پرینتر سه بعدی صنعتی یا پرینتر سه بعدی رومیزی FDM?
تکنولوژی پرینت سه بعدی FDM هم توسط پرینتر های سه بعدی ارزان قیمت خانگی و هم پرینتر های سه بعدی صنعتی استفاده می شود.
این مطلب به شما در انتخاب پرینتر سه بعدی مناسب برای کاربردتان کمک می کند.
بیشتر پرینتر های سه بعدی ارزان قیمت بر اساس تکنولوژی پرینت سه بعدی FDM کار می کنند. این پرینتر های سه بعدی مشابه پرینتر سه بعدی صنعتی هستند، هردوی این پرینترها بر اساس اکسترود مواد اولیه مثل پلاستیک PLA کار کنند و با افزودن لایه به لایه مواد از طریق یک نازل حجم قطعه را می سازند. با این حال پرینتر سه بعدی صنعتی FDM قابلیت های متفاوت با پرینتر سه بعدی رومیزی FDM دارد.
این بخش به تفاوت های اصلی بین یک پرینتر سه بعدی رومیزی و پرینتر سه بعدی صنعتی می پردازد و به شما در انتخاب تکنولوژی مناسب کمک می کند.
پرینتر سه بعدی صنعتی FDM پلتفرم ساخت بسیار بزرگی دارد و امکان تولید محصولات در تعداد را فراهم می کند.(تصویر پرینتر سه بعدی Stratasys)
جدول زیر تفاوت های اصلی یک پرینتر FDM رومیزی و یک پرینتر سه بعدی صنعتی FDM را با یکدیگر مقایسه می کند.
| متغیر | FDM صنعتی | FDM رومیزی |
| دقت | ± ۰.۱۵% (کمترین مقدار ± ۰.۲ mm) | ± ۱% (کمترین مقدار: ± ۱.۰ mm) |
| ضخامت لایه معمول | ۰.۱۸ – ۰.۵ mm | ۰.۱۰ – ۰.۲۵ mm |
| کمترین ضخامت دیواره | ۱ mm | ۰.۸ – ۱ mm |
| بزرگترین ابعاد قابل ساخت | بزرگ (e.g. 900 x 600 x 900 mm) | متوسط (e.g. 200 x 200 x 200 mm) |
| مواد اولیه پر استفاده | ABS, PC, ULTEM | PLA, ABS, PETG |
| متریال ساپورت | انحلال پذیر | مشابه قطعه |
| قابلیت تولید | پایین/متوسط | پایین |
| هزینه خرید پرینتر سه بعدی | $۵۰۰۰۰+ | $۵۰۰ – $۵۰۰۰ |
به طور کلی میزان خطا و دقت قطعه وابسته به کالیبراسیون پرینتر سه بعدی و پیچیدگی مدل سه بعدی است.
معمولا پرینتر سه بعدی صنعتی FDM قطعات را دقیق تر از یک پرینتر سه بعدی خانگی می سازد، متغیرهای پروسه پرینت – مثل دمای نازل ، ضخامت لایه و… – در پرینتر سه بعدی صنعتی دقیق تر کنترل می شود.
دستگاه های پرینتر سه بعدی صنعتی، پیش از شروع هر پرینت الگوریتم های کالیبراسیون خودکار را اجرا می کنند، این پرینتر های سه بعدی دارای محفظه گرم یا Heated Chamber هستند که اثرات منفی خنک شدن سریع پلاستیک ذوب شده (مانند تاب برداشتن) را کاهش می دهد و قابلیت پرینت سه بعدی در دماهای بالاتر از حد معمول را فراهم می کند.
بیشتر پرینتر های سه بعدی صنعتی می توانند با دو نازل کار کنند. یکی از نازل ها می تواند وظیفه ساخت سازه ساپورت با یک متریال قابل انحلال در آب (مثل PVA) را به عهده گرفته و نازل دیگر قطعه را با متریال اصلی تولید می کند.
استفاده از ساپورت های انحلال پذیر پرینت سه بعدی قطعات پیچیده تر را ساده کرده و موجب بالا رفتن کیفیت سطوح ساپورت خورده می شود. در مقابل، پرینتر های سه بعدی خانگی FDM پرچم دار هم به تازگی بخشی از این قابلیت ها (مثل کالیبراسیون اتوماتیک، محفظه گرم، استفاده از دو نازل و…) را در خود جای داده اند.
یک پرینتر سه بعدی FDM خانگی که به خوبی کالیبره شده باشد می تواند قطعات را با دقت ابعادی نسبتا بالایی (حدود ۰.۵ میلیمتر) پرینت سه بعدی کند. کوچکترین جزئیات قابل ساخت با FDM های رومیزی حدود ۱ میلیمتر است، این مقدار در پرینتر سه بعدی صنعتی FDM هم تغییر زیادی نمی کند.
این دقت برای بیشتر کاربردها مناسب است. بیشتر مواد اولیه ای که در پرینت سه بعدی FDM استفاده می شوند قابلیت ماشین کاری دقیق پس از پرینت را دارند. ماشین کاری پس از پرینت برای قطعاتی که نیاز به جزئیات دقیق کوچکتر از یک میلیمتر دارند ضروری است.
پرینتر سه بعدی FDM رومیزی ، مناسب برای نمونه سازی سریع، به صرفه و بدون دردسر ( پرینتر سه بعدی Ultimaker)
پر استفاده ترین متریال در پرینتر سه بعدی FDM پلاستیک PLA است.پرینت سه بعدی پلاستیک PLA ساده است و می تواند قطعات را با دقت بالا تولید کند. اگر قطعه نیاز به تحمل حرارت بالاتر و دوام بیشتری داشته باشد معمولا از پلاستیک ABS استفاده می شود.
پلاستیک ABS – به خاطرانقباض بالا – بیشتر مستعد تاب برداشتن است. پرینت سه بعدی با پلاستیک ABS برای قطعاتی که هندسه های خاصی مثل سطوح بلند دارند زیاد توصیه نمی شود. برای پایین آوردن احتمال خطا در پرینت سه بعدی با پلاستیک ABS بهتر است از پرینتر های سه بعدی دارای محفظه گرما – Heat Chamber – استفاده کرد.
ماده اولیه دیگری که به تازگی به یک پلاستیک پر استفاده در پرینت سه بعدی FDM تبدیل شده است، پلاستیک PETG است، این متریال با وجود خواص بسیار شبیه به ABS به سادگی قابل پرینت است.
این سه متریال برای بیشتر نمونه سازی هایی که با پرینت سه بعدی FDM انجام می شوند مناسب هستند و حتی با مقداری پست پروسس و عملیات پس از ساخت می توانند برای تولید محصول نهایی با تیراژ پایین استفاده شوند.
دستگاه های پرینتر سه بعدی صنعتی FDM معمولا از مواد اولیه مهندسی (مثل پلاستیک ABS ، پلی کربنات -PC- یا Ultem) استفاده می کنند. این مواد اولیه می توانند برای رسیدن به خواص مکانیکی مورد نیاز با افزودنی های مختلفی ترکیب شوند. با ترکیب این افزودنی ها می توان به خواصی مانند مقاومت بالا در برابر ضربه، مقاومت گرمایی، مقاومت شیمیایی و مواد اولیه زیست سازگار(Biocompatible) رسید.
برخی مواد اولیه ای که در پرینتر سه بعدی صنعتی FDM استفاده می شوند به قطعه خواصی مشابه قطعات تزریق پلاستیک می دهند و در بسیاری موارد می توانند برای ساخت محصول نهایی استفاده شوند.
مقاومت گرمایی بالای برخی از این مواد اولیه امکان استفاده از آنها برای ساخت قالب های تزریق پلاستیک تیراژ پایین را فراهم می کند.
یک تفاوت اساسی بین پرینتر سه بعدی صنعتی و رومیزی هزینه خرید و استفاده از آنها است. محبوبیت و گسترش پرینتر های سه بعدی رومیزی در جهان هزینه خرید و نگهداری از یک پرینتر سه بعدی FDM را تا حد زیادی پایین آورده است و به طبع مواد مصرفی پرینتر سه بعدی FDM به راحتی با هزینه های بسیار پایین در دسترس هزینه مواد مصرفی این پرینترها هم بسیار پایین آمده و به راحتی قابل تهیه هستند.
گنجایش تولید یک پرینتر سه بعدی صنعتی FDM بالاتر از یک پرینتر سه بعدی رومیزی FDM است به این معنی که یک سفارش تعداد بالا و یا بزرگ را با سرعت بیشتری از یک پرینتر رومیزی می تواند تولید کند.
یک پرینتر سه بعدی صنعتی پلتفرم ساخت بزرگتری دارد و می تواند قطعات بزرگ را یک تکه پرینت کرده. پلتفرم ساخت بزرگ امکان ساخت چندین مدل سه بعدی به طور همزمان را هم فراهم می کند که پرینترهای سه بعدی صنعتی را به دستگاه های مناسبی برای تولید محصولات تیراژ پایین تا متوسط تبدیل می کند.
پرینتر سه بعدی صنعتی مخصوص تکرارپذیری و اطمینان بالا طراحی شده است. پرینترهای سه بعدی صنعتی می توانند یک قطعه را بارها بدون خطا تولید کنند در حالی که پرینترهای سه بعدی خانگی نیاز به کالیبراسیون و نظارت دائم دارند.
یک خط تولید با پرینترهای سه بعدی صنعتی FDM (تصویر متعلق به شرکت Stratasys است.)
پرینت سه بعدی FDM یکی از محبوب ترین تکنولوژی های پرینت سه بعدی است، پرینتر سه بعدی FDM می تواند قطعات را با کیفیت بالا از مواد اولیه بادوامی تولید کند که خواص مکانیکی آنها در طول زمان تغییر چندانی نمی کند.
دقت ابعادی و تولرانس پرینترهای سه بعدی صنعتی و خانگی FDM برای بیشتر کارهای نمونه سازی ، مدل سازی یا حتی تولید محصول با تیراژ پایین مناسب است.
کوچکترین جزئیات قابل ساخت با پرینتر سه بعدی FDM ارتباط مستقیمی با قطر نازل و ضخامت لایه پرینتر دارد.
سیستم اکسترود لایه به لایه FDM ساخت جزئیات کوچکتر از ضخامت لایه را – در محور Z – غیرممکن می کند(ضخامت لایه معمول ۰.۱ تا ۰.۲ میلیمتر است.).
ضخامت لایه به نسبت بالای این تکنولوژی می تواند باعث ایجاد پدیده پلکانی رو قطعه شود به این معنی که سطوح منحنی از نزدیک به صورت پلکانی دیده می شوند.
جزئیات مسطح (در صفحه XY) نمی توانند کوچکتر از قطر نازل باشند. قطر نازل پرینتر سه بعدی FDM معمولا حدود ۰.۴ میلیمتر است اما می تواند تا ۰.۱ میلیمتر هم پایین بیاید، اما ضخامت دیواره های همواره باید حداقل ۲ تا ۳ برابر قطر نازل(۰.۸ تا ۱.۲ میلیمتر) باشند.
اگر قطعه نیاز به سطوح نرم و صاف و جزئیات دقیق داشته باشد حتما پس از پرینت سه بعدی باید عملیات پولیش ، پرداخت و پست پروسس روی قطعه انجام شود.(ماشین کاری ، سند بلاست و…) یا ممکن است استفاده از یک تکنولوژی پرینت سه بعدی دقیق تر (مثل SLA یا SLS) منطقی تر باشد.
منبع: 3DHUBSاگر این بخش را کامل نخواندید:
- پرینتر سه بعدی صنعتی FDM برای این موارد مناسب است:
_نمونه سازی قطعاتی که لازم است تولرانس و خطای ابعادی آنها کمتر از ۱میلیمتر باشد.
_ساخت قطعه با مواد اولیه مهندسی که ویژگی های خاصی به قطعه می دهند(مثل مقاومت گرمایی و شیمیایی بالا).
_پرینت سه بعدی یک تکه قطعات بزرگ(بزرگتر از ۲۵*۲۵*۲۵ سانتیمتر).
- پرینترهای سه بعدی صنعتی بهترین نوع پرینترهای سه بعدی FDM هستند اما در مقابل هزینه های آنها بالاتر است.
- پرینتر سه بعدی خانگی FDM برای نمونه سازی و تولید با تیراژ پایین مناسب است. این پرینترها در زمان کوتاهی می توانند با طیف گسترده ای از مواد اولیه قطعه را تولید کنند. تولرانس ۱% این پرینترهای سه بعدی برای بیشتر نمونه سازی های فرم و فیت مناسب است.
- برای قطعاتی که جزئیات ظریف دارند استفاده از یک پرینتر سه بعدی دقیق تر (مثل SLA یا SLS ) توصیه می شود.
