آموزش

LEARNING

 آموزش

پرینت سه بعدی چیست؟

پرینت سه بعدی به فرآیندی گفته می شود که در آن با افزودن لایه ای مواد، از مدل دیجیتال به قطعه سه بعدی می رسیم. به این صورت که مدل دیجیتال توسط نرم افزار به لایه های انباشته روی هم تبدیل می شود و فرایند ساخت با افزودن مواد مصرفی جهت ساخت هر لایه و انباشتن لایه ها به روی یکدیگر انجام می شود. به همین دلیل اصطلاح دیگری که برای این تکنولوژی بکار برده می شود.

تاریخچه ای از پرینت سه بعدی

مفاهیم اولیه پرینت سه بعدی اولین بار در نوشته های نویسنده کتاب های علمی تخیلی آقای آرتور کلارک در سال ۱۹۶۴ میلادی آمده است. اولین پرینتر سه بعدی در سال ۱۹۸۷ توسط آقای چاک هال در شرکت 3D Systems ساخته شده که از تکنولوژی SLA استفاده میکرد.

همچنین در دهه ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ میلادی، تکنولوژی ها دیگر پرینت سه بعدی اختراع و ارائه شد از جمله کمپانی 3D Systems  در حوضه SLS و کمپانی Stratasys در حوضه FDM، تا اینکه در سال ۲۰۰۹، کمیته ASTM  بیانیه ای صادر کرد که در آن، پرینت سه بعدی یا تکنولوژی ساخت افزایشی را به عنوان یک تکنولوژی ساخت به رسمیت شناخت. در همین سال، پتنت های مربوط به تکنولوژی FDM منقضی شد و اولین پیرینتر سه بعدی ارزان و رومیزی جهان توسط RepRap project روانه بازار شد. دستگاهی که قبل تر به قیمت ۲۰۰,۰۰۰ دلار به فروش میرسید، پس از آن به قیمت های کمتر از ۲۰۰۰ دلار در بازار موجود بود.

از سال ۲۰۰۹ به بعد، بازار پرینترهای سه بعدی رشد بسیار چشمگیری پیدا کرد به طوری که طبق آمار کمپانی wholers، بیش از یک میلیون پرینتر سه بعدی در سطح جهان در سال های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۷ فروخته شده است.

فرایند پرینت سه بعدی از یک مدل دیجیتالی سه بعدی آغاز میشود. این مدل سه بعدی توسط نرم افزار پرینتر به لایه های نازک دو بعدی تبدیل می شود که در نهایت این لایه های به دستوراتی به زبان ماشین (G-code) ترجمه می شود و برای اجرا به کنترلر دستگاه فرستاده می شود. از این مرحله به بعد، نحوه کارکرد دستگاه به نوع تکنولوژی آن متفاوت است. به طور مثال پرینترهای FDM با ذوب کردن پلاستیک (رشته ی فیلامنت) و تزریق آن توسط نازل دستگاه، فرایند لایه نشانی بر روی بستر ساخت را انجام می دهند یا پرینترهای صنعتی SLA توسط لیزر، پودر فلزات را ذوب یا سینتر (همجوشی) می کنند و طبق روال گفته شده قطعه سه بعدی را می سازند.

تکنولوژی های ساخت افزایشی

Fused Deposition Modelling (FDM)

ماده مصرفی، ذوب می شود و توسط نازل، بر روی بستر ساخت تزریق می گردد تا عملیات لایه‌ نشانی صورت پذیرد .

Stereolithography & Digital Light Processing (SLA & DLP)

مواد حساس به نور UV در محفظه اي توسط نوري UV سنتز شده و بر اثر همجوشي با يكديگر ، ساختار لايه لايه قطعه نهايي را تشكيل مي دهند .

Selective Laser Sintering (SLS)

یک منبع پر انرژی(لیزر) به صورت انتخابی، ذرات پودر را تحت فرایند همجوشی قرار می‌دهد و از چسبندگی ذرات پودر در ساختار لایه ای قطعه نهایی شکل می گیرد .

Material Jetting (PolyJet)

ذرات ریز ماده به صورت انتخابی ته نشین شده و به هم میچسبند .

Binder Jetting

یک مایع عملگر به صورت چسب، ذرات پودری را به صورت انتخابی به یکدیگر می چسبند و قطعه نهایی را می سازد .

Direct Energy Deposition (LENS, LBMD)

یک منبع پر انرژی، ذرات ماده در حال ته نشینی را تحت فرآیند همجوشی قرار می دهد و قطعه نهایی را می سازد .

Sheet Lamination (LOM, UAM)

مواد به صورت لایه های ورقه ای انباشته، بریده شده و روی هم چسبانده می شوند .

پرینت سه بعدی چیست؟

پرینت سه بعدی به فرآیندی گفته می شود که در آن با افزودن لایه ای مواد، از مدل دیجیتال به قطعه سه بعدی می رسیم. به این صورت که مدل دیجیتال توسط نرم افزار به لایه های انباشته روی هم تبدیل می شود و فرایند ساخت با افزودن مواد مصرفی جهت ساخت هر لایه و انباشتن لایه ها به روی یکدیگر انجام می شود. به همین دلیل اصطلاح دیگری که برای این تکنولوژی بکار برده می شود.

تاریخچه ای از پرینت سه بعدی

مفاهیم اولیه پرینت سه بعدی اولین بار در نوشته های نویسنده کتاب های علمی علمی تخیلی آقای آرتور کلارک در سال ۱۹۶۴ میلادی آمده است. اولین پرینتر سه بعدی در سال ۱۹۸۷ توسط آقای چاک هال در شرکت 3ِD Systems  ساخته شده که از تکنولوژی SLA استفاده میکرد.

همچنین در دهه ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ میلادی، تکنولوژی ها دیگر پرینت سه بعدی اختراع و ارائه شد از جمله کمپانی 3D Systems  در حوظه SLS و کمپانی Stratasys در حوظه FDM، تا اینکه در سال ۲۰۰۹، کمیته ASTM بیانیه ای صادر کرد که در آن، پرینت سه بعدی یا تکنولوژی ساخت افزایشی را به عنوان یک تکنولوژی ساخت به رسمیت شناخت. در همین سال، پتنت های مربوط به تکنولوژی FDM منقضی شد و اولین پیرینتر سه بعدی ارزان و رومیزی جهان توسط RepRap project روانه بازار شد. دستگاهی که قبل تر به قیمت ۲۰۰,۰۰۰ دلار به فروش میرسید، پس از آن به قیمت های کمتر از ۲۰۰۰ دلار در بازار موجود بود.

از سال ۲۰۰۹ به بعد، بازار پرینترهای سه بعدی رشد بسیار چشمگیری پیدا کرد به طوری که طبق آمار کمپانی wholers، بیش از یک میلیون پرینتر سه بعدی در سطح جهان در سال های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۷ فروخته شده است.

فرایند پرینت سه بعدی از یک مدل دیجیتالی سه بعدی آغاز میشود. این مدل سه بعدی توسط نرم افزار پرینتر به لایه های نازک دو بعدی تبدیل می شود که در نهایت این لایه های به دستوراتی به زبان ماشین (G-code) ترجمه می شود و برای اجرا به کنترلر دستگاه فرستاده می شود. از این مرحله به بعد، نحوه کارکرد دستگاه به نوع تکنولوژی آن متفاوت است. به طور مثال پرینترهای FDM با ذوب کردن پلاستیک (رشته ی فیلامنت) و تزریق آن توسط نازل دستگاه، فرایند لایه نشانی بر روی بستر ساخت را انجام می دهند یا پرینترهای صنعتی SLA توسط لیزر، پودر فلزات را ذوب یا سینتر (همجوشی) می کنند و طبق روال گفته شده قطعه سه بعدی را می سازند.

تکنولوژی های ساخت افزایشی

Fused Deposition Modelling (FDM)

ماده مصرفی، ذوب می شود و توسط نازل، بر روی بستر ساخت تزریق می گردد تا عملیات لایه‌ نشانی صورت پذیرد.

Stereolithography & Digital Light Processing (SLA & DLP)

مواد حساس به نور UV در محفظه اي توسط نوري UV سنتز شده و بر اثر همجوشي با يكديگر ، ساختار لايه لايه قطعه نهايي را تشكيل مي دهند.

Selective Laser Sintering (SLS)

یک منبع پر انرژی(لیزر) به صورت انتخابی، ذرات پودر را تحت فرایند همجوشی قرار می‌دهد و از چسبندگی ذرات پودر در ساختار لایه ای قطعه نهایی شکل می گیرد.

Material Jetting (PolyJet)

ذرات ریز ماده به صورت انتخابی ته نشین شده و به هم میچسبند.

Binder Jetting

یک مایع عملگر به صورت چسب، ذرات پودری را به صورت انتخابی به یکدیگر می چسبند و قطعه نهایی را می سازد.

Direct Energy Deposition (LENS, LBMD)

یک منبع پر انرژی، ذرات ماده در حال ته نشینی را تحت فرآیند همجوشی قرار می دهد و قطعه نهایی را می سازد.

Sheet Lamination (LOM, UAM)

مواد به صورت لایه های ورقه ای انباشته، بریده شده و روی هم چسبانده می شوند.