برای خرید پرینتر سه بعدی خانگی باید به چه نکاتی توجه کنیم؟

پرینتر سه بعدی برای همه

حدود یک دهه پیش، پرینترهای سه بعدی ابعاد بزرگی داشتند و ماشین های بزرگی به حساب می آمدند که فقط برای استفاده شرکت های بزرگ و کارخانه ها بود. پرینتر سه بعدی برای عموم ناشناخته بود و فقط اجتماعات کوچکی که مشغول ساخت این دستگاه یا استفاده از آن بودند نسبت به این تکنولوژی شناخت داشتند.

اما در حال حاضر اینگونه نیست و ما باید از RepRap متشکر باشیم، که با ایجاد یک جریان قوی متن باز و Open-source در صنعت پرینت سه بعدی این تکنولوژی بینظیر و کاربردی را از نظر اقتصادی به صرفه کرد و در اختیار طراحان، مهندسان، علاقه مندان به تکنولوژی، مدارس و حتی مشتریان و متقاضیان خرید پرینتر سه بعدی قرار داد.

اگر شما به تازگی در حال ورود به این صنعت هستید و قصد خرید پرینتر سه بعدی را دارید در ابتدا بسیار مهم است تا تفاوت های اصلی بین مدل های مختلف آن را بدانید و با آکاهی کامل از مدل ها و برندها گزینه مناسب خودتان را تهیه کنید. توجه داشته باشید که پرینترهای سه بعدی در سبک های مختلفی تولید شده اند و گاها برای بخش خاصی از مشتریان که قطعات مشخصی را پرینت می کنند به شکل خاصی طراحی شده اند.

اگر آماده یک اکشتاف عمیق در مورد تفاوت های اصلی بین پرینترهای سه بعدی هستید با ما همراه باشید.

شما می خواهید چه چیزی را پرینت سه بعدی کنید؟

یکی از اساسی ترین سوالات برای شروع یک تصمیم گیری درست در مرحله خرید پرینتر سه بعدی این است که شما با استفاده از این دستگاه میخواهید چه چیزی را پرینت کنید؟

آیا شما علاقه دارید که اسباب بازی یا لوازم منزلتان را با استفاده از پرینتر سه بعدی تولید کنید؟

یا اینکه به ابزارک ها ترند علاقمندید و میخواهید زودتر از همه آنها را داشته باشید؟

یا شاید در زمینه آموزش فعالیت می کنید و قصد دارید تا در کلاس، کتابخانه یا مرکز آموزشی خودتان یک دستگاه پرینتر سه بعدی نصب کنید؟

ممکن است از علاقه مندان به تکنولوژی و ساختن ابزاهای DIY باشید

یا یک مهندس یا معمار که برای پروژه ها و محصولاتش نیاز به مدل سازی سه بعدی اولیه دارید

یا شاید بخواهید به عنوان یک هنرمند خلاق از پتانسیل پرینترهای سه بعدی استفاده در ساخت و تولید اشیاء منحصر به فرد استفاده کنید

در هر صنعتی یا حرفه ای که باشید، پرینت سه بعدی برای شما راه حلی در نظر گرفته است. فقط باید با کمی دقت آن گزینه را با کمترین اتلاف هزینه پیدا کنید. پس به اولین قدم فکر کنید، چگونه می خواهید بعد از خرید پرینتر سه بعدی از آن استفاده کنید؟

به مثال های زیر توجه کنید، می توانید ببینید که هر بخش از جامعه با توجه به نیازهایش به چه نکاتی توجه می کند.

مثلا مصرف کنندگان و و مراکز آموزشی نیاز به مدل هایی دارند که بتوانند به راحتی با آن کار کنند و رابط کاربری مناسبی داشته باشد، نیاز به تعمیر و نگهداری پیچیده نباشد و کیفیت قطعه پرینت شده تا حد معقولی مناسب باشد. اما کسانی که هدفشان از خرید پرینت سه بعدی سرگرمی یا فعالیت هنری است نیازمند ویژگی های خاصتری هستند، مثلا پرینت سه بعدی چند رنگ، یا توانایی استفاده از چند نوع فیلامنت با ویژگی های متفاوت. این در حالی است که دیزاینرها و افراد متخصص و حرفه ای تر نیاز که کیفیت پرینت فوق العاده برای تولید قطعات با جزئیات بالا دارند. مراکز خدمات پرینت سه بعدی برای تولید سریع در حجم زیاد نیاز به پرینتر سه بعدی ای دارند که بستر پرینت بزرگی داشته باشد تا بتوانند چند قطعه را به صورت همزمان پرینت کنند. در مقابل افراد یا شرکت هایی که می خواهند ویژگی های خاص و عجیب پرینت سه بعدی را به مشتریان و یا دوستانشان نشان بدهند نیاز به یک دستگاه خوش قیافه با طراحی شکیل و همچنین مطمئن از نظر پروسه پرینت دارند تا بتوانند آن را در معرض عموم قرار بدهند.

قصد داریم در این نوشته نگاهی متمرکز داشته باشیم به پرینترهای سه بعدی خانگی که قیمتی زیر ۲۵ میلیون تومان دارند. به شما خواهیم گفت که باید برای خرید پرینتر سه بعدی خانگی به چه نکاتی توجه کنید و معمولا تفاوت پرینترها در چیست و چه ویژگی هایی موجب برتری می شوند.

پرینترهای خانگی در این رنج قیمت می توانند تمام مشتریانی که در بالا نام بردیم را راضی نگه دارند. با این قیمت پرینترهای سه بعدی FDM بهترین گزینه هستند. پرینترهایی که فیلامنت های پلاستیکی را ذوب می کنند و به صورت لایه به لایه روی هم قرار می دهند به این پرینت سه بعدی FDM یا FFF نیز می گویند که مخفف fused filament fabricaton است. جالب است بدانید FDM نام تجاری محصولات شرکت Stratsys است که در حال حاضر بسیار پرکاربرد است.
در کنار FDM شاید بتوان با این قیمت از تکنولوژی دیگری به نام stereolithography که به مخفف SLA می گوییم نیز استفاده کرد. SLA اولین تکنیکی بود که برای پرینت سه بعدی طراحی شد. در این تکنولوژی یک لیزر UV به رزین های مایعی تابیده می شود که نسبت به نور حساس هستند. این عمل باعث می شود تا بخشی از رزین سفت شود و قطعه مورد نظر تولید شود. اما مطمئنا نمی‌توان با قیمت پایین از پرینترهای سه بعدی فلز یا پرینترهای سه بعدی صنعتی استفاده کرد.

ابعاد قطعاتی که پرینت می کنید چقدر است؟

برای خرید پرینتر سه بعدی به ابعاد جعبه ساخت آن توجه کنید. این ابعاد باید متناسب قطعاتی که شما می خواهید تولید کنید باشد.

ابعاد جعبه ساخت بزرگترین طول، عرض و ارتفاعی است به صورت تئوری می تواند یک قطعه در آن قرار بگیرد. پرینترهای سه بعدی معمولا ابعادی برابر با ۱۵ الی ۳۰ سانتی متر مربع را پوشش می دهند. این در حالی است که پرینترهای بسیار کوچکتر نیز وجود دارند و البته پرینترهای چند متری نیز در بازار پیدا می شوند. نکته ای که وجود دارد این است که بیشتر پرینترهای سه بعدی جعبه ساخت مربعی ندارند و یکی از سه محور آنها بزرگتر از دیگران است.

برای پرینت قطعات خود می خواهید از چه متریال هایی استفاده کنید؟

بخش عظیمی از پرینترهای سه بعدی خانگی که با قیمت های مناسب در بازار عرضه می شوند از تکنولوژی FDM بهره می برند و مواد اولیه آنها به صورت فیلامنت های رشته ای از جنس پلاستیک در بازار موجود است. این رشته های پلاستیکی در دمای بالای نازل ذوب می شوند و به صورت لایه به لایه روی هم قرار می گیرند تا مدل نهایی به صورت سه بعدی ساخته شود. دو مورد از پرکاربردترین فیلامنت های موجود در بازار ABS و PLA هستند که به ترتیب مخفف acrylonitrile butadiene styrene و polylactic acid می باشند. این دو نمونه در برخی از ویژگی ها با هم تفاوت دارند. به عنوان مثال ABS در دمای بالاتری ذوب می شود و نسبت به PLA انعطاف پذیری بیشتری دارد اما در طول پروسه پرینت گازهای گلخانه ای تولید میکند و همچنین برای پرینت این متریال گرم بودن بستر پرینت ضروری است. این در حالی است که PLA بسیار راحت پرینت می شود و ظاهر قطعه نهایی نیز بهتر است اما در صورت خم شدن احتمال شکستگی بیشتر است.

از دیگر متریال های پرینت سه بعدی که تکنولوژی چاپ سه بعدی FDM از آنها استفاده می کند می توان به فیلامنت های ترکیبی استفاده کرد، کامپوزیت پلاستیکی که با چوب، برنز یا مس ترکیب شده اند. فیلامنت های فسفرسنت نیز در شرایط نوری متفاوت ویژگی های جالبی دارند. دسته ترموپلاستیک ها نیز شامل نایلون Tritan polyester، PVA، PETT، PLA و ABS رسانا است. هرکدام از این متریال ها نقاط ذوب و ویژگی های فیزیکی متفاوتی دارند، به همین دلیل هر پرینتر سه بعدی به نحوی طراحی شده که تنها می تواند از یک یا چند عدد از این متریال ها و فیلامنت ها استفاده کند.

فیلامنت ها با دو قطر متفاوت در بازار موجود هستند ۱.۸۵ میلی متر و ۳ میلی متر و بیشتر دستگاه ها برای استفاده از فیلامنت های کوچکتر طراحی شده اند. فیلامنت ها در قرقره هایی معمولا ۱ کیلوگرمی عرضه می شوند. قیمت فلامنت ها معمولا بین ۸۰ الی ۲۰۰ هزار تومان به ازای هر کیلومتر است. بسیاری از پرینترهای موجود در بازار توانایی استفاده از قرقره های معمولی را دارند اما در صورت خرید پرینتر سه بعدی از بعضی از برندهای تولید کننده متوجه می شود که برای دستگاه خود قرقره های خاصی طراحی کرده اند و شما نیاز به تهیه فیلامنت های خاصی دارید. قبل خرید مواد اولیه مطمئن شوید که قطر فیلامنت مورد نظر برای دستگاه شما مناسب باشد و قرقره توسط دستگاه شما قابل استفاده باشد. البته شما می توانید برای استفاده از قرقره های متفاوت یک نگهدارنده قرقره بخرید یا حتی آن را با استفاده از دستگاه خودتان پرینت کنید و این نگهدارنده به شکلی باشد که تمامی قرقره ها را ساپورت کند.

پرینترهای SLA خروجی های بسیار با کیفت تری دارند. این دستگاه ها از رزین های photosensitive که با استفاده از نور UV سفت می شود ( به اصطلاح cure می شوند ) استفاده می کنند. رزین های مصرفی این نوع از پرینترها در بازار در بطری عرضه می شوند. مواد اولیه پرینتر سه بعدی SLA در رنگ های محدودی عرضه می شوند مثلا شفاف، سفید، طوسی، مشکی یا طلایی و سبز که البته با توجه به شرکت سازنده گاها این رنگ متفاوت هستند. کار کردن با دستگاه های پرینتر سه بعدی SLA و رزین های آنها گاها می تواند کار نسبتا شلخته ای باشد و محیط کار شما چندان تمیز و پاکیزه نماند و دلیل این مسئله بیشتر مراحل پرداخت بعد از پرینت است که قطعه باید در کوره هایی مخصوص cure شود و یا با الکل شسته شود.

چه دقتی مد نظر شماست؟

یک دستگاه پرینتر سه بعدی به صورت پی در پی لایه های باریکی را با توجه به دستورالعمل کد شده برروی هم می سازد تا جایی که محصول مد نظر آماده شود. در پرینترهای سه بعدی دقت یا رزولوشن در واقع همان ضخامت لایه هاست. البته دقت در طول و عرض هم اهمیت بالایی دارد که پرینترها معمولا به خوبی از پس این مسئله بر می آیند. دقت دستگاه پرینتر سه بعدی به میکرون اندازه گیری می شود. یک میکرون برابر است با ۰.۰۰۱ میلی متر. هرچقدر مقدار اندازه گیری شده به میکرون عدد کمتری باشد دستگاه دقت بالاتری دارد و می تواند لایه های باریکتری را تولید کند و در این صورت قطعه از تعداد بیشتری لایه که برروی هم قرار گرفته اند شکل می گیرد و جزئیات را بهتر نمایش می دهد. پس دقت و رزولوشن در پرینترهای سه بعدی تعریفی مشابه در دنیای دیجیتال دارد، شاید عکس شما رزولوشن خوبی داشته باشد اما دلیلی نمی شود که کیفیت بالایی داشته باشد.

تقریبا تمام پرینترهای سه بعدی در حال حاضر می توانند دقتی در حدود ۲۰۰ میکرون دارند که خروجی مناسبی را ارائه می دهد. بخش خوبی از این دستگاه ها نیز می توانند دقتی تا حدود ۱۰۰ میکرون را ارائه کنند که قطعا جزئیات را بهتر نشان می دهد. تعداد کمی از دستگاه هایی که در بازار موجودند دقت های بالاتری را ارائه می دهند مثلا ۲۰ میکرون. البته برای رسیدن به این دقت شما باید تنظیمات دستگاه را تغییر دهید به حالت خاصی ببرید که شاید این کار کمی تخصصی باشد.

اگر شما نیاز دقت های بالاتر دارید پس باید بیشتر از مبلغی که در ابتدا گفتیم هزینه کنید. در واقع با خرید پرینتر سه بعدی های ویژه ای می توانید به دقت زیر ۱۰۰ میکرون دست پیدا کنید. یادتان باشد در واقع شما با افزایش رزولوشن زمان پرینت قطعه را نیز افزایش می دهید. اگر دقت قطعه شما ۲ برابر شود زمان تولید آن نیز ۲ برابر می شود. اما معمولا برای کارها و پروژه های حرفه که نیاز به دقت حرفه ای و بالایی دارند زمان مسئله مشکل سازی نیست.

صنعت پرینت سه بعدی، مشتریان و علاقه مندانش در حال حاضر شاهد دوران کودکی این تکنولوژی اند. اما باید در نظر بگیریم که این صنعت با سرعت بسیار زیادی در حال تحول است و به زودی شاهد خواهیم بود که پرینترهای سه بعدی تمامی قطعاتی که فکرش را می کنید در زمان کم، هزینه مناسب و دقت بسیار بالا تولید می کنند و تمامی ما بی صبرانه مشتاقیم تا آن روز را ببینیم.

آیا نیاز به قطعات چند رنگ دارید؟

قبل از خرید پرینتر سه بعدی برای منزل یا محل کار و کارگاهتان باید به این فکر کنید آیا نیاز به قطعات پرینت شده ی چند رنگی دارید؟

برخی از پرینترهای سه بعدی به چند نازل مجهز شده اند که توانایی پرینت با دو یا تعداد بیشتری رنگ را به آنها می دهد. اغلب این دستگاه ها دارای دو نازل هستند که در هر کدام فیلامنت متفاوتی از نظر رنگ یا جنس قرار می گیرد. قبل از خرید پرینتر سه بعدی دو نازله توجه کنید که این دستگاه ها در صورتی قطعه دو یا چند رنگ تولید می کنند که طراحی مدل سه بعدی این قطعات به صورت رنگی اتفاق افتاده باشد یا دو فایل جدا برای آنها در نظر گرفته شود.

برروی چه سطحی باید پرینت کنید؟

اهمیت بستر یا سطحی که قطعه برروی آن پرینت می شود بسیار بالاست اما بسیاری از کسانی که آشنایی چندانی با پرینترهای سه بعدی ندارند متوجه این مسئله نیستند. بستر پرینت مناسب تجربه بسیاری متفاوتی را به شما ارائه می دهد. یک سطح مناسب باید به صورتی باشد که در زمان پروسه پرینت قطعه به خوبی به آن چسبیده باشد اما پس از پایان پرینت به راحتی بتوان قطعه را از روی آن برداشت.

معمول ترین انتخاب بین صاحبان دستگاه یک سطح شیشه ای گرم شده است که روی آن با چسب کاغذی مخصوصی که معمولا به رنگ آبی است پوشانده شده. این چسب کاغذی معمولا باعث می شود تا قطعه در طول پرینت ثابت بماند و در نهایت نیز به راحتی جدا شود. گرم کردن سطح نیز به این کمک می کند، علاوه بر این باعث می شود تا کوچه های پایین قطعه از بستر پرینت جدا نشوند. مسئله جدا شدن گوشه ها در ABS بسیار رخ می دهد. پس شما قبل از خرید پرینتر سه بعدی شخصیتان باید توجه کنید که اگر از ABS استفاده می کنید برای بستر پرینتر سه بعدی خود گزینه مناسبی را انتخاب کرده باشید.

ممکن است برای بعضی از سطوح شما از چسب استفاده کنید که باعث چسبندگی بیشتر قطعه به بستر پرینت بشود. این کار تا وقتی مناسب است که بتوانید بعد از تمام شدن پروسه پرینت قطعه را بدون فشار آوردن به دستگاه و بستر پرینت جدا کنید. اگر می توانید از مقدار زیادی چسب استفاده کنید می توانید بعد از اتمام پرینت سطح پرینت و قطعه ای که پرینت شده را با هم در آب قرار دهید تا خیس بخورند و راحت جدا بشوند.

بخش کوچکی از پرینترهای سه بعدی موجود از یک صفحه سوراخ سوراخ و متخلخل استفاده می کنند که سوراخ های بسیار ریزی دارد که در حین پروسه پرینت با پلاستیک پر می شود. در این روش قطعه به خوبی روی سطح پرینت ثابت می ماند اما مشکل اینجاست که در پس از پایان پرینت نیز قطعه به راحتی از بستر پرینت جدا نمی شود. یک ضربه ناگهانی یا چیزی شبیه به سوزن برای ضربه زدن به سوراخ های پر شده نیاز است تا بتوانید قطعه را از این نوع بستر پرینت جدا کنید. این کارها برای جداسازی قطعه هم زمان زیادی از شما می گیرد و هم ممکن است که به صفحه متخلخل آسیب وارد کند.

اگر بستر پرینت شما کج باشد ممکن است در پروسه پرینت شما اخلال ایجاد کند و نتوانید قطعاتی که میخواهید را تولید کنید به خصوص اگر قطعه شما ابعاد بزرگی داشته باشد. بسیاری از سازندگان در زمان خرید پرینتر سه بعدی به شما دفترچه راهنمایی می دهند که می توانید از روی آن نحوه ی تراز کردن بستر پرینت را یاد بگیرید. برخی دیگر نیز سیستم هوشمندی را طراحی کرده اند که با جابه جایی نازل و چسباندن آن به نقاط مختلف بستر پرینت کالیبراسیون را به صورت اتوماتیک انجام می دهد. در صورت نداشتن سیستم هوشمند شما باید همین کار را به صورت دستی انجام دهید و فاصله نازل با بستر را در تمام نقاط ثابت نگه دارید.

تنظیم کردن اکسترودر در یک ارتفاع مناسب از بستر پرینت در زمان شروع پروسه مسئله بسیار مهمی است و تاثیر زیادی برروی کیفیت پرینت دارد. به تنظیم کردن این فاصله کالیبراسیون محور Z یا محور ارتفاع می گیوند. این عمل معمولا به صورت دستی اتفاق می افتد. شما می توانند نازل را به بستر پرینت نزدیک کنید تا زمانی که فاصله آنها به اندازه یک ورق کاغذ بشود و کاغذی که بین نازل و بستر وجود دارد نباید به راحتی تکان بخورد و به دلیل فشار نازل باید در مقابل حرکت کمی مقاوت از خود نشان بدهد. البته تعدادی محدودی از پرینترها این عمل را نیز به صورت اتوماتیک انجام می دهند.

آیا نیاز به یک پرینتر سه بعدی با بدنه ی بسته دارید؟

برخی از پرینترهای سه بعدی بدنه ای بسته دارند. دارای سقف و دیواره های فلزی یا پلاستیکی هستند و درب آنها نیز بسته می شود. بدنه های باز به شما اجازه دسترسی آسان به بستر پرینت و نازل را می دهند و همچنین می توانید پروسه پرینت را به راحتی تماشا کنید. اما پرینترهایی که بدنه ای بسته دارند دارای ایمنی بیشتری هستند. کودکان و حتی بزرگسالان اشتباها دستشان به نازل داغ نمی خورد. همچنین باعث کاهش سر و صدا و همچنین بوی ناشی از پروسه پرینت می شود. معمولا متریال ABS در هنگام پرینت از خود بوی پلاستیک در حال سوختن می دهد.

بسته بودن بدنه پرینتر این امکان را به شما می دهد تا ABS را راحتتر پرینت کنید، نه تنها به خاطر خارج نشدن بو، بلکه به خاطر گرم شدن تمام نقاط قطعه و در نتیجه دیفرم نشدن آن. این امر در قطعات بلند بیشتر اتفاق می افتد که در صورت بسته بودن بدنه می توان قطعات بلند را راحتتر پرینت کرد.

می خواهید به چه شکلی به پرینتر سه بعدی خود متصل شوید؟

در بسیاری از پرینترهای سه بعدی شما ارتباط خود از طریق یک درگاه USB برقرار می کنید. برخی از دستگاه ها دارای حافظه داخلی هستند که این یک مزیت قوی است. اگر ارتباط شما از طریق USB با دستگاه قطع شود پروسه پرینت قطعه قطع نمی شود. برخی از سازندگان ارتباط بی سیم را برای مشتریانشان در نظر می گیرند. مثلا ارتباط Wi-Fi یا Peer-to-Peer. ارتباط بی سیم شاید در مواقعی که فایل شما حجیم باشد گزینه مناسبی نباشد. ارتباط از طریق کابل Ethernet هم در برخی از دستگاه ها دید می شود. پس این شما هستید که باید در هنگام خرید پرینتر سه بعدی خود با توجه به نیازهای خودتان پرینتری مناسب را انتخاب کنید.

تعداد زیادی از پرینترهای سه بعدی از کارت SD پشتیبانی می کنند. شما می توانید فایل خود را برروی یک کارت SD بریزید و به دستگاه متصل کنید، تنظیمات لازم را از روی دستگاه انجام دهید و پرینت خود را آغاز کنید. از مزیت های این روش و یا (فلش خور بودن دستگاه) انجام پروسه پرینت بدون نیاز به وجود کامپیوتر است. عیب این روش ها اضافه کردن یک مرحله به پروسه طراحی تا پرینت است. در حالت کلی روش هایی همچون ارتباط بی سیم، SD کارت یا استفاده از فلش USB در اولویت دوم بعد از ارتباط با کابل USB قرار می گیرند.

نیاز به چه نرم افزاری دارید؟

امروزه شما باید هنگام خرید پرینتر سه بعدی به فکر نرم افزار آن نیز باشید. این نرم افزار یا از طریق یک دیسک فیزیکی به شما داده می شود یا از اینترنت قابل دانلود است. این نرم افزارها برای سیستم عامل Windows طراحی شده اند و در بسیاری از موارد برای macOS و Linux نیز قابل استفاده هستند.

در گذشته نه چندان دور نرم افزارهای مربوط به پرینترهای سه بعدی چند تکه بودند! یک نرم افزار برای کنترل حرکت نازل، یک نرم افزار برای بهبود و آماده سازی مدل سه بعدی و یک اسلایسر برای آماده کردن لایه ها با رزولوشن مناسب برای پرینتر شما. این اجزا نرم افزاری از پروژه متن باز RepRap به وجود آمده بودند که موجب ساخت پرینترهای سه بعدی کم هزینه شده بود، اما امروزه در هنگام خرید پرینتر سه بعدی سازنده ی دستگاه یک نرم افزار یک پارچه و جامع را به شما ارئه می دهد که معمولا رابط کاربری جذابی نیز دارد. برخی از دستگاه های پرینتر سه بعدی هنوز هم به شما اجازه می دهند که از نرم افزارهای جداگانه برای کنترل دستگاه یا شروع پروسه پرینت استفاده کنید.