نقد و بررسی پرینترهای سه بعدی و تکنولوژی های نمونه سازی سریع

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

چهار مزیت پرینت سه بعدی ماکت و استفاده از مدل های پرینت سه بعدی برای معماران :
هنگامی که مدل های معماری پرینت سه بعدی می شود، دقت مدل سازی مجازی سه بعدی  را با قابلیت ترسیم یک جسم فیزیکی ترکیب می کنید. معماران برای ایجاد مدل های مقیاس عمدتا از چوب یا فوم استفاده می کنند، اما بیشتر چاپ سه بعدی جدیدترین طرح های خود را در بر می گیرند. بها ین فکر کنیدکه چرا معماران به انقلاب پرینت سه بعدی می پیوندند!

۱- مشتریان شما می توانند طرح های معماری شما را بهتر تجسم کنند.

یک شیء پرینت سه بعدی باعث می شود طراحی شما ملموس باشد. بنابراین یک مدل مقیاس دقیق از پروژه نهایی می تواند یک روش ارزشمند برای برقراری ارتباط ایده طراحی شما با همکاران یا مهم تر از آن مشتریان شما باشد. یک مدل معماری پرینت سه بعدی شده، از حدس و ماهیت نظری نقشه ها و طرح های فنی استفاده می کند.

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

۲- زمان صرف شده برای ایجاد مدل های مقیاس معماری را کاهش میدهد

با یک پرینتر سه بعدی می توانید طراحی خود را به پایان رسانید و در عین حال زمان خود را که برای ساختن یک مدل سه بعدی صرف می شود ذخیره کنید. هنگامی که یک دستور برای پرینت سه بعدی قرار می دهید، می توانید کار دیگری بر روی دیگر کارها انجام دهید -پرینتر سه بعدی کار خود را مستقل انجام می دهد. پرینت سه بعدی به ویژه زمانی مفید است که اگر طراحی شما از عناصر طراحی پیچیده (مانند سطوح دو پیچ یا نمایشی پیچیده) ساخته شده باشد. اگر از خدمات چاپ آنلاین آنلاین مانند ۳DFAST  استفاده کنید ، حتی نباید نگران تمیز کردن و پردازش های بعد از پرینت مدل خود باشید.

یکی دیگر  صرفه جویی  شگفت انگیز در زمان: پس از اعمال قوانین طراحیسه بعدی ضروری، شما حتی می توانید نسخه هایسه بعدی موجود در برنامه هایی مانند SketchUp را چاپ کنید. بدون اینکه نیاز به ایجاد فایل چاپی سه بعدی خود از اول باشید .

وقت طلاست. بنابراین صرفه جویی در ساعات کار در نهایت به معنی صرفه جویی در هزینه است.

۳-مدل ها با کیفیت بالا و مواد مختلف پرینت می شوند .

در حالی که چاپهای سه بعدی به نظر میرسد، پیکسل و خشن هستند. چاپگرهای حرفه ای سه بعدی در حال حاضر مدل های معماری با سطح بسیار بالایی از جزئیات و سطوح بسیار صاف چاپ می کنند. علاوه بر این، شما می توانید از طیف گسترده ای از مواد را انتخاب کنید. پلی آمید (پلاستیک نایلون)  محبوب ترین مواد در میان معماران است. طراحان مقیاس اغلب با prime Gray می روند. اگر شما نیاز به عناصر رنگی دارید و نمیخواهید مدل Polyamide یا Prime Gray خود را با دست بکشید، Multicolor بهترین گزینه شماست. و شما حتی می توانید عناصر شفاف (رزین شفاف) یا قطعات فلزی (فولاد، برنج، و غیره) را به مدل خود اضافه کنید.

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

 

 

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

مزیت پرینت سه بعدی ماکت

 

۴- مدل های سه بعدی معماری را به راحتی ویرایش، استفاده مجدد و دوباره چاپ کنید

پرینت سه بعدی به شما اجازه می دهد تا با مدل های خود انعطاف پذیر تر باشید. اگر مشتری درخواست تغییر کند، می توانید به سادگی فایل را ویرایش کنید، آن را با همکاران خود به اشتراک بگذارید و مجددا ازجسم را پرینت کنید. اگر شما به یک مدل مقیاس دوم نیاز دارید، می توانید به سادگی آن را دوباره چاپ کنید. این زیبایی مدل سازی سه بعدی و پرینت سه بعدی است  شما همیشه در کنترل کامل هستید.

 

مزیت پرینت سه بعدی

مزیت پرینت سه بعدی

 

 

 

 

شیوه های مختلف پرینت سه بعدی ماکت های معماری

ماکت سازی ارزان قیمت می توانند در فازهای مختلف طراحی برای امتحان الترناتیوهای مختلف طراحی استفاده شوند.

اگر جزئیات ماکت  شما بالاست، در ساخت ماکت استفاده از یک پرینتر سه بعدی قابل اطمینان و باکیفیت برای رسیدن به کیفیت قابل قبول اهمیت بالایی دارد.

ماکت سازی

ماکت سازی

بزرگترین ابعاد قابل ساخت پرینترهای سه بعدی برای ساخت ماکت های معماری بزرگ مقیاس ضروری است.

پیشنهاد ما برای این نوع ماکت های مقرون به صرفه تکنولوژی پرینت سه بعدی FFF یا FDM است. این تکنولوژی کاملا مناسب پرینت سه بعدی ماکت های معماری است و با وجود محدودیت هایی که دارد – تک رنگ بودن و نیاز به سازه ساپورت – برای ساخت بیشتر ماکت های معماری تکنولوژی ایده آلی است. این پرینترهای سه بعدی از فیلامنت های پلاستیک برای ساخت ماکت استفاده می کنند.

ماکت سازی

ماکت سازی

پرینت سه بعدی ماکت های معماری واقع گرایانه

تکنولوژی های پرینت سه بعدی برای ساخت مدل های معماری نزدیک به واقعیت نیز استفاده می شوند.

این ماکت ها برای ارایه نهایی پروژه های معماری به کار می روند. این ماکت های پرینت سه بعدی نمونه هایی کاملا مشابه نتیجه نهایی اما در مقیاس کوچکتر هستند.

ماکت های معماری واقع گرایانه برای نمایش ساختمان نهایی کاربرد زیادی دارند، می توانند برای ارایه به کارفرما و یا برای نمایش نتیجه ساخت به خریداران احتمالی استفاده شوند. ساخت این مدل ها با پرینترهای سه بعدی ویژه ای صورت می گیرد که از کیفیت بالا و قابلیت های خاصی برخوردار هستند:

_کیفیت بالا برای ساخت جزئیات

_تنوع در مواد اولیه قابل استفاده

_قابلیت چاپ سه بعدی رنگی

تکنولوژی های پرینت سه بعدی پایه رزین مانند DLP ، SLA و Polyjet بالاترین کیفیت را برای ساخت این نوع مدل ها فراهم می کنند.  معمولا تکنولوژی SLA برای این مدل ها استفاده می شود.

پرینتر سه بعدی SLA

 

ماکت هایی که با تکنولوژی SLA ساخته می شوند نیاز به پست پروسس دستی دارند، این تکنولوژی تک رنگ است و اگر می خواهید مدل رنگی ارایه دهید باید به صورت دستی آن را رنگ کنید.

ماکت سازی

ماکت سازی

اگر از پرینترهای سه بعدی تمام رنگی استفاده  کنید، نیاز به این پردازش دستی از بین می رود و کل پروسه می تواند به صورت دیجیتال انجام شود.

پرینترهای Binderjet می توانند ماکت معماری شما را با جزئیات حجمی و رنگی بالا تولید کنند و محصول کاملا آماده ارایه را به شما تحویل دهند.

پرینت سه بعدی ماکت

پرینت سه بعدی ماکت

این تکنولوژی با پودر سنگ ماسه کار می کند و یک تکنولوژی ایده آل برای ارایه پروژه های معماری به خریداران نهایی است. این پرینترها حتی می توانند رنگ محوطه، گیاهان و بافت نمای ساختمان را مشابه واقعیت تولید کنند.

پرینت سه بعدی ماکت

پرینت سه بعدی ماکت

پرینت سه بعدی FDM چیست و چه ویژگی هایی دارد ؟

در این مقدمه ای برای پرینت سه بعدی FDM ما اصول اساسی این روند را پوشش می دهیم که برای طراحان و مهندسان مفید است. پس از خواندن این مقاله شما می دانید که چگونه از FDM به طور موثر در برنامه های خود استفاده کنید

FDM چیست؟

پرینت سه بعدی FDM

پرینت سه بعدی FDM

پرینت سه بعدی FDM یک فرایند تولید افزودنی است که متعلق به خانواده اکستروژن است.در FDM، یک شی از طریق انتخابی رسوب مواد مذاب در یک مسیر از پیش تعیین شده به صورت لایه لایه ساخته می شود . مواد مورد استفاده پلیمرهای ترموپلاستیک هستند و در یک فرم رشته آی هستند .

FDM تکنولوژی چاپ سه بعدی است که به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد: این بزرگترین پایه نصب چاپگرهای سه بعدی در سطح جهان است و اغلب اولین تکنولوژی هایی است که افراد در معرض آن قرار دارند.

در این مقاله، اصول اساسی و جنبه های کلیدی فناوری ارائه شده است.طراح باید در هنگام طراحی یک بخش با FDM، قابلیت ها و محدودیت های تکنولوژی را در نظر بگیرد، زیرا این امر به او در رسیدن به بهترین نتیجه کمک می کند.

پرینت سه بعدی FDM

پرینت سه بعدی FDM

FDM چگونه کار می کند؟

در اینجا توضیح می دهیم که چگونه پرینت سه بعدی FDM کار می کند:

یک رول از فیلامنت ترموپلاستیک اولین بار در چاپگر بارگذاری می شود.هنگامی که نازل به دمای مورد نظر رسید، فیلامنت به سر اکستروژن و نازل که در آن ذوب می شود تغذیه می شود.سر اکستروژن به یک سیستم ۳ محوره متصل شده است که اجازه حرکت در جهت X، Y و Z را می دهد.مواد ذوب شده در رشته های نازک اکسترود شده و در لایه های بتنی در مکان های پیشین قرار می گیرند، جایی که سرد و خنک می شوند. گاهی اوقات خنک کننده مواد از طریق استفاده از فن های خنک کننده به سر اکستروژن متصل می شود.

برای پر کردن یک منطقه، چند گذر مورد نیاز است (مثل رنگ آمیزی یک مستطیل با نشانگر). هنگامی که یک لایه به پایان رسید، پلت فرم ساخت حرکت می کند (یا در سایر تنظیمات ماشین، سر اکستروژن حرکت می کند) و یک لایه جدید ساخته می شود. این روند تا زمانیکه بخش کامل شود تکرار می شود.

 

ویژگی های پرینت سه بعدی FDM:

پرینت سه بعدی FDM

پرینت سه بعدی FDM

پارامترهای پرینتر :

بیشتر سیستم های FDM اجازه تنظیم چند پارامتر فرآیند، از جمله دمای هر دو نازل و پلت فرم ساخت، سرعت ساخت، ارتفاع لایه و سرعت فن خنک کنندهرا می دهد. این معمولا توسط اپراتور تعیین می شود.

از منظر طراح مهم است که اندازه و ارتفاع لایه را ایجاد کنید:

اندازه ساخت موجود برای یک پرینتر سه بعدی رومیزی معمولا ۲۰۰ × ۲۰۰ × ۲۰۰ میلی متر است، در حالی که برای دستگاه های صنعتی این می تواند ۱۰۰۰ × ۱۰۰۰ × ۱۰۰۰ میلی متر باشد.اگر یک رایانه رومیزی ترجیح داده شود (به عنوان مثال برای کاهش هزینه) یک مدل بزرگ را می توان به قطعات کوچکتر تقسیم کرد و سپس آن را مونتاژ کرد.ارتفاع لایه معمولی مورد استفاده در FDM بین ۵۰ تا ۴۰۰ میکرون متغیر است و می توان با قرار دادن سفارش مشخص کرد. یک لایه کوچکتر تولید قطعات نرمتر را انجام می دهد و هندسه های منحنی را دقیق تر می کند، در حالی که ارتفاع بزرگتر قطعات را سریعتر و ارزان تر تولید می کند.ارتفاع لایه ای ۲۰۰ میکرون بیشترین کاربرد را دارد.

جمع شدگی(Warping) :

جمع شدن یکی از شایع ترین نقص در FDM است. هنگامی که مواد اکسترود شده در طی خنک شدن سرد می شوند، ابعاد آن کاهش می یابد.به عنوان بخش های مختلف چاپ سرد با نرخ های مختلف، ابعاد آنها نیز با سرعت های مختلف تغییر می کنند.خنک کننده ایجاد پیچ و تاب می شود. همانطور که در شکل زیر دیده می شود. از دیدگاه تکنولوژی، نظارت دقیق تر بر روی دمای سیستم FDM ممکن است مانع این مشکل شود.

انتخاب طراح همچنین می تواند احتمال warping را کاهش دهد:

  • مساحتهای مسطح بزرگ (به یک جعبه مستطیلی فکر کنید) بیشتر در معرض انحراف هستند و باید از آنها اجتناب شود.
  • مواد مختلف حساس به warping هستند: ABS به طور کلی نسبت به warping نسبت به PLA یا PETG ، به دلیل دمای بالای انتقال شیشه و نسبت ضریب انبساط حرارتی نسبتا بالا حساس تر است.

 

 

پرینت سه بعدی FDM

پرینت سه بعدی FDM

 

چسبندگی لایه ها :

چسبندگی خوب بین لایه های رسوب شده برای بخش FDM بسیار مهم است. هنگامی که ترموپلاستیک ریخته گری از طریق نازل اکسترود شده است، در برابر لایه قبلی فشار داده می شود. دمای بالا و فشار دوباره ٍٍٍٍ، از لایه قبلی را ذوب می کند و اتصال لایه جدید را با بخش های قبلی چاپ می کند.

استحکام باند بین لایه های مختلف همیشه کمتر از استحکام پایه مواد است.

این به این معنی است که قطعات FDM ذاتا بی نظیر هستند: قدرت آنها در محور Z همیشه کمتر از قدرت آنها در سطح XY است. به همین دلیل، هنگام طراحی قطعات برای FDM مهم است که جهت گیری ذهن  را در نظر بگیرید.

 

سازه ی ساپورت :

ساختار پشتیبانی برای ایجاد geomentries با overhangs در FDM ضروری است. ترموپلاستی ذوب نمی تواند در هوای نازک سپرده شود.به همین دلیل، برخی هندسه ها نیاز به ساپورت دارند .سطوح چاپ شده بر روی ساپورت ها معمولا کیفیت پایین تر نسبت به بقیه بخش را دارند. به همین دلیل، توصیه می شود که قسمت به طوری طراحی شده باشد که نیازبه ساپورت گذاری را به حداقل برساند.

پشتیبانی معمولا با همان مواد  چاپ می شود.مواد ساپورت هایی که در مایع حل می شوند نیز وجود دارد، اما آنها به طور عمده در پرینترهای رومیزیرده بالا  یا  پرینترهای صنعتی FDM استفاده می شوند.چاپ بر رویساپورت های قابل حل، به طور قابل ملاحظه ای سطح کولیت بخش را بهبود می بخشد، اما هزینه کلی یک چاپ را افزایش می دهد، زیرا ماشین متخصص (با اکستروژن دوگانه) مورد نیاز است و هزینه مواد قابل جدا شدن نسبتا بالا است.

مواد FDM معمولی:

یکی از نقاط قوت FDM طیف گسترده ای از مواد موجود است. این می تواند از ترموپلاستیک های کالایی (مانند PLA و ABS)، مواد مهندسی (مانند PA، TPU و PETG) و ترموپلاستیک های با کارایی بالا (مانند PEEK و PEI) باشد.

 

مواد مورد استفاده بر خواص مکانیکی و دقت بخش چاپ شده، و حتی قیمت آن نیز تاثیر می گذارد.

 

مزایا و محدودیت های FDM

مزایا و معایب کلیدی تکنولوژی در زیر خلاصه شده است:

  • FDM ارزان ترین روش ساخت قطعات و نمونه های ترموپلاستیک سفارشی است.
  • زمان ساخت FDM به علت قابلیت دسترسی بالای این تکنولوژی کوتاه است.
  • FDM دارای کمترین دقت ابعاد و رزولوشن نسبت به سایر تکنولوژی های چاپ سه بعدی است، بنابراین برای قطعات با جزئیات پیچیده مناسب نیست
  • قطعات FDM به احتمال زیاد دارای خطوط لایه قابل مشاهده هستند، بنابراین پس از پردازش نیاز به صافکردن دارند.
  • مکانیزم چسبندگی لایه قطعات FDM را ذاتا بی نظیر میسازد.

 

نکات مهم :

  1. FDM می تواند نمونه ها و اجزای عملکردی را سریع و با قیمت پایین از طیف وسیعی از مواد ترموپلاستی تولید کند.
  2. اندازه معمولی پرینتر سه بعدی FDM  رومیزی ۲۰۰ x 200 x 200 میلی متر است. ماشین آلات صنعتی دارای اندازه ساختاری بزرگتر هستند.
  3. FDM  برای اجزای مهم مکانیکی توصیه نمی شود.
  4. برای جلوگیری از پاره شدن، از مناطق مسطح بزرگ استفاده کنید و فیله ها را در گوشه های تیز اضافه کنید.

 

پرینت سه بعدی ماکت

مدل های معماری پرینت شده می‌توانند ظاهر تأثیرگذاری داشته باشند هم برای ماکت های مربوط به ساختمان و هم فضای شهری و خارج از ساختمان. پرینت سه بعدی ماکت و  یک مدل زیبا از یک ساختمان تأثیر قدرتمندی بر روی مخاطبان می‌گذارد و این اتفاق باعث شده تا پرینت سه بعدی ماکت به یک ابزار کاربردی برای شرکت های معماری تبدیل شود.

 

کاربردهای پرینت سه بعدی در ماکت‌ سازی و معماری

در حوزه ماکت سازی و معماری دو کاربرد عمده برای پرینت سه بعدی موجود است که عبارت اند از:
⦁ استفاده از پرینتر سه بعدی برای ساخت مدل‌ های معماری با هزینه کم برای بررسی مدل در طول پروسه تحقیق و طراحی
⦁ استفاده از پرینتر سه بعدی برای ساخت مدل ‌های معماری با جزئیات بالا و ظاهری جذاب که معمولا برای نمایش و تبلیغ طرح نهایی یک پروژه معماری استفاده می‌شود و کیفیت ظاهری بالایی دارد.

 

پرینت سه بعدی ماکت 1

پرینت سه بعدی ماکت ۱

بیشتر بخوانید