این بخش دقت ابعادی قطعاتی که با پرینت سه بعدی ساخته می شوند را بررسی کرده و دلایل خطا در برخی موارد را برمی شمارد.

هدف این متن ارایه یک متد برای مقایسه دقت و میزان خطا بین تکنولوژی های مختلف پرینت سه بعدی است.

همه تکنولوژی های پرینت سه بعدی قابلیت های و محدودیت های مشخصی دارند ، دو تا از مهمترین فاکتورهایی که بر میزان نزدیک بودن محصول پرینت شده – دقت پرینت سه بعدی – به طرح شما تاثیر می گذارند عبارتند از:

طراحی –  دقت پرینت سه بعدی قطعه مستقیما وابسته به طراحی آن است.  انبساط و انقباض قطعه هنگام کیور کردن قطعه و در هنگام پروسه خنک کردن قطعه ممکن است باعث تاب برداشتن و یا کوچک شدن قطعه شود.

در ساخت افزودنی هر لایه روی لایه پیشین ساخته می شود و این مسئله باعث می شود که یک خطای کوچک منجر به این شود که قطعه با خطای بالایی ساخته شود. به طور کلی اگر دقت ابعادی بالایی مدنظر شما است، شاید تکنولوژی های پرینت سه بعدی انتخاب خوبی برای ساخت سطوح صاف بزرگ یا جزئیات بلند با ضخامت کم نباشد. دقت پرینت سه بعدی با افزایش ابعاد قطعه پایین می آید. اگر قطعه بزرگی دارید که می خواهید با ابعاد دقیق ساخته شود بهتر است برای جلوگیری از تاب برداشتن و خطاهای دیگر آن را به صورت چند تکه پرینت سه بعدی کنید و بعد قطعات را به هم متصل کنید. راهنمای طراحی برای هرکدام از تکنولوژی ها را در این قسمت مدرسه پرینت سه بعدی می توانید بیابید.

مواد اولیه – دقت ساخت قطعات در کنار طراحی سه بعدی آنها به مواد اولیه ای هم که در ساخت آنها استفاده می شود وابستگی زیادی دارد. معمولا دقت ساخت قطعه در برابر ویژگی های متریال مورد نظر نادیده گرفته می شود. برای نمونه رزین استاندارد SLA نسبت به رزین انعطاف پذیر  قطعات دقیق تری تولید می کند.

برای اندازه گیری دقت یک قطعه که با پرینتر سه بعدی ساخته می شود، متغیر های کمی زیر استفاده می شوند:

دقت ابعادی(یا خطا و تولرانس) – تولرانس پرینت سه بعدی: اعداد و ارقامی که سازنده های دستگاه های پرینتر سه بعدی و تولید کنندگان متریال برای دقت ابعادی و خطای قطعه نهایی ارایه می کنند. تولرانس هایی که این شرکت ها ارایه می دهند با فرض طراحی درست قطعه و کالیبره بودن دستگاه پرینتر سه بعدی است.

انقباض و تاب برداشتن- احتمال تاب برداشتن یا انقباض قطعه در پروسه پرینت سه بعدی.این متغیر ارتباط مستقیم با هندسه و طراحی قطعه دارد اما در کل برخی دستگاه های پرینتر سه بعدی و برخی مواد اولیه بیشتر از بقیه در خطر این نوع خطاها هستند.

نیاز به ساپورت- برای بسیاری از تکنولوژی های پرینت سه بعدی، میزان استفاده از سازه ساپورت رابطه مستقیم با دقت ابعادی قطعه دارد. در مقابل، کندن سازه ساپورت پس از پروسه پرینت سه بعدی باعث کم شدن کیفیت و نرمی سطوح می شود.

پرینتر سه بعدی FDM کمترین دقت را در بین تکنولوژی های پرینت سه بعدی دارد و مناسب نمونه های اولیه کم هزینه ای است که فرم و فیت بودن قطعه از کاربردی بودن آن مهم تر است.  تکنولوژی FDM قطعات را با پخش کردن یا اکسترود لایه به لایه یک ترموپلاستیک روی سینی ساخت می سازد. ترموپلاستیک برای اینکه شکل پذیر شود نیاز به حرارت دارد و در پروسه ساخت قطعات بزرگ اختلاف حرارت زیادی بین قسمت های مختلف قطعه وجود داردکه همین می تواند موجب انقباض و یا تاب برداشتن قطعه شود. راه حل هایی مانند سازه های رَفت(یک نوع ساپورت)، سینی های پرینتر دارای حرارت و رعایت گوشه های نرم در طراحی می توانند احتمال و میزان این خطاها را پایین بیاورند.

دستگاه های پرینتر سه بعدی SLA از یک نور لیزر برای جامد کردن مناطق خاصی از تانک رزین استفاده می کنند و مقطع های قطعه را تا شکل گیری کامل قطعه به صورت لایه به لایه شکل می دهند. این قطعات پس از پست پروسس به وسیله نور UV به بالاترین مقاومت خود می رسند.

در پرینت سه بعدی SLA قسمت های با طول زیاد و بدون ساپورت ممکن است مقاومت پایینی داشته باشند.

احتمال تاب برداشتن و خم شدن قطعات بلند با ضخامت کم در پرینت سه بعدی SLA بالاست.

رزین هایی که انعطاف پذیری بالایی دارند ریسک بیشتری در تاب برداشتن دارند ، بهتر است قطعاتی که نیاز به دقت ابعادی بالایی دارند با متریال های انعطاف پذیر ساخته نشوند.

تکنولوژی SLS قطعات را با دقت ابعادی بسیار بالا و پیچیدگی های هندسی زیاد می تواند تولید کند. در پرینتر سه بعدی SLS پرتوی لیزر پودر را به صورت لایه به لایه ذوب کرده و جامد می کند. برای جلوگیری از انقباض و تاب برداشتن قطعه، پرینتر های SLS قطعه ها را در یک محقظه با دمای کمی پایینتر از دمای ذوب پورد پرینت می کنند تا اختلاف دمای سطح قطعه به حداقل برسد. قطعات SLS پس از ساخت باید به آرامی خنک شوند تا خطا به حداقل برسد.

تکنولوژی های متریال جتینگ دقیق ترین نوع پرینت سه بعدی هستند. با توجه به اینکه در پروسه پرینت سه بعدی این تکنولوژی نیازی به حرارت وجود ندارد در قطعات به ندرت خطاهایی مانند تاب برداشتن و انقباض دیده می شود.بیشتر خطاهای ایجاد شده با دستگاه های پرینتر سه بعدی پلی جت به خاطر درنظر نگرفتن حداقل هایی مانند ضخامت است.

در متریال جتینگ ساپورت ها از یک متریال ثانویه نرم ساخته می شوند که پس از پرینت سه بعدی از قطعه کنده می شوند.

طبیعت یکپارچه ساپورت موجب می شود که سطوح در تماس با ساپورت از کیفیت بالایی برخوردار شوند.

قطعاتی که با این تکنولوژی ساخته می شوند پس از ساخت نباید در معرض گرمای زیاد، رطوبت و نور خورشید قرار گیرند. این عناصر باعث تاب برداشتن و انقباض قطعه پس از ساخت می شوند.

دستگاه های پرینتر سه بعدی فلز مثل SLM  و DMLS از یک پرتوی لیزر برای ذوب فلز و ساخت قطعات فلزی استفاده می کنند. این قطعات به صورت لایه به لایه و در یک محفظه با حرارت بالا با دستگاه های پرینت سه بعدی صنعتی ساخته می شوند.

قطعاتی که با پرینتر سه بعدی فلز ساخته  می شوند ریسک زیادی در تاب برداشتن و خطا دارند ، طراحی سه بعدی منطقی و جهت گذاری درست قطعه در سینی ساخت برای رسیدن به یک قطعه دقیق بسیار مهم است.  برخلاف تکنولوژی SLS برای رسیدن به خطای حداقلی در پروسه ساخت نیاز است سازه های ساپورت زیادی درنظر گرفته شوند.

 
 منبع: 3DHUBS 

اگر متن بالا را نخواندید:

• اگر دقت بالا مهمترین فاکتور است(و محدودیت هزینه وجود ندارد) بهترین راه حل پرینت سه بعدی متریال جتینگ است.
• برای قطعات دقیق کوچکتر از ۱۰۰۰ سانتیمتر مکعب(۱۰*۱۰*۱۰) پرینتر سه بعدی SLA توصیه می شود. برای قطعات بزرگتر از ۱۰۰۰ سانتیمتر مکعب ، پرینتر سه بعدی SLS معمولا به صرفه تر است.
• برای قطعاتی که می خواهید سریع، با دقت متوسط و با هزینه بهینه ساخته شوند FDM بهترین گزینه است.