کاربرد پرینتر سه بعدی FDM چیست؟

کاربرد پرینتر FDM چیست؟ آیا می دانستید که پرینتر  FDM انواع مختلفی دارد و هر کدام مزیت و معایبی دارند ؟ با ما باشید تا در این مقاله به معرفی هر کدام بپردازیم و همچنین بررسی و تحلیل کنیم.

پرینتر سه بعدی در طول سال ها به سرعت و به طور چشم گیری تکامل یافته است و مدل های مختلفی از پرینتر سه بعدی ساخته شده اند. اتفاقی که در سال ۱۹۸۰ با ساخت اولین پرینتر شروع شده و تا به امروز ادامه پیدا کرده است.

پرینترهای سه بعدی انواع مختلفی دارند و یکی از محبوب ترین آن ها مدل fdm است.

Fdm مخفف کلمه ( fused deposition modeling ) است که به مفهوم ساخت مدل از طریق ذوب مواد است. تکنولوژی پرینتر سه بعدی fdm با ذوب مواد مصرفی که اصطلاحا فیلامنت گفته می شود، باعث ساخت لایه به لایه قطعات پرینت سه بعدی شده و با توجه به وجود یک فن در کنار اکسترودر پرینتر سه بعدی و نازل دستگاه بعد از ساخت هر لایه، خشک شده و لایه بعدی بر روی لایه قبل شکل می گیرد.

پرینتر fdm خود شامل تقسیم بندی های متفاوتی می باشد که هر کدام با توجه به شکل ساخت اسم گذاری می شوند.

در این مقاله ما تمام تقسیم بندی های این تکنولوژی که شامل ۴ تقسیم بندی اصلی و در کل ۷ نوع مدل fdm است را بررسی می‌کنیم .که عبارت اند از:

قبل از بررسى اين ٧ پرینتر FDM باید وجه تمایز این پرینتر ها را مشخص کرد.

در واقع جنبه های زیادی دارند که برای متمایز کردن پرینتر ها در نظر می گیرند. ولی دو مورد اصلی آن سیستم مختصات عملیاتی و ماهیت مکانیکی و شکل ساخت است.

در دسته بندی سیستم مختصاتی تمام مدل های پرینتر FDM زیر مجموعه سیستم دكارتى هستند به غير از پرینتر های polar (قطبی)

به غیر از پرینتر های سه بعدی قطبی ، پرینتر های دلتا و اسکارا را نیز  می توان به صورت جداگانه و منحصر به فرد در نظر گرفت چرا که شکل مکانیک ساخت آن ها منحصر به فرد است.

پرینتر دلتا از سه بازوی هماهنگ کننده استفاده می کند و پرینتر اسکارا خود یک بازوی رباتی است.

سایر پرینتر های مدل دکارتی که محبوبیت بیشتری هم شاید داشته باشند، با قاب هایی به صورت مستطیل یا مربع و ریل های خطی مشخص می شوند. این پرینتر ها شامل کارتیزان ، Core XY، H-bot و belt می باشند.

این سیستم تقسیم بندی پرینتر ها، دلیلی است برای اینکه چرا اصطلاح دکارتی بیشتر برای توصیف هر پرینتر مدل Cartesian بدون نام مشخص استفاده می شود.

با توجه به توضیحات بالا وتقسیم بندی انجام شده ، هر کدام از این ۷ نوع پرینتر FDM، را به صورت جداگانه بررسی می کنیم.

جهت مشاهده و تهیه انواع مدل های مختلف پرینتر سه بعدی کلیک کنید

1_ پرینتر سه بعدی Cartesian

اولین پرینتری که بررسی خواهیم کرد پرینتر های کارتیزان هستند. چرا که یکی از محبوب ترین و ارزان ترین مدل پرینتر fdm هستند و شاید بیشترین فروش در بین پرینتر های سه بعدی را داشته باشند.

پرینتر های کارتیزان اجزا را به صورت خطی در محورهای X وY و همچنین Z حرکت می دهند و در فضای سه بعدی پرینت می کنند .

اکسترودر بر روی محور X قرار می گیرد و در هر مرحله به اندازه یک لایه همراه با محور X در راستای محور Z رو به بالا حرکت می کند تا لایه بعدی شکل گیرد.

در این سبک پرینتر میز دستگاه در راستای محور Y حرکت می کند . بدین صورت قطعه کار در هر لایه با حرکت اکسترودر در راستای محور X و میز کار در راستای محور Y شکل می گیرد .

وجه تمایز پرینتر کارتیزانی 

از نظر فنی ، پرینتر های سه بعدی کارتیزانی از مختصات دکارتی برای تعیین موقعیت پرینت استفاده می کنند. بر عکس پرینتر هایی مانند Polar که از سیستم قطبی استفاده می کنند.

علاوه بر این که در این نوع سیستم میز کار در پایین پرینتر قرار داده شده و در جای خود ثابت است و فقط در راستای محور Y حرکت می کند.

مزیت پرینتر کارتیزانی

• قیمت مناسب و ارزان
• سبک و قابل حمل
• روش ساخت آسان و بدون پیچیدگی
• ارتقا و تعمیر آسان

معایب پرینتر کارتیزانی

• سرعت پایین چاپ
• ارتفاع چاپ محدود
• برای قطعات بزرگ مناسب نیست

جهت ثبت نام و تهیه دوره متخصص پرینتر سه بعدی کلیک کنید

2_ پرینتر سه بعدی Delta

همانطور که گفته شد پرینترهای سه بعدی دلتا از روش متفاوتی برای ساخت استفاده می کنند و به نوعی منحصر به فرد است.

پرینتر های سه بعدی Delta به وسیله ی سه بازو ( و شاید بیشتر ) متصل به ریل های عمودی کار می کنند.

اکسترودر در دستگاه به وسیله اتصالات لوله به انتهای هر بازو متصل می شود و بازوها با هم به صورت همزمان کار می کنند تا موقعییت اکسترودر را برای پرینت تنظیم کنند.

حرکت هماهنگ بازوهای پرینتر دلتا، ارتفاع اکسترودر (با محور Z ) و موقعیت محورهای X وY را نسبت به میز پرینت کنترل می کنند.

وجه تمایز پرینتر سه بعدی دلتا

پرینتر های سه بعدی دلتا از نظر مکانیکی بسیار متفاوت هستند با پرینترهای دکارتی چرا که اکسترودر دستگاه دلتا بر عکس پرینترهای دکارتی که بر روی محور های ثابت کنترل می شوند، این پرینترها توسط بازوهای متحرک کنترل می‌شوند.

مزیت پرینتر سه بعدی دلتا

• سرعت نسبتا بالای پرینتر
• کیفیت پرینت بالا
• برای ساخت قطعات با ارتفاع زیاد بسیار مناسب است

معایب پرینتر سه بعدی دلتا

• تعمیر یا ارتقا این پرینتر ها دشوار است
• حجم ساخت (برعکس ارتفاع ) معمولا کوچک هستند

3_ پرینتر سه بعدی SCARA

پرینترهای سه بعدی SCARA نوع پیچیده ای از پرینتر fdm است، که از فناوری بازوی ربات انتخابی برای عملکرد استفاده می کنند.

شکل کار این پرینتر نیز مانند پرینترهای قبلی از سیستم دکارتی برای تعیین موقعیت اکسترودر استفاده می کنند، ولی به دلیل تنظیمات مکانیکی منحصر به فردشان دسته بندی خاص خود را دارند.

پرینترهای سه بعدی اسکار دارای یک هد هستند که به یک بازوی رباتیک متصل است. این بازو توسط دو موتور تغذیه می شود. اکسترودر توسط همین دو موتور در راستای محور X وY حرکت می کند.

یک موتور دیگر نیز برای حرکت کل سیستم در راستای محور Z حرکت می دهد که در اصل همان ضخامت لایه های پرینت است.

وجه تمایز پرینتر سه بعدی SCARA

تفاوت اصلی پرینتر های SCARA در مقایسه با سایر پرینتر های FDM در سیستم منحصر به فرد خود در کنترل اکسترودر در صفحه X و Y است.

عموما پرینترهای سه بعدی از سیستم استانداردتری برای کنترل محورها استفاهده می کنند.

مانند : شفت ، تسمه و…..

مزیت پرینتر سه بعدی SCARA

به دلیل سرعت بالا برای قطعات تیراژ مناسب است

معایب پرینتر سه بعدی SCARA

• دقت نسبتا کم
• مبهم و کار کرد سخت

4_پرینتر سه بعدی H-BOT

پرینتر های سه بعدی H-BOT رویکرد متفاوتی برای طراحی پرینترهای مستطیلی را ایجاد کردند. سبک کار این پرینتر نیز به صورت دکارتی است.

پرینترهای H-BOT از تسمه برای حرکت اکسترودر استفاده می کنند. به طور معمول اکسترودر بر روی محور X کنترل شده و به وسیله تسمه دیگری در راستای محور Y حرکت کنند.

محور X نیز همراه با میز دستگاه به ازای هر لایه به سمت پایین حرکت می کند.

وجه تمایز پرینتر سه بعدی H-BOT

پرینترهای H-BOT اغلب با پرینترهای core xy اشتباه گرفته می شوند. اگر چه بسیار شبیه به هم هستند، تفاوت اصلی آن ها درشکل Belt است.

از بالای پرینتر که نگاه کنید پرینتر های H-BOT شبیه به H هستند. در صورتی که پرینترهای Core XY، بیشتر شبیه به A می باشد.

 مزیت پرینتر سه بعدی H-BOT

• فضای پرینت بزرگ
• قطعات ساخت نسبتا بزرگ
• ارتعاشات خیلی کم

 معایب پرینتر سه بعدی H-BOT

• نسبتا گران است
• اندازه بزرگ دستگاه

5_ پرینتر سه بعدی Core XY

اولین پرینت مدل Core XY در سال ٢٠١٣ به بازار معرفى شد. اين بدان معناست كه پرینتر  Core XY، جزو پرینترهای جدیدی می باشد.

همانطور که گفته شد بسیار شبیه به H-BOT است و در دسته بندی دکارتی قرار می گیرد ولی از یک نوع سیستم حرکت هوشمند استفاده می کنند.

حرکت محورها توسط تسمه و قرقره می باشد و میز دستگاه در صفحه XY  قرار دارد و با حرکت محور Z در هر لایه به پایین می آید.

این پرینترها از دو استپر موتور برای محور Z استفاده می کنند. پرینترهای Core XY معمولا مکعبی هستند تا محور ها را در جای خود قرار دهند.

همچنین بخوانید : آموزش پرینتر سه بعدی

وجه تمایز پرینتر Core XY

تفاوت پرینتر Core XY نسبت به H-BOT در این است که سیستم تسمه در Core XY متفاوت است و امکان گشتاور کمتر و حتی ارتعاشات کمتری را فراهم می کند.

همچنین نسبت به پرینترهای دیگر، هر دو دستگاه با سایر پرینتر های دکارتی متفاوت هستند زیرا از تسمه و قرقره (Polly ) برای حرکت دادن اکسترودر روی دو محور X وY به طور همزمان استفاده می کنند.

مزيت پرینتر  Core XY

• فضای بزرگ پرینت در راستای X وY
• نسبتا سبک
• ارتعاشات کم نسبت به H-BOT
• دقت نسبتا بالا

معایب پرینتر سه بعدی Core XY

• قیمت نسبتا گران
• نیاز به برد کنترل قدرتمند
• احتمال خرابی قطعات پرینت بالاتر است

6_ پرینتر سه بعدی BELT یا تردمیلی

پرینترهای سه بعدی مدل BELT جدید ترین پرینترهای دکارتی هستند.

این پرینترها قادر به تولید قطعات بسیار بزرگ هستند عموما از این قطعات برای ساخت قطعات تیراژ استفاده می شود.

با توجه به اکسترودر پرینت، اکثر پرینترهای تردمیلی یا BELT مدلی از پرینتر های Core XY هستند که یکی از لبه های بالایی آن ها به سمت پایین متمایل است.

همچنین به جای استفاده از میزهای پرینت که در سایر پرینترها استفاده می شود از نوار نقاله استفاده می کنند. که در محورهای ترکیب Z و Y حركت مى كند.

این پرینتر همچنین می تواند یک قطعه با ابعاد بینهایت را پرینت بگیرد چرا که در راستای محور Y همانند تردمیل در حال گردش است. دراین پرینترها محور Z به صورت زاویه دار و معمولا ۴۵ قرار دارد.

وجه تمایز پرینتر سه بعدی مدل BELT

همانطور که گفته شد این پرینتر ها از خیلی جوانب با پرینتر های دیگر متفاوت هستند، محور Z آن ها زاویه دار و محور Y در حال چرخش مداوم هست که امکان ساخت قطعات با ابعاد بینهایت را می دهد.

مزایا پرینتر سه بعدی مدل BELT

• چاپ مداوم برای قطعات بزرگ و تیراژی
• جدا سازی قطعات پرینت بسیار ساده و به صورت اتوماتیک

معایب پرینتر سه بعدی مدل BELT

سرعت پرینت نسبتا کند

7_ پرینتر سه بعدی پولار (POLAR)

پرینتری کاملا متفاوت نسبت به پرینترهای دکارتی :

این پرینتر اولین بار در سال ۲۰۱۵ ساخته شد. برخلاف سایر پرینترهایی که تا الان بررسی کردیم ، پرینتر های سه بعدی قطبی از سیستم مختصات عملیاتی متفاوت استفاده می کنند و آن هم استفاده از سیستم مختصات قطبی است.

به این معنا که نقاط را بر روی یک شبکه دایره ای به جای مستطیل ترسیم می کند.

این پرینترها نیز فیلامنت را اکسترودر می کنند، اما هر پرینت معمولا به یک بازوی منحنی متصل است که می تواند به قسمت بیرون حرکت کند.

این پرینترهای سه بعدی معمولا از صفحه پرینت دایره ای چرخان استفاده می کنند و با همین حرکت چرخان، پرینت قطعه را لایه به لایه پرینت می کنند.

وجه تمایز پرینتر سه بعدی پولار

پرینترهای سه بعدی POLAR به دلیل استفاده از سیستم قطبی خلاف سایر پرینتر های FDM هستند. همچنین اکسترودر به یک بازو متصل است.

استفاده از میز چرخشی یکی دیگر از تفاوت های این پرینتر با سایر پرینترهای FDM است.

مزیت پرینتر سه بعدی پولار

• ارزان هستند
• تعداد موتور کمتری نیاز دارند لذا مصرف برق و همچنین صدای کمتری دارند

معایب پرینتر سه بعدی پولار

• کیفیت پرینت پایین
• سرعت کم

دسته بندی که در بالا مشاهده کردید یکی از مهمترین تقسیم بندی های پرینتر  fdm است و ممکن است پرینتر های بسیار دیگری نیز وجود داشته باشد.

بهترین شرکت جهت تهیه پرینتر  FDM با کیفیت تضمینی

شرکت آرلی با در اختیار داشتن پرینترهای حرفه ای آمریکایی و اروپایی آماده ارائه خدمات نمونه سازی سریع،طراحی صنعتی به همه صنایع نظامی ،پزشکی ،مهندسی و ….. با انواع متریال صنعتی می باشد.
هنر ما ساخت انواع پرینتر های fdm،dlp و sla به صورت پروژه ای برای صنعتگران است.