پرینتر سه بعدی ال سی دی چیست؟

پرینتر 3 بعدی چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟

یکی از مهم ترین سوالاتی که ممکن است در ذهن ما و بسیاری از دوستاداران تکنولوژی های نو شکل بگیرد این است که اساس کار پرینتر سه بعدی چگونه است؟ چگونه این دستگاه به یکی از محبوب ترین تکنولوژی های روز دنیا تبدیل شده است؟پرینتر 3 بعدی چیست؟

در این مقاله به بررسی پرینتر سه بعدی و یا بطور کلی تکنولوژی ساخت افزایشی پرداخته شده است. سر فصل مطالب این مقاله عبارتند از:

• پرینتر 3 بعدی چیست؟
• اساس کار پرینتر سه بعدی
• انواع تکنولوژی پرینترهای سه بعدی
• مزایای پرینترهای سه بعدی
• معایب پرینترهای سه بعدی
• کاربردهای پرینتر سه بعدی
• راهنمای خرید پرینتر سه بعدی

دستگاه پرینتر سه بعدی در واقع دستگاهی شبیه به دستگاه های سی ان سی است که می تواند یک فایل سه بعدی طراحی شده با استفاده از نرم افزارهای سه بعدی و یا اسکنر سه بعدی را به یک شیء فیزیکی قابل لمس تبدیل کند.

نحوه کار پرینترهای سه بعدی بدین صورت است که فایل سه بعدی بعد از اسلایس شدن و اعمال تنظیمات نحوه پرینت و انتقال آن به دستگاه  و بارگذاری مواد مصرفی و یا همان فیلامنت، دستگاه شروع به کار نموده و مدل فیزیکی را بصورت لایه به لایه پرینت نموده و می سازد.یکی از کاربردهای پرینترهای سه بعدی، مدلسازی های اولیه و در پاره ای از موارد ساخت محصول نهایی است.

بطور کلی می توان گفت که مهمترین کاربرد این دستگاه، نمونه سازی اولیه محصول جهت کنترل و ایراد یابی محصول طراحی شده و رفع ایرادهای احتمالی و در نهایت تولید انبوه محصول توسط روشهای تولید دیگر مانند ریخته گری و یا تزریق پلاستیک است.

اساس کار پرینتر سه بعدی(پرینتر 3 بعدی چیست؟)

بر خلاف دستگاه های تولید سنتی مانند دستگاه تراش و یا دستگاه فرز که قطعه سه بعدی با براده برداری و یا تراش فلز تولید می شود، در چاپگر سه بعدی، مدل سه بعدی با بارگذاری و یا افزودن مواد بر روی همدیگر تولید می شود.

این کار شباهت بسیار زیادی به کار ساختمان سازی و یا دیوار سازی توسط یک بنا دارد. همانطور که بنا برای ساخت دیوار آجرها را لایه به لایه بر روی هم می چیند، در پرینترهای سه بعدی نیز مواد بصورت لایه به لایه روی همدیگر چیده می شوند تا در نهایت مدل سه بعدی ساخته شود.در پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی FDM، مواد و یا همان فیلامنت توسط اکسترودر به داخل هیتر و یا گرم کن هدایت شده و در آنجا ذوب شده و از طریق نازل تزریق می گردد.

مواد تزریق شده توسط یک سیستم حرکتی بر روی صفحه و بر اساس یک برنامه از پیش تعریف شده تزریق می گردد و این کار آنقدر تکرار می گردد تا قطعه سه بعدی ساخته شود.  به همین دلیل به آن تکنولوژی ساخت افزایشی و یا additive manufacturing گفته می شود. لازم به ذکر است که انواع مختلفی از پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی های مختلف وجود دارد که در این جا به بررسی برخی از آنها پرداخته می شود.

انواع تکنولوژی پرینتر سه بعدی(پرینتر 3 بعدی چیست؟)

از تکنولوژی های زیادی در پرینترهای سه بعدی استفاده می شود که تکنولوژی FDM معروف ترین و ارزان ترین تکنولوژی ها است و به همین دلیل هر وقت صحبت از چاپگر سه بعدی به میان می آید ذهن افراد به سمت آن می رود. در این بخش به بررسی سه نوع تکنولوژی متداول پرداخته شده است.  

پرینتر سه بعدی FDM و یا FFF: معروف ترین و پر کاربردترین تکنولوژی پرینتر سه بعدی است. در این تکنولوژی مواد پلاستیکی به صورت رشته وارد دستگاه شده و بعد از ذوب در نازل، بر روی صفحه تزریق شده و مدل سه بعدی پرینت می گردد.

پرینتر 3 بعدی چیست؟

پرینتر سه بعدی رزینی: در این نوع از پرینترهای سه بعدی، از مواد رزین حساس به نور استفاده می شود که توسط نور UV جامد می شوند. به طور کلی سه مدل سیستم تابش نور وجود دارد که نام تکنولوژی  بر اساس نوع نور مورد استفاده تغییر می کند.در صورتی که نور با استفاده از لیزر نقطه ای بر روی صفحه ساخت تابیده شود به آن پرینتر سه بعدی SLA گفته می شود.

در صورتی که نور UV با استفاده از پروژکتور تابیده شود به آن پرینتر سه بعدی DLP گفته می شود و در نهایت در صورتی که نور توسط ال سی دی ایجاد شود به آن پرینتر سه بعدی LCD گفته می شود که مورد سوم ارزان ترین و پرکاربردترین نوع است.

پرینتر سه بعدی رزینی

پرینتر سه بعدی پودری: این نوع پرینترهای سه بعدی از پودر پلیمر و یا فلز جهت ساخت قطعه استفاده می کنند و از دقت و کیفیت بسیار خوبی برخوردار هستند و ساخت قطعه در این دستگاه ها نیاز به ساپورت گذاری ندارد.در صورتی که پودر از نوع پلاستیک و یا پلیمری باشد به آن پرینتر سه بعدی SLS گفته می شود و برای پودرهای فلز از پرینتر سه بعدی SLM استفاده می شود که توان لیزر بالاتری دارند و همچنین مجهز به محفظه خلاء و یا گاز خاص می باشند.

مزایای پرینتر سه بعدی(پرینتر 3 بعدی چیست؟)

اگر بخواهیم از مزایای دستگاه پرینتر سه بعدی صحبت کنیم، می توانیم بگوئیم که این تکنولوژی باعث ایجاد تغییرات زیادی در زندگی امروزی شده است و دلیل این تغییرات عملکرد بالای این دستگاه در تولید مدلهای سه بعدی پیچیده و کاهش بسیاری از هزینه های پیش تولید و بخصوص نمونه سازی است.

پرینتر 3 بعدی چیست؟

علاوه بر موارد فوق، استفاده از پرینتر سه بعدی در پروسه تولید کالاهای خاص و سفارشی، باعث صرفه جویی بسیار بالایی در هزینه هایی مانند ساخت قالب که پیش از این به صورت سنتی انجام می شد و بسیار پروسه زمان بری بود می شود. با توجه به نوع ماده مصرفی جهت تولید کالا، در برخی موارد مانند مواد سیلیکون می توان به کمک پرینتر سه بعدی قالب را پرینت سه بعدی نموده و مستقیماً از آن جهت قالب گیری مواد مختلف استفاده نمود.

پرینتر 3 بعدی چیست؟همچنین استفاده از پرینتر سه بعدی به جای روشهای سنتی تولید، باعث کاهش دور ریز و یا ضایعات می شود که این موضوع علاوه بر محیط زیست، باعث کاهش هزینه های تولید نیز میگردد.در پرینترهای سه بعدی، پیچیده بودن یک مدل زیاد حائز اهمیت نیست و دستگاه پرینتر سه بعدی می تواند یک مدل سه بعدی با پیچیدگی بسیار زیاد را پرینت نموده و آماده استفاده نماید.

به عبارت دیگر قطعات پیچیده ای که پیش از امکان تولید آنها به روشهای سنتی وجود نداشت، امروزه به کمک پرینتر سه بعدی قابل تولید است و این باعث می شود تا پروسه تولید یک محصول به دلیل ترکیب شدن چندین قطعه در همدیگر و ایجاد یک قطعه پیچیده کوتاهتر شود.

معایب پرینتر سه بعدی(پرینتر 3 بعدی چیست؟)

هر دستگاهی در کنار مزایای خود دارای معیبی نیز هست و می توان گفت که دستگاه بی عیب نداریم. برخی از معایب و یا نقاط ضعف عبارتند از:

• مقرون به صرفه نبودن تولید انبوه : دستگاه های پرینتر سه بعدی برای نمونه سازی و یا ساخت تعداد محدودی از قطعات کارایی دارند. در صورتی که هدف تولید انبوه یک محصول و یا قطعه باشد، استفاده از پرینتر سه بعدی مقرون به صرفه نخواهد بود.
• کند بودن پروسه تولید: بطور کلی سرعت این دستگاه ها در مقایسه با سایر روشهای تولیدی مانند دستگاه تزریق پلاستیک کند است و به همین دلیل دستگاه مناسبی برای تولید انبوه نیستند.
• مواد مصرفی محدود:  بر خلاف روشهای سنتی تولید که تنوع مواد اولیه آن بسیار بالا است، در پرینترهای سه بعدی، تنوع مواد مصرفی محدود است و این موضوع در برخی موارد مانع از بکارگیری آن در تولید محصول خاصی با مواد خاص می شود.
• محدودیت ابعادی: هر دستگاه دارای محدودیت ابعادی است و نمی توان قطعات بزرگتر از حجم پرینت دستگاه پرینت نمود مگر آنکه آن را چندین تکه کرده و جداگانه پرینت شوند.پرینتر 3 بعدی چیست؟

کاربردهای پرینتر سه بعدی(پرینتر 3 بعدی چیست؟)

مقالات بسیاری در مورد کاربردهای پرینتر سه بعدی نوشته و منتشر شده است که شما عزیزان می توانید جهت کسب اطلاعات دقیقتر در مورد کاربردهای این دستگاه به آنها مراجعه نمائید ولی بطور کلی می توان گفت که از این دستگاه می توان تقریباً در تمامی صنایع استفاده نمود. برخی از صنایعی که به وفور از آن استفاده می شود عبارتند از:

• هوا و فضا
• معماری و ماکت سازی
• صنایع اتومبیل سازی
• صنعت محصولات تجاری و کالاهای مصرفی
• تجهیزات الکترونیکی
• صنایع نظامی و انتظامی
• پزشکی و دندانپزشکی
• آموزش
• قالب سازی

راهنمای خرید پرینتر 3 بعدی (پرینتر 3 بعدی چیست؟)

برای اینکه بتوانید در بین پرینترهای سه بعدی موجود در بازار انتخاب درستی داشته باشید لازم است با معیارها و پارامترهای تاثیرگذار  آشنایی کاملی داشته باشید که در زیر اشاره بسیار کوچکی به آنها شده است.اولین مورد که در خرید پرینتر سه بعدی باید به آن توجه داشت تجهیزات حرکتی استفاده شده در دستگاه است.

پرینتر 3 بعدی چیست؟ جنس صفحه ساخت و یا صفحه پرینت دستگاه پرینترهای سه بعدی، نوع گرم کن ها و یا هیترها، ماژولهایی مانند ماژول خاموش کننده و ماژول کالیبراسیون اتوماتیک، دقت ابعادی دستگاه، ابعاد پرینت، نوع رابط کاربری، نوع کالیبراسیون صفحه ساخت، مدت زمان گارانتی و غیره از موارد مهم انتخاب دستگاه هستند که هنگام خرید  باید به دقت بررسی شوند.

فرایند های DLP و LCD هر دو مبتنی بر رزین هستند، بنابراین چه چیزی آنها را از هم جدا می‌کند؟ تفاوتهای موجود بین این دو تکنولوژی را یاد بگیرید.

معرفی سه فناوری چاپگر سه بعدی رزینی

پیش از این که در مورد تفاوت های بین چاپگرهای نوری DLP و LCD صحبت کنیم، بهتر است نگاهی مختصر به پرینت سه بعدی رزینی و چگونگی عملکرد DLP و LCD بیندازیم.

پرینت سه بعدی مبتنی بر رزین، که با نام پلیمریزاسیون نیز شناخته می‌ شود، شامل سه دسته است:

SLA – DLP و LCD

در این مقاله ما بیشتر به DLP و LCD پرداخته ایم، اما بد نیست اول طرز کار SLA را درک کنیم (پیشنهاد میشود مقاله تکمیلی SLA 3D Printer را نیز مطالعه کنید).

تمام فناوریهای پلیمریزاسیون مخزنی شامل رزین حساس به نوری هستند که توسط تابش نور به لایه های جامد تبدیل می شوند و در نهایت قطعه را می سازند. رزین در داخل یک مخزن یا باک قرار دارد و روی یک بستر ساخت پرداخت می شود و که این بستر در زمان شکل گرفتن قطعه به آرامی از داخل مخزن خارج می‌شود. تفاوت اصلی بین این سه تکنولوژی منبع نوری آنها است.

مشهورترین و قدیمیترین میان این سه تکنیک؛ استریولیتوگرافی یا SLA است. در این فرایند برای پرداخت رزین از لیزری بسیار دقیق استفاده می‌ شود که هدایت آن بعهدۀ گالوانومتر است. از گالولنومتر می‌ توان به عنوان آینه هایی استفاده کرد تا پرتو لیزر از قسمت شفاف پایین مخزن عبور کند و به نقطۀ خاصی در بستر ساخت بتابد.

اما در فرایند DLP یا Digital Light Processing، به جای لیزر از یک پروژکتور نور دیجیتال برای پرداخت رزین استفاده می شود. این نور تصویر کامل تمام لایه ها را روی انتهای مخزن می تاباند. نور به صورت انتخابی با استفاده از دستگاه دیجیتالی micromirror : DMD هدایت می شود؛ این دستگاه از صدها هزار آینۀ کوچک ساخته شده است.

لایه هایی که با استفاده از چاپگرهای DLP تولید می شوند از وُکسل تشکیل شده اند؛ وُکسل معادل سه بعدی پیکسل است. به این دلیل که صفحۀ پروژکتور خودش حاوی پیکسل است.

فناوری LCD، که کمتر از دو فناوری دیگر رایج است، تقریباً شبیه به DLP است. در این فرایند هم تمام لایه ها روی مخزن رزین تابیده می شوند؛ اما به جای پروژکتور، از نور UV ناشی از LEDهایی استفاده می شود که از طریق یک LCD می تابند. صفحه نمایش به عنوان یک ماسک عمل می کند و فقط پیکسل های لازم برای لایۀ فعلی را نشان می دهد. در ضمن برخلاف SLA و DLP، هیچ دستگاه خاصی برای هدایت نور لازم نیست.

حالا که سه نوع اصلی چاپ سه بعدی رزینی را شناختید، بگذارید روی دو مورد آخر متمرکز شویم و تفاوتهای آنها را مشخص کنیم.

پروژکتورهای DLP و صفحه نمایش LCD در مدرسه، دفتر و خانه و به طور کلی اطراف ما وجود دارند. اگر تفاوت بین این دو را می دانید، پس نیمی از راه را پیموده اید.

• DLP 3D Printer

پروژکتورهای DLP، برای ایجاد تصویر یک لایه نور را از طریق یک لنز به DMD می تابانند که این دستگاه باید نور را به سمت انتهای مخزن رزین هدایت کند. به این ترتیب، نور حاصل از یک پروژکتور DLP باید از طریق یک منبع کوچک گسترش یابد و سطحی عریض را بپوشاند. این امر احتمال انحراف و خرابی پیکسل ها در لبۀ مدلهای هندسی عریض را افزایش می دهد.

علاوه بر این، تعداد پیکسلهای پروژکتور DLP، صرف نظر از اندازۀ ۳D Print، یکسان است. این یعنی چاپهای کوچک تر و باریک تر می توانند از دقت بالاتری نسبت به چاپهای عریض تر در همان پرینتر DLP برخوردار باشند. برای تجسم این اثر، عکسی که با تلفن همراه خود گرفته اید را در نظر بگیرید؛ با بزرگنماییِ عکس، وضوح آن کاهش می یابد. این دقیقاً همان اتفاقی است که هنگام چاپ قطعات بزرگ با چاپگر DLP رخ می دهد، آنها «بزرگنمایی» می شوند.

البته باید این نکتۀ مهم را بدانید که در پرینترهای  سه بعدی حرفه ای که قطعات باکیفیت‌تری دارند، این مشکلات پیش نخواهد آمد. علاوه بر این، مسئلۀ «بزرگنمایی» لزوماً به معنی این نیست که پرینتر سه بعدی DLP از کیفیت چاپ ضعیف تری برخوردار است، فقط این که رزولوشن آن در پرینت مدلهای کوچک بهتر است.

• LCD 3D Printer

پرینترهای سه بعدی LCD از پرتو UV ساطع شده توسط LCD به عنوان منبع نوری استفاده می کند. نور پنل های تخت LCD مستقیماً و به صورت موازی روی بستر ساخت تابیده می شوند. از آنجا که در این فناوری نور گسترش پیدا نمی کند، خرابی پیکسل کمتر رخ می دهد.

این بدان معنی است که کیفیت پرینت با چاپگر LCD به تراکم LCD بستگی دارد. هرچه پیکسل بیشتری داشته باشد، کیفیت چاپ هم بهتر خواهد بود.

مزیت DLP و LCD، در مقایسه با SLA، سرعت ساخت است. از آنجا که تصویر کامل یک لایه بصورت یکجا تابانده می شود، این دو فناوری قادر به تولید سریع تر قطعات هستند.

کاربرد و قیمت چاپگرهای  نوری DLP و LCD

از هر دو فناوری DLP و LCD در صنایع دندانپزشکی، جواهرسازی و مهندسی و بسیاری موارد دیگر استفاده میشود. طبیعتاً، این فناوریها برای مقاصد سرگرمی و تزئینی هم به کار گرفته می شوند.

با نگاهی به بازار، متوجه می شوید که پرینترهای سه بعدی DLP دستگاه های گران قیمت و حرفه ای هستند. فناوری LCD، که جدیدتر است، بیشتر در پرینترهای رومیزی و مقرون به صرفه دیده می شود.

همانطور که قبلاً گفته شد، چاپگرهای ارزان‌تر DLP گاهی اوقات دچار خرابی وکسل می شوند. با این حال، اگر کمی سرمایه گذاری بیشتری انجام دهید، احتمال بروز این مسئله کمتر خواهد شد. به این دلیل که پرینتر های باکیفیت تر دارای سخت افزار بهتری هستند که برای اصلاح همین مشکلات طراحی شده اند.

به طور کلی، پرینترهای سه بعدی LCD از اجزای ارزان تری نسبت به پرینترهای DLP استفاده می کنند و به همین دلیل گزینه ای ارزان تر برای چاپ سه بعدی با رزین محسوب می شوند. این اتفاقی خجسته است چون کاربران بیشتری می توانند با پرینتر سه بعدی رزینی کار کنند.

هر دو فناوری DLP و LCD توانایی چاپ سریع و باجزئیات را دارند، اما با افزایش قیمت، پرینترهای سه بعدی DLP از همتایان LCD خود پیشی می گیرند.

اگر شما سازنده ای حرفه ای هستید که به جزئیات دقیق و سرعت چاپ بالا نیاز دارید، توصیه می کنیم سراغ پرینترهای DLP حرفه ای بروید. از طرف دیگر، اگر در پرینت سه بعدی با رزین مبتدی هستید، LCD انتخابی عالی خواهد بود.

توجه کنید هنگام مقایسه سه گانه بین DLP – LCD – SLA ، وقتی بحث بالاترین کیفیت بدون عامل زمان پرینت و هزینه مدنظر باشد، چاپگر SLA بدون هیچ حرف و حدیثی انتخابی عاقلانه خواهد بود. اما در این مقاله ما تفاوتهای DLP و LCD را بررسی کردیم.

https://borna3d.com/%D9%BE%D8%B1%DB%8C%D9%86%D8%AA%D8%B1-3-%D8%A8%D8%B9%D8%AF%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/

https://www.google.com/amp/s/www.3dpe.ir/dlp-vs-lcd-3d-printer-comparison/amp/