پرینت سه‌بعدی چطوری کار می‌کنه؟

پرینتر سه‌بعدی انواع گوناگونی داره که به صورت کلی به سه دسته تقسیم میشه:

(SLS (Selective Laser Sintering

در این روش مواد اولیه به صورت پودر هستن و با تابش لیزر این پودرها ذوب و با پیوند به یکدیگر و به جامد تبدیل میشند. محفظه ای از پودر رو در نظر بگیرید که با تابش لیزر یه آدمک سرامیکی داخل این پودر تشکیل میشه. این روش هزینه نسبتا زیادی داره و متریال فلزی مانند تیتانیوم یا چوب هم با همین روش قابل پرینت شدنه. دقت زیادی داره و یکی از بهترین مزیت‌هاش احتیاج نداشتن به ساپورت هنگام پرینته. اشکال بسیار پیچیده مثل سلاح جنگی هم با این متد قابل ساخته.

(SLA (Stereolithography

این یه روش افزایشی هست و به وسیله آن پلیمر مایع (رزین) با تابش لیزر یا پروژکتور به پلاستیک سخت تبدیل میشه. کاربرد این متد در قالب‌های جواهرسازی و ماکت‌های دندانپزشکی و جاهایی که نیاز به دقت در ابعاد بسیار ریز است بی‌شمارست. این روش هم مانند SLS پرهزینه و کاربرد خانگی ندارد.

(FDM (Fused Deposition Modeling

این روش متداول‌ترین نوع پرینتر در دنیا به صورت دسکتاپ، و هر جایی قابل استفادست. هزینه پایین و کار کردن باهاش راحته. رشته‌های بلند پلیمری (پلاستیک) به اسم فیلامنت (Filament) به وسیله حرارت ذوب و با لوله باریک نازل در محورهای y و x در جهت z پاشش داده میشه و با برخورد با محیط به سرعت سرد میشه. روش این پرینتر از پایین به بالا و به صورت لایه‌به‌لایه است. وقتی نقطه‌ پرینت شیبی بیشتر از شیب ۴۵‌درجه داشته باشه به دلیل نریختن مواد نیاز به شکلی به اسم ساپورت در اطراف و زیر آن هست. ساپورت رو با استحکام پایین پرینت میکنن که در آخر راحت از شکل اصلی جدا بشه. نرم‌افزارهای زیادی برای انجام پرینت سه بعدی مانند Simplify3D وجود داره که شما طرح سه بعدی رو به اون میدید و این نرم‌افزار کل طرح رو به فرمان‌های z,x,y به نازل (G-code) ترجمه میکنه. اون فایل G-code رو با اتصال مستقیم کامپیوتر به پرینتر یا ریختن در فلش مموری میتونین بزارید برای پرینت شدن.

همون جور که موقع نقاشی کشیدن مداد توی دستمون رو توی دو محور xوyبه حرکت در میاریم و یک تصویر رو میکشیم پرینتر سه بعدی هم همین کار رو میکنه، اما با این تفاوت که پرینتر سه بعدی همونجور که از اسمش پیداست در یک محور دیگه هم حرکت میکنه که محور zهست و باعث ایجاد حجم میشه. توی پرینتر نیروی محرکه از طریق موتور‌های الکتریکی خواصی به نام استپ پر متور stepper motor تأمین میشه علتش هم اینه که این موتور‌ها بسیار دقیق هستند و میتونن کوچک‌ترین حرکات رو هم انجام بدن، این موتور‌ها هر یک چرخش کامل رو به چندین استپ یا قدم تبدیل میکنن که در موتور‌های مختلف تعداد استپ‌ها متفاوت، هر بار که به سیم پیچ‌های این متور‌ها ولتاژ اعمال بشه شفت چند درجه حرکت میکنه با تکرار اعمال ولتاژ شفت یه دور کامل که ۳۶۰ درجه باشه میچرخه همین ویژگی باعث میشه که این موتور‌ها برای پرینتر سه بعدی استفاده بشن،ماده مصرفی در پرینتر سه بعدی برای ساخت مدل مورد نظر نوع خواصی از پلاستیک که توسط یک هیتر کوچیک ذوب میشه و بعد توسط نازل روی هیت سینک ریخته میشه و سرد میشه. کنترول دستگاه هم به این صورت که مدل مورد نظر رو بعد از طراحی، به فرمت nc.تبدیل میکنن، این فایل درواقع ترجمه مدل به g code هست، تمام تصویر مورد نظر ما تبدیل میشه به اینکه محور‌های xyz در چه جهاتی حرکت کنند.و در نهایت این فایل به وسیله یو اس بی به سخت افزار پرینتر سه بعدی متصل میشه و این اطلاعات در نهایت باعث گردش محور‌ها میشه.

امروزه تکنولوژی پرینت سه بعدی خیلی متنوع شده که در درجه اول، جنس مدل و رزلوشن سطح کار مدل تعیین کننده نوع تکنولوژی پرینت هستن. بطور خیلی خلاصه، در پرینت سه بعدی، مدل سه بعدی لایه لایه ( اسلایس) میشه و بعد طرح دوبعدی ایجاد شده بترتیب لایه به لایه در دو بعد توسط پرینتر با ذوب کردن مواد ایجاد میشه. پرکاربردترین و ارزانترین نوع پرینت استفاده از فیلمنتهای پلاستیکی هستن که این فیلمنتها موقع خروج از نازل پرینتر با گرمای زیاد ذوب میشن. در پرینترهای صنعتی و گرانقیمت که نیاز به تولید مدل فلزی هستش، مخزنی از پودر فلز مورد نظر پر شده و نازل پرینتر که پرتو لیزر هستش با تابش نقطه ای به نقاط تعیین شده درون پودر فلز باعث ذوب شدن پودر فلز و در نتیجه ایجاد لایه‌ها میکنه.