پرینتر سه بعدی FDM

در این مقاله قصد داریم به یکی از محبوب ترین و پرکاربردترین انواع پرینترهای موجود در جهان که به صورت گسترده استفاده می شود بپردازیم.

پرینتر سه بعدی FDM چیست؟

FDM محبوب‌ترین فناوری پرینتر سه بعدی است.

مدل‌سازی رسوب ذوب شده یا به اختصار Fused Deposition Modeling: FDM، نوعی اکستروژن (خروج) مواد است که در آن فیلامنت از طریق یک نازل ذوب می شود و برای ایجاد اشیاء سه بعدی به یکدیگر متصل می شوند.

سوال مهمی که در اول کار برای ما پیش می آید و دانستن آن خیلی مهم می باشد این است که…

متریال مصرفی در پرینتر سه بعدی FDM چیست؟؟ این متریال چگونه استفاده می شود؟

متریال مصرفی در پرینتر سه بعدی FDM فیلامنت: Filament نام دارد که این فیلامنت از طریق یک نازل گرم و سپس ذوب می شود و در لایه‌های مختصات سه بعدی ریاضی روی پلتفرم قرار می گیرد. در حالی که در حال سرد شدن تدریجی هستند، این لایه‌ها با یکدیگر ترکیب می‌شوند و در نهایت یک شی فیزیک ایجاد می گردد.

این تکنیک ارزان و کاربردی،بعنوان ساده‌ترین راه برای پرینت سه بعدی پذیرفته شده است. FDM 3D Printer در دسترس، کارآمد و بسیار محبوب است. دستگاههای FDM بر بازار پرینت سه بعدی ایران و جهان تسلط دارند، بطور قابل توجهی ساده‌تر از پرینتر سه بعدی رزینی و بسیار ارزان‌تر از روش‌های مبتنی بر پودر SLS هستند.

تاریخچه FDM 3D Printer

اگرچه FDM محبوب‌ترین روش پرینت سه بعدی است، اما حتما تعجب خواهید کرد که بدانید اولین روشی نبود که اختراع شد؛ در واقع، حتی دومین هم نیست! استیون اسکات کرامپ در سال ۱۹۸۹، سه سال پس از ثبت اختراع برای تکنیک استریولیتوگرافی (SLA) و یک سال پس از تکنیک جوش لیزری انتخابی (SLS) بعنوان اولین فرد رسمی، ثبت امتیاز FDM را در آمریکا درخواست کرد. اسکات و همسرش لیزا یکی از بزرگترین و پیشروترین کمپانیهای سازنده پرینتر سه بعدی را تاسیس کردند.

پرینت سه بعدی FDM چگونه کار می کند؟

برای کار با دستگاه FDM، ابتدا یک قرقره از این فیلامنت را در پرینتر قرار می دهید. هنگامی که نازل به دمای مورد نظر رسید، پرینترفیلامنترا از طریق سر  نازل اکستروژن تغذیه می کند. 

سر اکستروژن به یک سیستم سه محوره متصل است که به آن اجازه می دهد در محورهای X، Y و Z حرکت کند. پرینتر مواد ذوب شده را در رشته های نازک بیرون می کشد و آنها را لایه به لایه در امتداد مسیری که طراحی تعیین می کند، رسوب می کند. پس از رسوب، مواد سرد و جامد می شوند.

وقتی که پرینت یک لایه تمام می شود چه اتفاقی می افتد

حالت اول

پلتفرم ساخت پایین می آید و دستگاه کار روی لایه بعدی را آغاز می کند.

یا

حالت دوم

 در برخی از تنظیمات پرینت، سر اکستروژن به سمت بالا حرکت می کند. این روند تا زمانی که قطعه تمام شود تکرار می شود.

پارامترهای پرینت برای پرینترهای سه بعدی FDM چیست؟

اکثر پرینترهای FDM به شما اجازه می دهند چندین پارامتر فرآیند را تنظیم کنید، که این پارامترها شامل:

1-دمای نازل. 2- سکوی ساخت. 3-سرعت ساخت. 4-ارتفاع لایه. 5-سرعت فن خنک کننده می باشد.

عواملی که باید در نظر گرفته شوند، اندازه ساختمان و ارتفاع لایه می باشد.

ارتفاع لایه FDM بین 50 تا 400 میکرون است.

فیلامنت 1001 بر اساس تحقیقاتی  که بر روی ارتفاع لایه ها انجام داد به این نتیجه رسید که 

پرینت با ارتفاع لایه‌های کوتاه‌تر، قطعات صاف‌تری تولید می‌کند و هندسه‌های منحنی را با دقت بیشتری پرینت می‌کند.

پرینت با ارتفاع لایه‌های بلندتر به شما این امکان را می‌دهد قطعات را سریع‌تر و با قیمت پایین‌تر بسازید.

پرینترهای FDM به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

1-ماشین های صنعتی (حرفه ای)

2- نمونه سازی (رومیزی)

آیا بین پرینترهای رومیزی و صنعتی FDM تفاوتی وجود دارد؟

برای پاسخ به این سوال که بسیار مهم می باشد اول ویژگی های این دو نوع پرینتر را به صورت جداگانه بررسی کرده و در قسمت بعد این دو نوع پرینتر را با هم مقایسه می کنیم پس با ما همراه باشید.

هر دو نوع پرینتر دارای کاربردها و مزایای متمایزی هستند، فیلامنت 1001 تفاوت اصلی بین این دو فناوری را در مقیاس تولید آنها است.

پرینترهای سه بعدی FDM صنعتی

1-مانند پرینتر سه بعدی Stratasys، بسیار گرانتر از همتایان رومیزی خود هستند.

2-از آنجایی که پرینترهای صنعتی کارآمدتر و قدرتمندتر از پرینترهای رومیزی FDM هستند، بیشتر برای ابزار، نمونه‌های اولیه کاربردی و قطعات مصرفی نهایی استفاده می‌شوند. 

3-پرینترهای صنعتی FDM می توانند سفارشات بزرگتر را بسیار سریعتر از دستگاه های رومیزی تکمیل کنند.

4-برای تکرارپذیری و قابلیت اطمینان طراحی شده‌اند و می‌توانند یک قطعه را بارها و بارها با حداقل دخالت انسان تولید کنند.

پرینترهای سه بعدی FDM رومیزی

1-پرینترهای رومیزی بیشتر برای استفاده در خانه می باشد بنابراین استفاده از این نوع پرینتر برای قطعات سفارشی شما توصیه می شود.

2-پرینترهای رومیزی FDM تقریباً آنقدر قوی نیستند.

3-با پرینتر های رومیزی، شما باید تعمیر، نگهداری و کالیبراسیون را به صورت منظم و مکرر انجام دهید.

کلام آخر

کلام آخر اینکه پرینترهای سه بعدی به چند دسته تقسیم می شوند که یکی از پرکاربردترین و محبوب ترین آنها پرینتر سه بعدی FDM می باشد. این دسته از پرینتر سه بعدی خود شامل چند دسته می شود،که در این مقاله به دو نوع آن پرداختیم و ویژگی های این دو نوع پرینتر را که توسط فیلامنت 1001 تهیه شده بود بررسی کردیم.