فناوری FDM
این روش یکی از روش های نمونه سازی سریع و پرینت سه بعدی است که در آن برای تولید قطعه از اکسترود کردن فیلامنت هایی از پلیمر و یا موم به قطر حدودی ۷۵/۱ (یا 2.85 یا اندازه های دیگر بسته به کاربرد) میلیمتر استفاده می شود. این اکسترودر بر روی یک میزCNC سه بعدی قرار دارد که در جهت x و y و z حرکت می کند (ممکن است بر اساس نوع میز کار CNC حرکت ها متفاوت باشد مثلا در بعضی دستگاه ها، میز در جهت Z حرکت می کند و اکسترودر در راستای X و Y) و پلیمر ذوب شده در داخل اکسترودر را، بر روی قطعه می نشاند و بعد از تمام شدن یک لایه به اندازه یک ضخامت لایه به سمت بالا حرکت می کند. فیلامنت پلیمری در این روش در ابتدا بر روی یک قرقره قرار دارد و در طول ساخت قطعه توسط دو رولر اکسترودر کشیده می شود و در آن تا دمایی بالاتر از دمای ذوب گرم می شود (که این دما به نوع ماده بستگی دارد) و هنگامی که بر روی قطعه سرد شده قبلی می نشیند در مدت زمان ۱/۰ ثانیه منجمد می شود. شمایی از فرآیند FDM در شکل زیر نشان داده شده است.
در تصویر بالا به صورت شماتیک روش پرینت سه بعدی FDM را نشان می دهد و می توان مفهوم ساپورت را در آن مشاهده کرد.
مزایا فناوری FDM
۱) ارزان قیمت بودن دستگاه ها و مواد آن
۲) توان تولید قطعات بزرگ بدون هدر رفت مقدار زیادی از مواد
۳) بعضی از ماشین های FDM به صورت بزرگ و در مقیاس صنعتی دارای کاربرد های صنعتی هستند
4) امکان تولید قطعات به صورت توخالی و دارای ساختار لانه زنبوری در داخل آن که باعث کاهش مصرف مواد و کاهش وزن قطعات می شود. (تصویر لانه زنبوری اینفیل اضافه شود)
معایب فناوری FDM
۱) نیاز به ساپورت
۲) دقت ابعادی و صافی سطح نسبتا پایین تر
۳) خواص مکانیکی کم در راستای Z
پرینتر های FDM شرکت آیدیزاین به سه دسته تقسیم می‌شوند
جدول زیر نیز رنگ ها و متریال مختلف مورد استفاده در پرینتر با فناوری FDM است.
فناوری SLS
فناوری پرینت سه بعدی SLS یک سیستم پودری- لیزری است که در آن برای تولید قطعات سه بعدی از انرژی لیزر برای جوش دادن ذرات پودر به یکدیگر استفاده می شود. این فناوری برای ساخت قطعات نهایی کاربردی از پلیمر های صنعتی مانند پلی آمید به کار گرفته می شود.
شماتیک نحوه پرینت ، پرینتر سه بعدی SLS
مزایا فناوری SLS (با متریال پلی آمید 12)
۱) امکان تولید قطعات کاربردی و عملیاتی
۲) استحکام و ضربه پذیری بالای قطعات
۳) پایداری حرارتی و شیمیایی بالا
۵) قابلیت ماشینکاری و پولیش و رنگ
۶) عدم نیاز به ساپورت برای تولید قطعات و توانایی تولید هندسه های پیچیده
فناوری SLA
این روش نخستین روش ابداع شده در حوزه ی پرینت سه بعدی می باشد که در سال ۱۹۸۸ میلادی توسط شرکتSYSTEMS 3D امریکا بر اساس اختراع آقای چارلز هال (Charles Hull) معرفی گردید. در این روش از رزین فوتوپلیمر برای تولید قطعات استفاده می شود که آن را به صورت انتخابی توسط لیزری با طول موج خاص سفت (Cure) می کنند. قطعات تولید شده به این روش دارای دقت ابعادی خیلی خوب و صافی سطح بالا هستند و برای کاربرد نمونه سازی عالی می باشند. ضعف اصلی این روش شکنندگی قطعات تولید شده می باشد که کاربرد نهایی قطعات را دشوار می کند.
شماتیک نحوه پرینت ، پرینتر سه بعدی SLA
مزایا فناوری SLA
۱) دقت ابعادی خوب
2) صافی سطح خوب قطعات
3) امکان تولید قطعات شفاف
معایب فناوری SLA
۱) نیاز به تولید ساپورت برای گرفتن زیر قطعه تولید شده
۲) به دلیل شکنندگی متریال رزینی معمولا از قطعات روش SLA نمی توان به عنوان قطعات نهایی استفاده کرد.
3) محدودیت متریال به ترموست های رزینی
مواد پرینت سه بعدی
این هرم دسته بندی مواد پلیمری پرینتر سه بعدی را نشان می‌دهد . سمت راست پلیمر های کریستالی هستند و سمت چپ پلیمر های آمورف. همچنین طبقات بالایی هرم پلیمر های با خواص بالاتر هستند و طبقات پایین تر پلیمر های معمولی تر …
مواد قابل ارائه در خدمات پرینت سه بعدی آیدیزاین
| PLA | ABS | HIPS | TPU | PVA | Castable | Resin Grey | PA12 | Resin Clear | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Density | 1.17 – 1.24 g/cm3 at 21.5°c | 1.12 g/cm3 at 21.5°c | 1.20 – 1.24 g/cm3 at 21.5°c | – | 0.93 g/cm3 | – | |||
| Glass Transition Temperature | 61°c | 101°c | – | – | – | – | |||
| Vicat Sofening Temperature | 63°c | 104°c | – | – | 163°c | – | |||
| Melting Temperature | 150°c | 220°c | – | – | 172-182°c | – | |||
| Young’s Modulus X-Y | 2600 ± 300 Mpa | 2174 ± 285 Mpa | 9.4 ± 0.3 Mpa | 3000 Mpa | – | 3000 Mpa کوچکتر و مساوی | |||
| Tensile Strength X-Y | 45 ± 1 Mpa | 33.3 ± 0.8 Mpa | 29.0 ± 2.8 Mpa | 60 Mpa | 48 Mpa | – | |||
| Elongation at break | 2 ± 0.2 % | 2.7 ± 0.4 % | 330.1 ± 14.9 % | – | 24 % | – | |||
| Decomposition Temperature | – | دمای کمتر از ۳۸۰ | – | – | – | – | |||
| Shore Harness | – | – | ~95 A | 86 Scale M | – | – | |||
| Flexural Strength | – | – | – | – | 58 Mpa | 50 Mpa کوچکتر و مساوی | |||
| Rockwell Hardness | – | – | – | 49 Scale M | – | – | |||
| Izod Notched Impact | – | – | – | 25 J/m | – | – | |||
| Charpy Impact Strength | – | – | – | – | 53 KJ/m2 | ||||
| Total Fracture Work | – | – | – | – | – | 25 g/m2 کوچکتر و مساوی | |||
| Maximum Stress intesity factor | – | – | – | – | – | 11 Mpa*m/2 | |||
| HDT at 0.45 Mpa | – | – | – | 49°c | – | – | |||
| HDT at 1.82 Mpa | – | – | – | 47°c | – | – | |||
| Ash Content | – | – | – | 0.26 % بزرگتر از | – | – | |||
| Tg | – | – | – | 56.5°c | – |
بزرگترین ابعاد قابل پرینت قطعات به صورت یکپارچه
بیشترین مقدار اندازه یک قطعه که در پرینتر سه بعدی می تواند پرینت شود که برای هر نوع فناوری و ماده متفاوت است.
امکان پرینت قطعات با ابعاد بزرگتر از اعداد فوق ممکن است میسر باشد برای این منظور با شرکت تماس (لینک به صفحه تماس با ما) حاصل فرمایید.
ویژگی فایل های پرینتر سه بعدی
نکات طراحی
هشدار : در صورت عدم رعایت نکات طراحی که ممکن است منجر به خرابی قطعه پرینت شده شود مسئولیت آن به عهده مشتری می باشد
مانند همه روش های تولید، فناوری های پرینت سه بعدی نیز دارای محدودیت هایی می باشند و این محدودیت ها باید در هنگام طراحی فایل سه بعدی لحاظ شوند. مثلا رزولوشن دستگاه های پرینتر سه بعدی مختلف برای ایجاد دیواره های نازک دارای محدودیت است و مثلا ضخامت های بسیار ریز با این روش ها قابل تولید نیستند.
این محدودیت ها باعث به وجود آمدن قواعدی برای طراحی قطعات متناسب برای پرینتر سه بعدی می شود که اصطلاحا به آنها Design Guide گفته می شود. لازم است تا طراحان قبل از اقدام به طراحی برای پرینت سه بعدی به این موضوع توجه داشته باشند.
این قواعد طراحی به صورت خلاصه در جدول زیر آورده شده اند:
فرمت های مناسب برای فایل های ارسالی (فرمت های قابل قبول با عکس نشان داده شود مانند عکس های مقاله سفارش پرینت سه بعدی)
فرمت های فایل های سه بعدی بسیار متنوع می باشند و نرم افزار های طراحی سه بعدی در حوزه های مختلفی مانند مهندسی مکانیک، مهندسی عمران، معماری، انیمیشن، طراحی صنعتی و …. فرمت های خاصی برای فایل های سه بعدی دارند. همه این فرمت ها برای پرینت سه بعدی باید به یکی از سه فرمت استاندارد پرینت سه بعدی تبدیل شوند و این خروجی توسط اکثر نرم افزار ها گرفته می شود.
فایل های ارسالی شما برای خدمات پرینت سه بعدی شرکت آیدیزاین باید به یکی از فرمت های STL or OBJ or STP/STEP باشد
هشدار : اگر فایل ارسالی شما برای پرینتر سه بعدی دارای مشکلات رایج اعلام شده باشد و کارشناس ما به آن پی ببرد زمان اتمام سفارش شما طولانی تر و قیمت دهی قبلی شما اشتباه خواهد بود و در صورت پی نبردن کارشناس ما مسوئلیت خرابی فایل پرینتر سه بعدی به عهده مشتری است .
دقت ابعادی قطعات پرینت شده
تلرانس ابعادی قطعه بعد از پرینت برای انواع فناوری ها متفاوت است در جدول زیر به آنها پرداخته ایم
منظور از L فاصله هر دو نقطه در قطعه است. مثلا اگر دو نقطه در یک قطعه ۲۰۰ میلیمتر باشد در روش FDM تا ۰/۸ میلیمتر می‌تواند خطا داشته باشد
لازم به ذکر است، در 90% مواقع دقت ابعادی بهتر از اعداد ذکر شده در جدول می باشد. اعداد جدول فوق به معنای دقت تضمینی آیدیزاین بوده و در صورتی که دقت های فوق در قطعه پرینت شده رعایت نشده باشد مسئولیت این مشکل توسط آیدیزاین تقبل می شود.
تنظیمات پیشرفته
این قسمت مخصوص پرینت با فناوری FDM است با توجه به جدول زیر می توانید تنظیمات دلخواه خود را انتخاب کنید.
*رزولوشن بالا فقط با ضخامت لایه 100 µm قابل انجام است
نمونه کار ها با تنظیمات مختلف
تراکم
دیوار دور
رزولوشن
پس پردازش ( Post Processing)
بخش پس پردازش شرکت آیدیزاین خدمات مختلفی را به شما ارائه می کند که شامل 3 نوع می شود
۱) پولیش ۲) رنگ ۳) آب بندی
شما می توانید برای سفارش پرینت سه بعدی خود این خدمات را نیز سفارش دهید اما این نکته را در نظر داشته باشید با انتخاب گزینه رنگ کردن گزینه انجام پولیش برای سفارش شما نیز ثبت خواهد شد.
هشدار : دقت ابعادی و یا فیچر های ریز و گوشه های تیز قطعه بعد از پولیش تحت تاثیر قرار می‌گیرد
متریال هایی که خدمات بالا را دارند عبارتند از :
