تکنولوژی FDM محبوب ترین متد پرینت سه بعدی

تکنولوژی FDM محبوب ترین متد پرینت سه بعدی

تکنولوژی FDM در دهه ۱۹۸۰ توسط اسکات کرامپ، موسس و رئیس شرکت استراتاسیس اختراع شد. (تاریخ پرینت سه بعدی) دیگر شرکت های پرینت سه بعدی  تکنولوژی های مشابه با اسامی متفاوت را از استراتاسیس اتخاذ کردند. همچنین یک شرکت در بروکلین به نام میکربات ( که توسط استراتاسیس خریداری شده است )، به تکنولوژی تقریبا یکسانی به نام FFF دست یافت.

روش های مختلفی برای پرینت سه بعدی وجود دارد ولی پر استفاده ترین نوع پرینت سه بعدی روش FDM است. پرینترهای نوع FDM از مواد اولیه ای به نام فیلامنت استفاده می­کنند که خاصیت ترموپلاستیک دارد به این معنی که در برابر حرارت حالت ارتجاعی پیدا کرده و به راحتی ذوب می­شود. این نوع پرینترها فیلامنت ذوب شده را به صورت لایه به لایه برای ساخت مدل سه بعدی مورد استفاده قرار می­دهند.

تکنولوژی FDM چگونه کار می­کند؟

اشیاء یا مدل­هایی که توسط تکنولوژی FDM ساخته می­شود ابتدا توسط نرم افزارهای طراحی سه بعدی (CAD) طراحی شده و نهایتاً فایل سه بعدی طرح مورد نظر در کامپیوتر ایجاد می­شود. ولی باید توجه داشت قبل از اینکه مدل مورد نظر پرینت شود، باید فایل نهایی ای تولید شود که پرینتر از آن پشتیبانی می­کند و این فایل معمولا با پسوند STL  یا OBJ است.

پرینترهای مبتنی بر تکنولوژی FDM از دو نوع فیلامنت استفاده می­کنند، یک فیلامنت که مدل نهایی را تشکیل می­دهد و یک فیلامنت که برای ساپورت گذاری استفاده می­شود. ساپورت به ستون هایی داربست مانند گفته می­شود که برای قسمتهایی به کار می­رود که در کف صفحه ی پرینت قرار ندارند برای مثال فرض کنید مدل مد نظر ما پیکر یک انسان باشد که دستانش را باز کرده است. در این حالت زیر دستان این مدل تا کف پرینتر خالی است. پس برای حل این مشکل، پرینتر از اولین لایه (لایه های پایین ) شروع به پرینت ستون هایی میکند که نهایتاً  قرار است دستان پیکر مورد نظر را نگه دارد تا به راحتی پرینت شود.

در طول پرینت، مواد اولیه (فیلامنت) به صورت رشته هایی سیم مانند است که وارد اکسترودر پرینتر سه بعدی شده و ذوب می­شود. در نوک اکسترودر یک نازل قرار دارد که وظیفه ی تزریق دقیق مواد ذوب شده روی مدل را دارد. هم نازل و هم کف پرینتر توسط کامپیوتر کنترل می­شود و این کامپیوتر شکل سه بعدی مورد پرینت را به سه محورX و Y و Z ترجمه می­کند.

در پرینتر­های معمول نازل در محورهای افقی حرکت کرده و مدل را روی کف پرینتر چاپ می­کند. این لایه­ی نازک از پلاستیک سریعاً پس از چاپ خشک و سخت شده و به لایه­ی زیرین خود میچسبد. پس از اتمام یک لایه  کف پرینتر یک پله به پایین می­رود تا لایه­ی بعدی روی آن چاپ شود.

زمان پرینت به اندازه شیئی که قرار است تولید شود بستگی دارد. اشکال کوچک و یا نازک و بلند با سرعت نسبتا خوبی پرینت میشوند ولی اشکال بزرگ با پیچیدگی های زیاد زمان زیادی برای پرینت نیاز دارند.

زمانی که مدل نهایی حاضر می­شود، اگر ساپورت های آن از نوع PVA باشد آن را در آب انداخته و اجازه می­دهند تا ساپورت ها در آب حل شود و فقط مدل باقی بماند ولی در صورت اینکه جنس ساپورت­ها از مواد ترمو پلاستیک باشد، بایستی ساپورت­ها را به صورت دستی از آن جدا کرد. مدل های خروجی را می­توان با روش های گوناگون نظیر سمباده زنی، رنگ کاری و یا سند بلاست پرداخت داد و ظاهر بهتر به آن بخشید.

تکنولوژی FDM به طور وسیعی توسط شرکت های اتومبیل سازی (بی ام دبلیو، هیوندای، لامبورگینی) و شرکت های تولید کالاهای مصرفی (بلک اند دکر، دایال، نستل) استفاده می­شود. این شرکت ها از تکنولوژی FDM برای پیشبرد محصولات خود و همچنین برای نمونه سازی اولیه استفاده می­کنند.

محبوب ترین فیلامنت مورد استفاده در ایران PLA میباشد. ولی از مواد دیگری نظیر ABS و Nylon و PVA و.. نیز می­توان استفاده کرد. در مطالب دیگر سایت مرکز پرینت سه بعدی تبریز به طور مفصل به معرفی انواع فیلامنت و مشخصات آنها خواهیم پرداخت.

مواد ترموپلاستیک میتوانند حرارت و مواد شیمیایی و فشار فیزیکی را تحمل کنند و این ویژگی آنها را به ماده ای ایده­آل برای پرینت نمونه اولیه قطعه هایی که قرار است فشار تحمل کنند تبدیل کرده است. و به دلیل کیفیت بالای تکنولوژی FDM مهندسین می­توانند از آن برای بررسی اندازه و فرم قطعه طراحی شده استفاده کنند.

در نهایت باید گفت با وجود اینکه از اختراع پرینترهای سه بعدی حدود ۴ دهه می­گذرد ولی هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می­گیرد. جالب اینکه در شهری مثل تبریز پرینتر های سه بعدی ابزاری ناشناخته محسوب می­شوند و جای خالی آن در صنعت و هنر احساس میشود.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *