با وجود این امر که تکنولوژی پرینتر سه بعدی در مقایسه با روش های تولید کاهشی میزان ضایعات را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد، اما روش های ساخت افزایشی نیز دارای فرایند های کاهشی خاص خود می باشند که طی عملیات پس پردازش انجام می شوند. میزان ساختارهای پشتیبانی بسته به روش پرینت سه بعدی متفاوت است که باید پس از پایان عملیات چاپ حذف شوند. محققان دپارتمانViterbi’s Daniel J. Epstein مهندسی صنایع و سیستم های دانشگاه کالیفرنیای جنوبی روش جدیدی برای کاهش مواد پسماند در روش پرینت سه بعدی FFF ارائه داده اند.

کاهش مواد پسماند با استفاده از یک روش پرینت سه بعدی تکنینک جدید

یک استاد مهندسی صنایع و سیستم ها به نام Yong Chen و یک دانشجوی دکتری به نام Yang Xu در مقاله ای در ژورنال Additive Manufacturing روش پرینت سه بعدی کنترل شده خود را توصیف کرده اند. این تیم با الهام از اسباب بازی های پین دار، یک صفحه پرینت ساخته شده از یک سری واشرهای مربع شکل متصل به میله هایی که توسط یک موتور پله ای کنترل می شوند توسعه داده اند. میله ها و واشرها به منظور پشتیبانی از قطعه در مکان های مختلف، به ارتفاعات لازم می روند.

این تیم ابتدا تکنیک خود را روی یک مدل سه بعدی CAD دلخواه نشان دادند که در آن این روش به طور کامل جایگزین نیاز به ساختارهای پشتیبانی پرینت سه بعدی شده میشد. برای هندسه های پیچیده تر که همچنان به ساختارهای پشتیبانی پرینت سه بعدی شده نیاز است، مربع های فلزی به ارتفاع مورد نظر منتقل می شوند و باقی مانده ساختار پشتیبانی مورد نیاز روی آن قطعات فلزی چاپ می شوند. پس از اتمام عملیات پرینت، محققان می توانند واشرها را به راحتی حذف کنند.

به گفته Yong Chen، این روش می تواند پسماند های پرینت سه بعدی را حدود ۳۵ درصد کاهش دهد که این امر به نوبه خود می تواند تأثیر قابل توجهی در کاهش هزینه ساخت قطعه خصوصاً در زمان استفاده از مواد پرینت سه بعدی گران داشته باشد.

Yong Chen در این باره توضیح داد: “من با پزشکانی کار می کنم که از مواد زیستی برای ساختن بافت ها یا اندام ها استفاده می کنند. اکثر این مواد بسیار گران هستند، ما در مورد بطری های کوچکی صحبت می کنیم که قیمت هر کدام بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار است. برای پرینتر های استانداردFDM ، هزینه مواد برای هر کیلوگرم تقریباً ۵۰ دلار است، اما برای پرینت سه بعدی زیستی، قیمت هر گرم تقریباً ۵۰ دلار است. بنابراین اگر بتوانیم ۳۰٪ در موادی که برای چاپ ساختار های پشتیبانی مورد استفاده قرار می گیرند صرفه جویی کنیم، هزینه هایی پرینت سه بعدی برای اهداف زیست پزشکی به میزان زیادی کاهش می یابد. “

همچنین Yong Chen در مورد کاهش زمان پرینت سه بعدی افزود: “هنگامی که شما اشکال پیچیده ای را چاپ می کنید، نیمی از زمان صرف ساخت قطعات مورد نیاز شما و نیمی دیگر صرف ساخت ساختارهای پشتیبانی می شود. بنابراین با استفاده از این سیستم، ما ساختار های پشتیبانی را نمی سازیم، که این امر زمان چاپ را حدود ۴۰ درصدکاهش می دهد. “

در گذشته پروژه های مشابهی در این زمینه انجام شده است که در آن سیستم ها متکی به موتورهای مستقل می باشد که طبیعتاً منجر به افزایش هزینه ها و انرژی مصرفی می شود. با ۱۰۰ پایه متحرک متصل به موتورهای ۱۰ دلاری و ۲۵ برد برای کنترل چیزی در حدود ۱۰۰ موتور، قیمت دستگاه به راحتی بیش از ۱۰ هزار دلار است.

محققان در حال بررسی روش هایی هستند که بتوان این تکنیک را برای چاپگرهای سه بعدی دیگر شامل پرینتر های بزرگ و همچنین سایر فناوری ها به کار برد.

Yong Chen افزود: “انسان ها در حال ساخت پرینتر های FDM برای بدنه اتومبیل های بزرگ و کشتی ها و همچنین محصولات مصرفی مانند مبلمان هستند. همانطور که تصور می کنید زمان ساخت این محصولات بسیار طولانی است، ما درباره یک روز کامل صحبت می کنیم. بنابراین اگر بتوانید نیمی از آن را کاهش دهید، زمان تولید شما می تواند به نصف روز کاهش یابد. استفاده از روش ما می تواند مزایای زیادی برای این نوع پرینت سه بعدی داشته باشد. “

منبع: https://3dprint.com//

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.