ساخت افزایشی (نمونه سازی سریع یا پرینت سه بعدی) یک شیوه تولید است که با افزودن لایه ها روی یکدیگر قطعه را به صورت یکپارچه شکل می دهد. تکنولوژی های پرینت سه بعدی زیادی وجود دارند، این مطلب به طور کلی بر روی پرکابردترین و معمول ترین روش پرینت سه بعدی یعنی روش FDM (Fused Deposition Modeling) تمرکز دارد.
در ابتدا پرینتر سه بعدی به منظور نمونه سازی و مدل سازی در صنایع به کار گرفته می شد.
چاپ سه بعدی با سرعت بخشیدن به فرایند نمونه سازی سریع و با روش های ساده و آسان فرایند تولید را بهینه تر و سریع تر می کند و سبب صرفه جویی در وقت و هزینه ها و بالاتر رفتن کیفیت محصولات می شود.
یکی از مزایای اصلی ساخت افزودنی سرعت بالای ساخت قطعه نسبت به روش های ساخت سنتی است. طرح های پیچیده و مدل های سه بعدی آماده می توانند در عرض چند ساعت پرینت، سه بعدی شده و ساخته شوند. این مسئله به پیشرفت و توسعه ایده های طراحی و نمونه سازی سرعت زیادی می بخشد.
تکنولوژی های صنعتی پرینت سه بعدی زمان بیشتری برای پرینت و پرداخت سطح نیاز دارند اما می توانند قطعاتی کاملا کاربردی در تیراژ کم تا متوسط تولید کنند. این نوع نمونه سازی چندین برابر سریعتر از روش های ساخت سنتی است، به عنوان نمونه برای ساخت قالب و تزریق پلاستیک یک قطعه کاربردی ساده حداقل چندین هفته زمان لازم است، ولی همان قطعه را توسط پرینتر سه بعدی معمولا در مدت چندین ساعت می توان تولید نمود.
در ادامه اصطلاحات پرکاربرد پرینت سه بعدی معرفی می شود.

مفهوم ضخامت لایه و تاثیر آن بر کیفیت، زمان و هزینه

همه تکنولوژی های پرینت سه بعدی قطعه را به صورت لایه به لایه می سازند. پس به خاطر طبیعت ساخت افزودنی، میزان ضخامت لایه (Layer Height) در هر قطعه پرینت سه بعدی کیفیت آن را نشان می دهد. (همانطور که تعداد پیکسل ها در یک عکس نشان دهنده کیفیت آن است)
هر چه ضخامت لایه کمتر باشد کیفیت سطح قطعه بالا رفته و سطوح صاف تر و یکنواخت تری تولید می شوند. در مقابل با بالا رفتن کیفیت، زمان ساخت بالا رفته و هزینه هم طبیعتا بالا می رود.
بهتر است پیش از سفارش پرینت، بین زیبایی (سطح صیقلی تر) یا زمان و هزینه یکی را به عنوان اولویت خود انتخاب کنید.

مقایسه میزان ضخامت لایه ها در سطح یک قطعه پرینت سه بعدی شده (از راست به چپ ۳۰۰ ، ۲۰۰ و ۱۰۰ میکرون)

ضخامت لایه معمول برای فرآیند پرینت سه بعدی FDM چقدر است؟

بین ۵۰ - ۴۰۰ میکرون (معمول ترین ۲۰۰ میکرون)
ضخامت ۱۰۰ میکرون دارای کیفیت ظاهری بسیار خوب و ضخامت ۳۰۰ میکرون برای استحکام بیشتر در قطعه انتخاب می شوند. و حد مناسب برای داشتن هر دو حالت مطلوب (کیفیت ظاهری و استحکام مناسب) ۲۰۰ میکرون پیشنهاد می شود.

در چه حالتی باید ضخامت لایه را پایین انتخاب کرد؟

پیش از انتخاب لایه، سوالات زیر را برای خود درنظر بگیرید:

هندسه قطعه : آیا مدل سه بعدی شما دارای سطوح با جزئیات زیاد و دقیق است؟
کاربرد و موارد استفاده : اولویت شما در استفاده کاربردی قطعه است یا زیبایی و دقت ظاهری؟
پرداخت سطح : آیا سطح قطعه شما پس از پرینت سه بعدی پرداخت خواهد شد؟

هندسه قطعه (تاثیر زاویه ها و انحناها)

با توجه به لایه لایه بودن پرینت سه بعدی تاثیر ضخامت لایه روی انحنا و زاوایا بیشتر از سطوح دیگر دیده می شود. پس اگر یک مدل سه بعدی تعداد زیادی انحنا، زاویه یا حفره دارد، انتخاب لایه با ضخامت پایین تر (۱۰۰ میکرون) پیشنهاد می شود زیرا باعث ساخت یک قطعه دقیق تر می شود.

سطوح منحنی طراحی شده قطعه، در هنگام پرینت سه بعدی به صورت لایه لایه بر روی هم ساخته می شوند

کاربرد یا ویژگی ظاهری

ضخامت لایه در پرینت سه بعدی روی کیفیت در محور عمودی و صافی سطح قطعه تاثیر مستقیم میگذارد.
اگر اولویت شما ظاهر قطعه است، انتخاب ارتفاع لایه کمتر (0.1 میلیمتر) پیشنهاد می شود. در مقابل برای پرینت سه بعدی یک قطعه کاربردی، انتخاب ضخامت لایه بیشتر (0.3 میلیمتر) باعث کارکرد مکانیکی بهتر و بهبود مقاومت قطعه می شود، همچنین زمان و هزینه ساخت شما هم کاهش می یابد.
برای مثال یک قطعه FDM که با فیلامنت PLA و ضخامت لایه ۳۰۰ میکرون ساخته می شود، حدود ۲۰٪ قوی تر از همین قطعه است وقتی که با ضخامت لایه ۱۰۰ میکرون ساخته شده باشد.

نمایش شماتیک ساخت لایه به لایه با پرینتر سه بعدی

پرداخت سطح

اینکه سطح قطعات شما پس از پرینت سه بعدی پرداخت می شوند یا نه، برای تصمیم گیری و انتخاب ضخامت لایه مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر قرار است قطعه پولیش، پرداخت و یا رنگ شود، معمولا انتخاب ضخامت لایه پایین توجیه زیادی ندارد.

در صورتی که تصمیم دارید قطعه هایتان پس از پرینت، پرداخت سطح شوند، توصیه می شود برای گرفتن نتیجه مطلوب تر در صورت امکان فیلامنت رنگ سفید را برای چاپ انتخاب کنید.

جمع بندی

برای قطعاتی که سطوح منحنی دارند یا زیبایی و دقت ظاهری آنها در اولویت است ضخامت لایه های پایین تر (0.1 میلیمتر) را انتخاب کنید.
اگر اولویت شما نمونه سازی سریع و استفاده کاربردی است، انتخاب ضخامت لایه بیشتر (0.3 میلیمتر) موجب ساخت سریع تر و ارزان تر می شود و همچنین خواص مکانیکی آن بهینه تر است.
برای قطعاتی که پرداخت سطح می شوند، ضخامت لایه اهمیت چندانی ندارد.
پس میزان مطلوب برای داشتن همزمان کیفیت ظاهری و استحکام مناسب، ضخامت ۲۰۰ میکرون پیشنهاد می شود.

لینک داخلی: شناخت Shell , Infill و انتخاب میزان مناسب آنها

لینک داخلی: شناخت SUPPORT ، بهینه سازی و رفع نیاز به ساپورت

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

فهرست

معرفی اصطلاحات پرینتر سه بعدی - مفهوم ضخامت لایه