خانه / مقاله / فرآیند چاپ سه بعدی فلزات

فرآیند چاپ سه بعدی فلزات

در عصر حاضر، پرینتر سه بعدی کاربرد گسترده ای در زندگی افراد پیدا کرده است. می توان گفت، قسمت مهمی از این کاربرد ها را مدیون فیلامنت پرینتر سه بعدی هستند که نقش مواد اولیه این دستگاه ها در فرایند چاپ سه بعدی را ایفا می کند. فیلامنت ها هم مانند خود دستگاه های پرینتر، انواع مختلفی دارند. به گونه ای که برای تولید هر نمونه قطعه، از یک فیلامنت مخصوص استفاده می شود. این فیلامنت با توجه به خصوصیات و ویژگی های قبلی، انتخاب می شود و مورد استفاده قرار می گیرد.

فرآیند چاپ سه بعدی فلزات

پرینتر سه بعدی فلزی، پتانسیل قابل توجهی برای ایجاد انقلابی در تولید مدرن دارد. دلیل این که فلزات به طور کلی، در حالتی که بتوان آن ها را به راحتی چاپ کرد وجود ندارند، این است که، فرایند های موجود چاپ سه بعدی فلزات، که در آن از لیزر برای ذوب پودر فلز استفاده می کنند، محدودیت هایی دارد. بنابراین این روش اغلب پر هزینه و پیچیده است و نیازمند ساختار های پشتیبانی سنگینی است که در دماهای بالای فرایند تولید، قطعه تاب بر ندارند. در صنعت فلزات، پرینترهای متنوعی وجود دارد که هر کدام کار خاص و وظیفه خاصی را بر عهده دارند. در دامه با طرز کار چند نمونه از آن ها، آشنا خواهیم شد.

چاپ سه بعدی فلزات بر بستر ذوب پودر فلز و با کمک لیزر

اساس کار فناوری چاپگر سه بعدی فلزات در این روش، پودر فلز است. در روش چاپ براساس ذوب پودر فلز، که شایع ترین نوع چاپگر های سه بعدی فلزات نیز می باشد، چاپگرها با استفاده از پرتو لیزری، لایه های پودر فلز 20-60 میکرون را روی یک دیگر ذوب می کنند. دو نوع متمایز از روش های ذوب بستر پودر وجود دارد که عبارت از ذوب لیزر انتخابی و ذوب پرتو الکترون می باشد. در روش لیزری، از لیزر های پر قدرت برای پیوند دادن و ادغام کردن لایه های فلزی استفاده کرده و قطعات را شکل می دهند. از روش لیزری بیش تر در صنایع خودرو سازی و پزشکی استفاده می شود. در روش پرتو الکترون، کار های لیزر در روش قبل توسط پرتو الکترون انجام می شود که این مدل کار، در صنعت هوا فضا کاربرد بسیاری دارد.

چاپ سه بعدی فلزات بر بستر ذوب پودر فلز و با کمک لیزر

روش توزیع مستقیم انرژی 

روش توزیع مستقیم انرژی روش دیگر برای چاپ فلزات می باشد. در روش توزیع مستقیم انرژی نیز از لیزر و پودر فلز و یا سیم برای ساخت قطعات فلزی استفاده می شود. در روش توزیع مستقیم انرژی، با تنوع بالایی از تولیدات و نمونه ها سر و کار داریم و روش برای تعمیرات پیچیده می تواند بسیار کاربردی باشد. در این روش مانند دو روش قبلی از پودر فلز استفاده می شود. ابتدا به طور مساوی پودر فلز بر روی بستر چاپی توزیع می شود و یک لایه غیر محدود ایجاد می گردد. سرعت در این روش به مراتب بالاتر از دو روش قبلی است و می تواند در آینده جایگزین روش SLM شود. فرآیند در این روش بسیار شبیه به چاپ های دو بعدی بر روی کاغذ است اما در آن شاهد تکرارهای فراوان جهت تشکیل کامل قطعه فلزی هستیم.

 

چاپگر سه بعدی فلزی چگونه کار می کند؟

فرآیند ساخت اولیه برای پرینتر های SLM و DMLS بسیار مشابه است. هم اکنون به چگونگی کارکرد آن می پردازیم؛ محفظه ساخت ابتدا با گاز بی اثر پر می شود تا اکسیداسیون پودر فلز به حداقل برسد و سپس تا دمای مطلوب ساخت، گرم شود. یک لایه نازک از پودر فلز بر روی سکوی ساخت پخش شده است و یک لیزر پر قدرت سطح مقطع آن را اسکن می کند، سپس ذرات فلزی را با هم ذوب کرده و لایه بعدی را ایجاد می کند. کل منطقه مدل اسکن شده است، بنابراین قسمت کاملاً جامد ساخته شده است. هنگامی که فرآیند اسکن کامل شد، سکوی ساخت با ضخامت یک لایه به سمت پایین حرکت می کند و رکاب ساز لایه نازک دیگری از پودر فلز را پخش می کند. این روند تا زمانی که کل قسمت کامل شود، تکرار می شود.

چاپگر سه بعدی فلزی چگونه کار می کند؟

پس از اتمام مراحل ساخت، قطعات کاملاً در پودر فلز محصور می شوند. برخلاف فرآیند فیوژن بستر پودر پلیمری، قطعات از طریق ساختارهای پشتیبانی به سکوی ساخت متصل می شوند. پشتیبانی در چاپ سه بعدی فلزی، با استفاده از همان ماده ساخته شده انجام می گیرد و همواره ممکن است به دلیل دمای بالای پردازش، برای کاهش پیچ و تاب، مورد نیاز باشد. هنگامی که سطح تا دمای اتاق خنک می شود، پودر اضافی به صورت دستی از بین می رود و قسمت ها معمولاً تحت گرما قرار می گیرند، در حالی که هنوز به سکوی ساخت متصل هستند تا هرگونه فشار های باقی مانده را خنثی کنند. سپس قطعات از طریق برش، ماشین کاری یا سیم EDM از صفحه ساخت جدا می شوند و برای استفاده یا پردازش بیش تر پس از این مرحله، آماده می شوند.

نکاتی که باید هنگام چاپ سه بعدی با فلز بدانیم

در هنگام استفاده، باید این نکته را در نظر بگیرید که هر ماده اولیه در این دستگاه ها، دارای خصوصیات خاصی هستند که باید در هنگام تولید، به آن ها توجه شود. شما می توانید این  مشخصات را از تولید کننده یا خدمات چاپ سه بعدی فلزی، به طور مستقیم دریافت کنید. بیش تر اشیاء سه بعدی طراحی شده برای فرز CNC با چاپ سه بعدی فلزی سازگار نیستند. اجسام CNC دارای حجم بیش تری هستند. چاپ چنین شیئی به صورت فلزی، بسیار پر هزینه خواهد بود. اشیاء چاپ شده بر روی پرینتر های سه بعدی فلزی، دارای ویژگی های متفاوتی نسبت به اشیاء فلزی هستند. با این گفته مزایای چاپ سه بعدی فلزی بسیار عالی است.

CNC

جمع بندی

همان طور که دیدید، در مطالب بیان شده درمورد پرینتر های سه بعدی و مواد اولیه آن ها که یکی از مهمترین آن ها، همان فیلامنت ها هستند، صحبت شد. همچنین بیان کردیم که فیلامنت ها نیز همانند خود پرینتر های سه بعدی، انواع مختلفی دارند و برحسب هدف های پرینتر های مختلف، نمونه ای از آن ها، با درنظر گرفتن خصوصیاتش، مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از صنایعی که این پرینتر ها به صورت صنعتی در آن جا کاربرد دارند، صنعت فلزی است. نحوه کار کرد این دستگاه ها و روش تولید قطعه نیز، به طور کامل توضیح داده شد.

همچنین ببینید

انواع فیلامنت هایApex

انواع فیلامنت هایApex

پرینت سه بعدی یکی از روش های نوین برای تبدیل طرح های مجازی به اجسام …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *