاص دهید.
پرینتر سه بعدی چند ماده ای Prusa i3
گزینه جالب دیگر Multi Material 2.0 یا MMU 2.0 از Prusa Research است. با این دستگاه شما می توانید تا پنج نوع مختلف فیلامنت را ترکیب کنید. دستگاه MMU 2.0 مخالف جریان اکسترودر عمل کرده، به طور همزمان تمام پنج فیلامنت را جمع آوری کرده و اکسترودر را طبق نیاز مدل با فیلامنت صحیح تغذیه می کند.
علیرغم قابلیت هایی که این سیستم ارائه می دهد، یک اثر مهم ایجاد می کند. برای یک شی چند ماده ای، یک بلوک purgeهمراه وجود خواهد داشت. اندازه و مقدار مواد مورد استفاده برای مونتاژ بلوک purge را نمی توان دست کم گرفت و در بعضی موارد می تواند مواد بیشتری را نسبت به جسم مورد استفاده مصرف کند.
Prusa تلاش می کند با استفاده از infill یک قطعه برای purge این مشکل را حل کند و در نتیجه از این طریق هزینه و زمان چاپ اشیاء چند ماده ای را کاهش می دهد. در حال حاضر MMU 2.0 در آخرین مراحل آزمایش بتا قرار دارد، اما می توان پیش سفارش پرینت سه بعدی آن را ثبت کرد.
پرینتر های سه بعدی تمام رنگی
یکی از جالب ترین پیشنهادهای بازار مدل Da Vinci Color از کمپانی XYZ Printing است که در آن تکنولوژی استاندارد FDM را با چاپ جوهر افشان ترکیب کرده است. با Da Vinci Color فیلامنت های مخصوص تهیه شده رنگدانه هایی که در طول فرایند چاپ تزریق می شود را جذب می کند. طیف رنگی که می توانید اعمال کنید، همانند طیف رنگ در چاپگرهای جوهر افشان استاندارد است.
یک مفهوم مشابه توسط MCOR در ARKe استفاده شده است. ARKe توسط رشته های پلیمری تغذیه نمی شود، بلکه از کاغذ چاپ معمولی استفاده می کند. هر لایه در ARKe یک ورق کاغذ است که به ورق های مجاور با عامل اتصال دهنده متصل می شود. همانطور که می توانید تصور کنید، علاوه بر یک شی چند رنگی، ARKe حجم قابل توجهی از کاغذ را برای سطل بازیافت تولید می کند.
سیستم های صنعتی
اگر علاقه شما به پرینت سه بعدی چند ماده ای بیشتر در شاخه تجهیزات صنعتی است، از مدل های هر دو کمپانی ۳D Systems و Stratasys می توانید استفاده کنید.
ProJet MJP 5600 از فیلامنت های کامپوزیتی چند ماده ای VisiJet استفاده می کند که به شما امکان می دهد مواد سخت و مواد انعطاف پذیر را با هم ترکیب کنید. چاپگر در زمان اجرا پلیمرها را برای رسیدن به خواص مکانیکی برتر و ویژگی های عملکرد سفارشی ترکیب می کند. این به این معنی است که شما ویژگی های مکانیکی ذاتی یک پلیمر یا دیگری را محدود نمی کنید، بلکه یک پلیمر سفت و سخت و یک پلیمر انعطاف پذیر را برای دستیابی به عملکرد مکانیکی مشخص در هر مکان ترکیب کنید.
Stratasys با تکنولوژی پلیجت خود امکان ترکیب مواد متنوع با خواص مکانیکی گوناگون و رنگ های متفاوت را از طریق سیستم Connex3 خود، در هر دو پرینتر Objet500 و Objet350 ارائه می دهد.
منبع: https://all3dp.com/2/multi-material-3d-printing-an-overview/
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین
ثبت ديدگاه