ساخت قطعات صنعتی با استفاده از پرینتر سه بعدی

ساخت مواد صنعتی با استفاده از پرینتر سه بعدی در انواع مهندسی از جمله مهندسی مکانیک ارائه می شود. چاپ سه بعدی در فلز امکان ایجاد اشیائی با شکل های پیچیده ای را می دهد که، یا ساختن آن غیرممکن است و یا تولید آن با استفاده از سایر فن آوری ها بسیار گران تمام می شود.

قطعات صنعتی چیست

لازم است که تعریفی کوتاه در باب “قطعات صنعتی” ارائه دهیم. این مفهوم مبهم نوعی کار سازنده برای تولیدکنندگانی است که در زمینه هایی مانند هوافضا ، اسلحه ، نفت و گاز ، خودرو ، کالاهای مصرفی ، پزشکی و دندانپزشکی و دریایی و …فعالیت می کنند. به طور گسترده ، بخش کالاهای صنعتی تجهیزات و قطعات مورد استفاده در ساخت کالاهای دیگر را به فروش می رساند.

امروزه دیگر بدیهی است که چاپ سه بعدی راهی عالی برای تولید نمونه های اولیه برای بررسی مفهوم یا تست عملکرد های مناسب است، اما شواهدی وجود دارد که نشان می دهد این روش به طور چشمگیری برای تولید قطعات صنعتی واقعی نیز محبوب است. این امر به ویژه در مواردی كه محصول بسیار کوچک باشد كه ریخته گری و قالب ریزی مقرون به صرفه نباشند و یا در جایی كه پیچیدگی بخشی فرآیندها مانند ماشین کاری ممنوع باشد نیز صدق می کند. قبل از تصمیم گیری برای ساخت قطعات صنعتی با استفاده از پرینتر سه بعدی بهتر است موارد زیر را در نظر بگیرید:

فناوری های موجود در صنعت پرینتر سه بعدی

در پرینتر سه بعدی از سه فرآیند تولید افزودنی مختلف استفاده می شود: لیزر مستقیم فلزی(DMLS) ، لیزر انتخابی (SLS) و استرولیتوگرافی .(Sl)

DMLS با توجه به توانایی آن در ایجاد قطعات فلزی کاملاً متراکم در صورت تقاضا ، یک گزینه آزمایش شده و اثبات شده برای کاربردهای نهایی است، اگرچه SLS اغلب یک راه حل عالی برای اجزای پلاستیکی کم مصرف است. همچنین slهمیشه یک فرایند نمونه محور بوده است ، اگرچه فناوری های پوشش ثانویه برای افزودن دوام به قطعات مبتنی بر رزین SL وجود دارد.

موارد اولیه چاپ سه بعدی

تقریبا وجود دو هزار رزین و پودرهای قابل استفاده در چاپ سه بعدی ، امروزه بسیاری از نیازهای مکانیکی و الکتریکی را در ساخت قطعات صنعتی بر آورده می کند که بیشتر آنها برای استفاده طولانی مدت مناسب هستند. از کروم کبالت گرفته تا موارد اولیه پلاستیکی و فلزی ، انواع قطعات قابل استفاده نهایی در مقادیر مقرون به صرفه و با دقت کافی برای رقابت با ماشینکاری و قالب های تزریقی را می توان با استفاده از پرینتر های سه بعدی تولید نمود.

طراحی مخصوص پرینتر های سه بعدی

در بسیاری از موارد، تفاوت محدودی بین طراحی قطعات صنعتی نمونه اولیه و نمونه ای که برای پرینتر سه بعدی استفاده می شود، وجود دارد. نکته مهم این است که طراحان و مهندسان محصول، پتانسیل چاپ سه‌بعدی را برای چنین استفاده ای تشخیص دهند. ایجاد اشکال ارگانیک و شبکه های پیچیده ای که در تولید های مرسوم ناممکن است، توسط پرینترهای سه بعدی ممکن می شود.

صرفه اقتصادی:

با وجود نقاط قوت بسیاری که دارد ، هزینه های چاپ سه بعدی مقرون به صرفه بوده و استفاده از آن برای اکثر برنامه های با حجم بالا بسیار مناسب است. به همین دلیل ، درک اینکه چه هزینه ای برای قطعات نهایی تولیده شده مناسب است، گام مهمی در هر پروژه صنعتی است. هر قطعه ای که از آن برای ساخت محصولات بسیار مهم مانند قطعات صنعتی استفاده شده در خودرو ها گرفته تا اجزای ساده تر و یا پیچیده تر، با استفاده از پرینترهای سه بعدی قابل چاپ است اما تصمیم برای استفاده از این پرینترهای به شرطی توصیه می شود که برای تولید کننده صرفه اقتصادی بیشتری به همراه داشته باشد.

استفاده از DMLS

بیایید با یکی از اولین سؤالات اساسی در مورد طراحی قطعات صنعتی شروع کنیم: فلز یا پلاستیک؟ پاسخ مشخص می کند که از کدام فرآیند برای ساخت قطعات باید استفاده شود. در صورت نیاز به قطعات فلزی، DMLS گزینه منطقی است. DMLS چندین قطعات پزشکی و هوافضایی فلزی را تولید می کند که از جمله متریال اولیه آن می توان به فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم و تیتانیوم اشاره کرد.

با توجه به اینکه از این فناوری در ساخت قطعات حساسی همچون قطعات صنعتی هوا فضا و قطعات خاصی مانند قطعات پزشکی که در بدن انسان کار گذاشته می شوند، استفاده می شود، می توان از کاربرد این فناوری در تولید قطعات صنعتی فلزی دیگر نیز اطمینان کسب کرد.

استفاده از SLS

ممکن است DMLS در بخش کم حجم و استفاده نهایی، بهترین مدعی باشد ، اما SLS نیز از نظر فناوری ، کاملاً شبیه DMLS است. هر دو از لیزر برای ترکیب لایه های مواد در بستر پودر استفاده می کنند. استفاده از کل حجم محفظه ساخت در SLS آسانتر بوده، بنابراین تنظیم قسمت و پردازش پس از آن ساده می شود و در نتیجه هزینه ها را کاهش می دهد. متریال اولیه این فناوری محدود به پلاستیک های خانواده نایلون است، اگرچه مواد شیشه ای و فیبر نیز موجود است.

استفاده از ls

اگر DMLS فناوری جدیدی در پرینتر های سه بعدی باشد ،می توان sl را فناوری ریشه ی آن در نظر گرفت. SL  به عنوان فناوری اصلی و بلامنازع نمونه سازی سریع ، قطعات بسیار دقیق و کاملاً مفصلی را تولید می کند ، اما به طور کلی برای قطعات صنعتی نهایی نادیده گرفته می شود. دلیل این موضوع این است که رزین قابل استفاده شده در SL در طولانی مدت در معرض نور UV واکنش نشان می دهد و منجر به تخریب مواد و حرکت جزئی می شود.

قطعات صنعتی خود را با سهولت و سرعت تولید کنید

با نمونه سازی سریع از طریق پرینترهای سه بعدی، می توانید زمان نمونه سازی خود را از چند ماه به چند روز کوتاه کنید. چاپ سه بعدی نه تنها زمان توسعه محصول شما را کوتاه می کند بلکه به لطف مدیریت بهتر نسخه های مختلف شما ، دقت نمونه اولیه نهایی شما را نیز بهبود می بخشد.

با استفاده از پرینتر های سه بعدی عملکرد دستگاه خود را بهینه کنید

چاپ سه بعدی می تواند تا زمانی که رهنمودهای طراحی رعایت شود ، هر قطعه ای را که بتوانید تصور کنید را تولید کند ، که در مورد فن آوری های تولید سنتی، مانند قالب های تزریقی چنین نیست. این موضوع به شما امکان می دهد قسمتهای سبک تر و قوی تری ایجاد کنید که با هیچ روش دیگری تولید نتواند تولید شود. هندسه های پیچیده ای هم اکنون نیز کاملاً در دسترس هستند.

قطعات شکسته را سریع جایگزین کنید

یکی از قسمت های مهم در ابزار دستگاه شما شکسته شده است؟ به جای تغییر کل دستگاه ، می توانید فقط فایل سه بعدی آن قطعه ی شکسته شده را طراحی کرده یا آن را در میان چندین طرح موجود در  آرشیو طرح های سه بعدی پیدا کنید.

اگریک قسمت اغلب شکسته می شود ، از چاپ سه بعدی استفاده کنید تا از شکسته شدن آن جلوگیری کنید. دوباره فکر کردن و مهندسی مجدد این قسمت می تواند به شما در بهبود مقاومت در طول زمان یا محدودیت های خاص کمک کند. از پرینتر خود استفاده کنید تا یک سری قطعات لازم را به دست آورید تا تمام قطعات منسوخ شده در دستگاه های خود را جایگزین کنید.