پرینتر سه بعدی فلزات چیست؟

همانطور که می دانید پرینتر سه بعدی برای ساخت قطعات از طریق فایل سه بعدی طراحی آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. این قطعات می توانند به عنوان نمونه سازی یا PROTOTYPING مورد استفاده قرار بگیرند، یا مستقیم در صنعت استفاده شوند.

مانند ساخت مجسمه که به عنوان یک اثر هنری شناخته می شود یا باکس های صنعتی که به تعداد محدود از آن ها مورد نیاز است. در این صورت شاید یکی از دسترس ترین راه ها استفاده از پرینتر سه بعدی باشد.

پرینتر سه بعدی تکنولوژی های متفاوتی دارد که هر کدام با یک نوع مواد مصرفی می توانند کار کنند. شاید معروف ترین نوع پرینترهای سه بعدی را بتوان تکنولوژی FDM دانست.

چرا که خروجی این پرینتر پلیمر ها هستند. و با توجه به مصرف بیشتر این متریال، سبب شده که پرینترهای سه بعدی FDM بیشترین میزان تولید را داشته باشند. البته سادگی در پرینت این تکنولوژی و فضای کم مورد نیاز جهت راه اندازی، از دیگر مزیت های این تکنولوژی از پرینتر سه بعدی است.

ولی در هر صورت تکنولوژی پرینت سه بعدی فقط به پلیمر ها محدود نمی شود و متریال های متنوعی را می توان با استفاده از پرینتر سه بعدی تولید نمود.

مانند قطعات رزینی، سرامیکی، شکلات و….. حتی پرینتر سه بعدی در ساخت خانه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از محبوب ترین متریال ها در پرینتر سه بعدی بعد از پلیمر ها را می توان فلز عنوان کرد.

قطعات فلزی در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به دقت و حجم قطعه فلزی، روش های متنوعی برای تولید قطعات فلزی مورد استفاده می گیرد. ولی شاید هزینه سنگین تولید قالب به ازای هر قطعه و یا ضایعات زیادی که در روش های تولید( مانند دستگاه های  CNC) وجود دارد، سبب تغییر در روش تولید کند که قطعاً یکی از بهترین روش های جایگزین تکنولوژی پرینتر سه بعدی خواهد بود.

همچنین بخوانید: تفاوت پرینتر سه بعدی و cnc

پرینتر سه بعدی باید مشکلات یا به عبارتی محدودیت های روش CNC را بر طرف كند. با این حساب بسیاری از قطعات را می توان با پرینتر سه بعدی تولید نمود.

معرفی انواع پرینتر سه بعدی فلزات

با چه نوع پرینتری می توان قطعات فلزی را پرینت نمود. در ادامه به بررسی این تکنولوژی خواهیم پرداخت:

پرینت سه بعدی فیلامنت فلز با پرینتر سه بعدی FDM

با وجود این که اساساً پرینتر FDM برای پرینت پلیمرها مورد استفاده قرار می گیرد ولی می توان به عنوان یک پرینتر سه بعدی فلزات نیز به این دستگاه اشاره کرد.

فیلامنت های مورد استفاده در تکنولوژی FDM تنوع زیادی دارند. برخی از این فیلامنت ها از ترکیب دو متریال به دست می آیند. فیلامنت فلز یا METAL از ترکیب پودر فلز با فیلامنت PLA یا ABS به دست می آید.

این پودر فلز می تواند برنج، برنز، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، مس و فلزات دیگر باشد. این فیلامنت علاوه بر این ‌که از نظر ظاهر شبیه به فلز است، بلکه خواص مورد نیاز فلز مانند چگالی بالاتر و مقاومت دمایی و شیمیایی فلز را نیز داراست.

همچنین بخوانید: پرینتر سه بعدی FDM

متناسب با شرکتی که این فیلامنت را تولید می کند درصد ترکیب متفاوتی از فلز با فیلامنت PLA یا ABS می توانید داشته باشید. هر چند که اغلب از ترکیب 50% پودر فلز و 50% PLA یا ABS استفاده می کنند ولی می توان برای افزایش خاصیت فلز ترکیب هایی مانند 80% پودر فلز و 20% فیلامنت PLA یا ABS را نیز استفاده کرد.

هر چند به دلیل استفاده از فیلامنت فلز کار پرینت دشوارتر خواهد شد و نازل دستگاه سریع تر از کار خواهد افتاد ولی قطعاً نسبت به تکنولوژی های دیگر در دسترسی تر و ارزان تر خواهد بود.

به دلیل این که پرینتر سه بعدی FDM با پلیمر پرینت می گیرد در مواقعی که نیاز به فلز خالص دلشته باشیم نمی توانیم از این تکنولوژی برای ساخت قطعات فلزی مخصوصاً قطعات دقیق استفاده کنیم. علاوه بر این که برای پرینت سه بعدی قطعات فلزی، تکنولوژی هایی مختص متریال فلز وجود دارند که در ادامه به این موارد اشاره خواهیم کرد.

پرینتر سه بعدی DMLS و SLM

پرینترهای سه بعدی DMLS و SLM هر دو برای ساخت قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرند و جز پرینتر سه بعدی فلزات شناخته شده اند. که تقریباً می توان گفت گه عملکرد نسبتاً یکسانی دارند. تنها تفاوت در روش SLM و DMLS در نحوه اتصال ذرات فلز به یگدیگر می باشد.

روش ساخت هر دو به این صورت است که پودر فلز که به صورت گرانول می باشد که توسط تابش لیزر ذوب شده و در اثر حرارت به یکدیگر متصل می شوند. که قطعاً میزان تابش و نحوه اتصال همانند سایر روش های پرینتر سه بعدی از طریق اطلاعاتی است که از طریق نرم افزار پرینتر سه بعدی به آن داده شده است.

همچنین بخوانید : تنوع پرینترهای سه بعدی موجود در ایران

در پرینتر سه بعدی SLM پودر فلز به صورت کامل ذوب شده و به هم متصل می شوند. در صورتی که در روش DMLS پودر فلز خالص نبوده و از متریال های متفاوت با نقطه ذوب مختلف تشکیل شده است که در سطح مولکولی در دمای بالا به هم جوش می خورند.

روش کار پرینترهای سه بعدی  SLM و DMLS بسیار شبیه به پرینتر SLS می باشد. با این تفاوت که از ذوب پودر فلز برای ساخت استفاده می شود.

برای این کار ابتدا صفحه میز با یک گاز نحیب که معمولاً گاز آرگون می باشد پر می شود. هدف این کار جلوگیری از زنگ زدگی پودر فلز می باشد. سپس میز پرینتر برای ساخت گرم می شود.

در مرحله بعد همانند روش SLS  یک لایه پودر فلز توسط تیغه ای بر روی سطح میز پخش می شود و یک لیزر در مقاطعی که دستورات پرینت داده شده حرکت کرده و باعث ذوب ذرات فلز می شود.

بعد از شکل گیری لایه اول میز کار به اندازه یک لایه پایین می آید و تیغه مجدد یک لایه از پودر فلز را بر روی میز پخش کرده تا لایه دوم شکل گیرد. این فرآیند تا اتمام پرینت قطعه فلزی ادامه می یابد.

تفاوت اصلی روش SLS با دو روش SLM و DMLS در ساپورت گذاری است. برخلاف روش SLS برای پرینت سه بعدی به روش SLM و DMLS نیاز به ساپورت گذاری می باشد. و قطعاً جنس ساپورت همانند قطعه اصلی است.

لذا بعد از اتمام پرینت قطعه فلزی بعد از رسیدن دما به دمای محیط، ابتدا پودرهای اضافه به کمک دست حذف می شوند. سپس برای جدا سازی قطعه کار از میز و حذف ساپورت نیاز به روش هایی نظیر ماشین کاری یا EDM می باشید. که به این عملیات، عملیات POST PRINTING می گویند.

با استفاده از تکنولوژی  SLM و DMLS شما قادر خواهید بود قطعات فلزی را با دقت بسیار خوبی پرینت بگیرید و نیازی به روش های هزینه بر نخواهید بود. البته برای ساخت قطعات فلزی تکنولوژی های دیگر پرینت سه بعدی نیز وجود دارد. مانند EBM( یا ذوب با پرتوی اکترونیکی) یا VAM( ساخت افزودنی فراصوت) که به دلیل کاربرد کمتر نسبت به دو روش فوق کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

همچنین بخوانید: مناسب ترین تراکم در پرینتر سه بعدی

مزیت و  معایب استفاده از  پرینتر سه بعدی برای ساخت قطعات فلزی

با توجه به موارد عنوان شده می توان از سه تکنولوژی برای ساخت قطعات فلزی استفاده کرد که هر کدام مزیت ها و معایبی دارند که با بررسی دقیق این موارد می توان روش مورد نظر را انتخاب کرد.

۱- قیمت

قطعاً ارزان ترین روش تولید، تکنولوژی FDM می باشد چه از لحاظ راه اندازی پرینتر سه بعدی و چه از لحاظ هزینه مواد مصرفی لذا در صورتی که قیمت اولیت اول شماست بهتر است پرینتر سه بعدی FDM را برای پرینت قطعات فلزی استفاده کنید.

۲- دقت

تکنولوژی SLM و DLMS به دلیل استفاده از لیزر دقت به مراتب بالاتری نسبت به روش FDM دارند. علاوه بر این که پلیمر به دلیل خاصیت SHRINKAGE که دارد خطایی مازاد بر خطای پرینت نیز دارد. لذا برای قطعات بسیار دقیق تکنولوژی SLM یا DMLD را می توانید انتخاب کنید. مانند ساخت چرخدنده های فلزی بسیار ریز.

۳- کیفیت

در پرینترهای سه بعدی SLM و DLMS از پودر فلز برای ساخت استفاده می شود که در پرینترهای FDM از ترکیب پودر فلز با فیلامنت PLA یا ABS برای تولید فیلامنت استفاده می شود. همین امر سبب می شود که خواص فیزیکی و شیمیایی قطعات تولید شده با دو روش صنعتی SLM و DMLS بالاتر از FDM باشد.

۴- کاربرد

با در اختیار داشتن پرینتر FDM شما می توانید علاوه بر ساخت قطعات فلزی، قطعات پلیمری را نیز پرینت بگیرید. به عبارتی دیگر می توان گفت با خرید یک دستگاه می توانید کارآیی دو دستگاه را در اختیار داشته باشید.

۵- اپراتوری

کار با پرینترهای FDM بسیار راحت تر از پرینترهای SLM و DMLS است. به طوری که در تکنولوژی FDM فایل را دریافت و استارت می کنید. در صورتی که در دو روش دیگر معمولاً فایل های آماده باید ویرایش شوند تا بتوانید برای پرینت سه بعدی از آن ها استفاده کنید. و مراحل POST PRINT بیشتری نسبت به روش FDM دارند.

با توجه به موارد بالا می توان گفت در صورتی که دقت و کیفیت خیلی بالایی از قطعات پرینت شده نیاز نداشته باشید می توانید از تکنولوژی FDM برای ساخت قطعات فلزی استفاده کنید. ولی در صورتی که قطعات شما صنعتی هستند انتخاب شما باید یکی از دو روش SLM یا DMLS باشد.

آرلی فروشنده انواع فیلامنت های پرینتر سه بعدی

شرکت آرلی فروشنده انواع فیلامنت و پرینترهای سه بعدی می باشد. شما می توانید جهت ارائه خدمات پرینتر سه بعدی و همچنین در خصوص خرید فیلامنت با شماره ۲۶۳۱۲۳۹۷-۰۲۱ تماس حاصل نمایید.