استفاده از پرینترهای سه بعدی در صنعت، شیوه ی نوپایی است که اگرچه هنوز فراگیر نشده است اما پتانسیل بالایی برای استفاده صنایع در آینده خواهد داشت. افزایش فروش پرینترهای سه بعدی گواه بر این امر است بطوریکه در سال 2014 تعداد فروش این دستگاه ها 108,151 بود و در سال 2015 به 217,350 عدد رسید که نشان دهنده افزایش دوبرابری این محصول است. پیش بینی می‌‌‌‎شود که تا سال 2018 فروش پرینترهای سه بعدی به 2,300,000 عدد برسد.

پرینترهای 3 بعدی میتوانند در صنایع هوافضا،پزشکی، غذایی، نظامی، خودروسازی و ساخت اندام مصنوعی بدن مورد استفاده قرار بگیرند. این نوع پرینترها حتی میتوانند قطعات خود را نیز پرینت کنند و به نوعی خود را کپی کنند. طراحان باید به منظور تولید قطعات با استفاده از پرینترهای سه بعدی از شیوه عملکرد این دستگاه ها آگاهی داشته باشند تا بتوانند بهینه ترین استفاده را داشته باشند. در این مقاله قصد داریم به معرفی انواع شیوه عملکرد پرینترهای سه بعدی بپردازیم و از وجه تمایز آنها آگاه شویم.

پرینترهای (FFF (Fused filament fabrication

این نوع از پرینترهای سه بعدی با خارج کردن فیلمنت مذاب میتواند قطعات را لایه به لایه چاپ کنند. آنها میتوانند در سطح گسترده ای برای چاپ قطعات بسیار بزرگ استفاده شوند. این نوع از پرینتر ها بسیار ازان هستند و از حدود 300 دلار شروع میشوند و برای افراد مبتدی مناسب است و با وجود نرم افزار ساده آنها نمیتوان برای چاپ قطعات پیچیده استفاده کرد. پرینترهای نوع FFF بازه وسیعی از مواد پلاستیکی را پوشش میدهد و  سطح پرداخت قطعه ی پرینت شده کم است.

MakerBot-Replicator-2

پرینتر سه بعدی MakerBot Replicator 2 از نوع FFF

  • استفاده برای: نمونه های اولیه، اشیاء سرگرمی، صنایع
  • مواد: ترموپلاستیک هایی مثل ABS و PLA
  • بازه اندازه ساخت: “4.5*”4.5*”4.5 تا “36*”36*”36
  • رزولوشن ساخت: 50 تا 500 میکرون

موارد استفاده

  • قطعات ارزان قیمت

مزیت ها

  • قیمت پایین مواد
  • سرعت بالای چاپ
  • انعطاف پذیری در طراحی

معایب

  • دقت کم
  • برای قطعات پیوسته
  • سطح پرداخت کم

 پرینترهای استریولیتوگرافی (SLA)

این نوع از پرینتر ها بصورت لایه به لایه از طریق لیزر فرابنفش یا استفاده از ویدیو پروژکتور ، طرح را الگویابی کرده و اجسام  را چاپ میکند. قطعاتی که با این نوع پرینترها چاپ میشوند از قطعات چاپ شده توسط پرینترهای FFF محکم تر اند. به دلیل هزینه بالای چاپ از این نوع پرینترها برای صنایع بزرگ و قطعات مهم استفاده میشود.
محکم بودن قطعات چاپ شده با SLA سبب میشود که بتوان از آن در چاپ قطعات پزشکی، مدل های حرفه ای و صنایع دستی استفاده کرد. حداقل قیمت این ار چاپگر ها از 2000 دلار تا 4000 دلار شروع میشود. به دلیل هزینه بالای فیلمنت برای ساخت قطعات بزرگ با پروسه طولانی استفاده نمیشود. پرینتر سه بعدی Ember DLP SLA از شرکت اتودسک نمونه ای از این نوع پرینترها می باشد که دارای نرم افزار متن باز هم هست.

  • استفاده برای: مدل ها، قالب جواهرات، قطعات پزشکی و دندانپزشکی، قطعات صنعتی
  • مواد: فوتوپلیمر
  • بازه اندازه ساخت: “5.2*”2.5*”1.5 تا “6*”6*”6
  • رزولوشن ساخت: 25 تا 50 میکرون

موارد استفاده

  • قطعاتی با پیچیدگی بالا

مزیت ها

  • سطح پرداخت بالا
  • رزولویشن به شدت زیاد
  • انعطاف پذیری در طراحی
  • دقت بالا

معایب

  • حجم ساخت کم
  • انعطاف پذیری پایین قطعات ساخته شده
  • هزینه بالای مواد
  • سرعت تولید کم

پرینترهای (SLS (Selective laser sintering

پرینترهای سه بعدی SLS به وسیله پودری از جنس نایلون، حجمی از طرح را ایجاد میکنند و سپس با یک لیزر قدرتمند آن را خشک میکنند و به شکل دلخواه در می آورند. این فرآیند لایه به لایه در طی چاپ قطعه ایجاد میشود تا به پایان برسد. پرینترهای SLS  را میتوان به عنوان دقیق ترین نوع پرینترهای سه بعدی معرفی کرد. این نوع از پرینترها یک سرو گردن بالاتر از پرینترهای SLA  است و میتوان از آن برای چاپ قطعات چند رنگ هم استفاده کرد.

کیفیت قطعات چاپ شده از این پرینترها بسیار بالاست. به همین دلیل پرینترهای SLS قیمت بالایی دارند. قیمت این دستگاه ها از 10,000 دلار تا 850,000 دلار (3D Systems sPro 230) متفاوت است که این مسئله میتواند برای افراد یا شرکت هایی که قصد خرید این نوع از پرینترها را دارند ایجاد محدودیت کند.

3d-printer-3dsystems-spro-230-perspective

پرینتر سه بعدی 3D Systems sPro 230 که از نوع SLS می باشد.

  • استفاده برای: سمعک ها ، لثه مصنوعی، قطعات پیشرفته، دست مصنوعی
  • مواد: مواد پودری مثل نایلون-11، نایلون-12، دانه های شیشه ای، الیاف کربن
  • بازه اندازه ساخت:  “6*”6*”6 تا “24*”18*”18
  • رزولوشن ساخت: 100 تا 125 میکرون

موارد استفاده

  • قطعاتی با پیچیدگی بالا و اندازه بزرگ
  • قطعاتی با شکاف و سوراخ های زیاد

مزیت ها

  • سطح پرداخت بالا
  • رزولویشن به شدت زیاد
  • انعطاف پذیری در طراحی
  • دقت بالا
  • ساخت قطعات بزرگ
  • هزینه پایین مواد اولیه

معایب

  • هزینه تولید بالا برای قطعات پیشرفته
  • سرعت تولید کم