ساخت قطعات با دوام از ترموپلاستیک ها در تکنولوژی FDM
ساخت نمونه های مفهومی، نمونه های کاربردی و قطعات قابل استفاده از ترموپلاستیک های استاندارد و با عملکرد بالا نتیجه تکنولوژی FDM است. این تنها تکنولوژی از انواع پرینترهای سه بعدی است که قطعات پرینت شده با آن، در برابر حرارت، ضربه های مکانیکی و رخدادهای شیمایی مقاوم است.
Fused Deposition Modeling
تاریخچه تکنولوژی FDM
تولید افزایشی یا چاپ سه بعدی، برای ایجاد نمونه های اولیه از سال 1980 برای تولید اولیه محصول معرفی شد و خیلی زود به سریع ترین و ارزان ترین راه برای تولید اولیه محصولات صنعتی و دیگر صنایع تبدیل شد. تکنولوژی fdm محبوب ترین روش پرینت سه بعدی است که در سال 1992 توسط اسکات کرامپ اختراع شد و از آن زمان تا کنون برای تولید نمونه های اولیه در دستگاههای چاپ سه بعدی استفاده می شود. سیر و تحول این روش به گونه ای بود که خیلی زود با کاهش هزینه پرینت سه بعدی به ارزان ترین و سریع ترین روش برای تولید کالاهای سفارشی تبدیل شد. پرینترهایی که با تکنولوژی fdm کار می کنند از یک فیلامنت ترموپلاستیک مانند ABS ویا PLA تغذیه میکنند که با ذوب کردن این فیلامنت و سپس اکسترود کردن آن جسم سه بعدی را به صورت لایه به لایه بوجود می آورند.
نحوه کار تکنولوژی fdm
ابتدا فایل سه بعدی جسم مورد نظر خود را توسط کامپیوتر و نرم افزارهای مربوطه، طراحی سه بعدی کرده و سپس با فرمت قابل شناسایی برای پرینترهای سه بعدی ذخیره می کنیم. که در حال حاضر مناسب ترین فرمت، STL و یا STP می باشد. فایل ذخیره شده را مجددا در نرم افزارهای رابط چاپگرها باز کرده و پس از انجام تنظیمات توسط اپراتورمربوطه ، از آن خروجی gcod تهیه نموده و بر روی SD کارت کپی کرده و به چاپگر متصل می کنیم. حال با روشن کردن چاپگر سه بعدی ،دستگاه محتوای حافظه جانبی را برای پیدا کردن فایل print را جستجو کرده و به محض یافتن و خواندن آن شروع به ساخت جسم سه بعدی به صورت لایه به لایه می کند. برای ساخت لایه ها، مواد پلاستیکی از طریق یک سیم پیچ و منبع تغذیه به نازل اکستروژن هدایت شده و این نازل با ذوب کردن مواد اولیه، آنها را بر روی صفحه ساخت، اکسترود می کند. نازل و پایه همزمان با هم در تماس اند به طوری که ابعاد شئ به مختصات x,y,z توسط پایه و نازل در هنگام چاپ کنترل می شود.
در تکنولوژی fdm نازل اکستروژن حرکتی افقی و عمودی را برای رسم مقطع نمونه مورد نظر بر روی پلتفرم طی می کند. این لایه نازک که از پلاستیکی سخت و گرم می باشد، بلافاصله به لایه زیر چسبیده و هنگامی که لایه کامل می شود، صفحه ساخت با دقتی معادل 300 میکرون یا کمتر، برای ساخت لایه بعدی حرکت می کند. زمان چاپ و تولید نمونه بستگی به ابعاد نمونه ای دارد که در حال تولید است و اشیاء کوچکتر در حدود چند اینچ مکعب ویا اجسام با طول بیشتر ولی ضخامت کم را به سرعت چاپ می کند. ولی اشیائی که دارای پیچیدگی های بالا و ابعادی بزرگتر هستند سرعت دستگاه را نسبت به حجم کار کاهش می دهند. اما در مقایسه با تکنولوژی SLA و تکنولوژی SLS این روش نسبتاً کند می باشد.
کاربرد پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی fdm
- این روش برای مدل های مفهومی، تست نمونه وساخت نمونه سریع برای برقراری ارتباط بین طراحی و نمونه نهایی بسیار مناسب است.
- نمونه هایی که تولید می شود می تواند نمونه های اولیه کاربردی باشد که در سنجش عملکرد نمونه نهایی به کار می رود.
- برای تولید قطعات پایانی بدون اینکه برای ساخت قالب آن زمان و هزینه زیادی را هدر دهد به کار می رود.
- ساخت ابزار ها را بسیار سریعتر از دستگاه های تولید، قالبسازی و تولید انجام می دهد و نیاز به تراشکاری دوباره ندارد.
در ادامه کلیپ کوتاهی از نحوه کاربرد پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی fdm را مشاهده فرمایید