لطفا جاوا را فعال نمائید

تاثیر ساختار بدنه در پرینترهای سه بعدی

معرفی و مقایسه انواع بدنه ها در پرینترهای سه بعدی

معرفی و مقایسه انواع بدنه ها در پرینترهای سه بعدی

31 تير 1396/دکتر بهزاد عبدی
معرفی و مقایسه انواع بدنه ها در پرینترهای سه بعدی

می توان گفت که طراحی غیر استاندارد بدنه پرینتر سه بعدی می تواند بر عملکرد صحیح آن تاثیر زیادی داشته باشد. شاید در نگاه اول  بدنه دستگاه جزء ساده ترین قسمتهای دستگاه به شمار آید ولی طراحی استاندارد بدنه دستگاه یکی از مهمترین عوامل تضمین کننده یک پرینت با کیفیت است. اتصالات متحرک دستگاه بر روی بدنه قرار می گیرد و تمام ارتعاشات دستگاه به بدنه انتقال می یابد و اگر بدنه طراحی استاندارد نداشته باشد به خصوص در صفحه های ساخت بزرگ، امکان بروز مشکل بسیار بالا است.


در چند سال گذشته مدلهای متفاوتی از پرینترهای سه بعدی طراحی و به بازار عرضه شده است و عمده تفاوت آنها با همدیگر بدنه و ساختار پرینتر است و در حالت کلی اکثر آنها از سیستمهای یکسانی استفاده نموده اند. به عنوان مثال می توان به چند نمونه پرینتر سه بعدی نشان داده شده در شکلهای زیر اشاره نمود.

همانطور که در شکل بالا مشاهده می نمائید همه آنها بسیار شبیه به همدیگر هستند و با حذف کردن فریم از این دستگاه ها به سختی می توان آنها را از همدیگر تشخیص داد چرا که به غیر از بدنه این دستگاه ها تجهیزات بکار رفته در آنها تقریباً یکسان است و همه آنها از تعداد یکسانی استپر موتور، لید اسکرو، پولی و تسمه تایم، صفحه ساخت، هات اند، اکسترودر و غیره تشکیل یافته اند و تنها چیزی که این پرینترها را از همدیگر متمایز می کند بدنه دستگاه و یا سازه آن است.


تقریباً می توان گفت که اکثر پرینترهای سه بعدی که توانستند در بازار فروش خوبی داشته باشند دارای چند ویژگی منحصر به فردی هستند که آنها را از بقیه پرینترها متمایز نموده است و در بین این ویژگی ها، بدنه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. 


در ساخت فریم و یا بدنه پرینترهای سه بعدی از تجهیزات و قطعات متنوعی استفاده می شود ولی بطور کلی می توان تمامی مدلها را در سه گروه دسته بندی نمود که عبارتند از:



  • پرینترهای سه بعدی با بدنه پیچ و مهره ای

  • پرینترهای سه بعدی با بدنه برش لیزر شده و یا فرز سی ان سی شده

  • پرینترهای سه بعدی با بدنه یکپارچه فلزی و یا تزریق پلاستیک شده

پرینترهای سه بعدی با بدنه پیچ و مهره ای

این نوع پرینترهای سه بعدی جزء ساده ترین و ارزانترین پرینترهای سه بعدی می باشند و بیشتر در پرینترهای سه بعدی دست ساز و یا کیت (مشهور به Reprap) مشاهده می شود. در این پرینترها از اتصالات پیچ و مهره مانند پیچ های متری و یا شفتهای دنده شده جهت ساخت سازه پرینتر سه بعدی استفاده می شود. سازه این نوع پرینترهای سه بعدی بسیار به سازه های عمرانی (مانند پل ها و خرپاها) شبیه است. این نوع سازه ها و یا بدنه های بکار رفته در پرینترهای سه بعدی دارای مزایایی و معایبی هستند که از بین آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود.



مزایای پرینترهای دارای بدنه پیچ و مهرهای

این نوع سازه ها بسیار ارزان قیمت بوده و هزینه تولید پرینتر سه بعدی را به شدت کاهش می دهد. دسترسی به این تجهیزات بسیار آسان می باشد چرا که این نوع تجهیزات در بازار به وفور یافت می شود و کاربردهای بسیار زیادی در سایر صنایع دارد. در کنار ارزان بودن آنها، کار کردن با آنها بسیار آسان بوده و به راحتی می توان انواع مختلفی از سازه های پیچ و مهره ای را طراحی نموده و اجرا نمود. ساده بودن این نوع سازه ها به تمامی افراد علاقه مند به پرینتر سه بعدی اجازه می دهد تا به راحتی بتوانند پرینتر سه بعدی خود را مونتاژ نمایند. یکی دیگر از مزایای این نوع فریم ها آن است که به راحتی می توان اتصلات آنها را با استفاده از یک دستگاه پرینتر سه بعدی پرینت نموده و استفاده نمود و این باعث می گردد تا دست طراحان در طراحی اتصالات مورد استفاده بسیار باز باشد. و این بدان معنا است که این نوع پرینترهای سه بعدی به راحتی قابل کپی نمودن و ساخته شدن دوباره هستند.



معایب پرینترهای دارای بدنه پیچ و مهرهای

از معایب این نوع فریمها اول می توان به شکل ظاهری آنها اشاره نمود. این نوع پرینترهای سه بعدی دارای ظاهر خوبی نیستند و ب همین دلیل در بازار محبوبیت زیادی ندارند. ایراد بعدی این نوع فریمها عدم استحکام آنها و متناسباً دقت نمونه پرینت سه بعدی شده است چرا که با جابجایی پرینتر می بایست عمل کالیبراسیون و کنترل از اول انجام گیرد. همچنین به دلیل عدم پوشش قسمتهای مختلف بکار رفته در این پرینترهای سه بعدی مانند تسمه های تایم، موتورها، لید اسکروها و غیره، این نوع پرینترهای سه بعدی ایمن نمی باشند و ممکن است باعث بروز صدماتی به کاربر شود و در استفاده از آنها می بایست دقت بسیاری نمود چرا که ممکن است قسمتی از لباس و یا موی کاربر در بین اتصالات متحرک آن گیر کرده و یا به دیلی تماس با قسمتهای داغ دستگاه، سوختگی ایجاد شود. بنابراین می توان گفت که کودکان نباید از این نوع پرینترهای سه بعدی استفاده نمایند. 

پرینترهای سه بعدی با بدنه پیچ و مهره ای

پرینترهای سه بعدی با بدنه برش لیزر شده و یا فرز سی ان سی شده

روش دیگر جهت ساخت بدنه پرینتر سه بعدی استفاده از پانل های برش لیزر شده و یا فرز سی ان سی شده است. در چند سال اخیر، بسیاری از پرینترهای سه بعدی فروش رفته در بازار به این روش طراحی و ساخته شده اند که از بین آنها می توان به برخی مدلهای  پرینترهای سه بعدی میکربات و  اولتی میکر اشاره نمود که با استفاده از پنل های چوبی (و گاهاً پانلهای پلاستیکی مانند پلکسی ) برش لیزر شده تولید می شدند. در شکل زیر چند نمونه از پرینترهای سه بعدی با بدنه برش لیزر شده و یا فرز سی ان سی شده نشان داده شده است.


از دلایلی که باعث شده است که این نوع بدنه پرینتر سه بعدی بسیار محبوب باشند، قیمت نسبتاً پائینی است چرا که در بیشتر موارد از صفحات چوبی MDF و یا چند لایه و صفخات پلاستیکی مانند پلکسی قیمت پائینی دارند. همچنین طراحی جهت برش لیزر و یا فرز سی ان سی بسیار آسان است و نیازمند فراگیری زیادی و یا استفاده از نرم افزارهای طراحی سه بعدی بسیار پیچیده نیست. اسمبل نمودن قطعات تولید شده جهت بدنه بسیار آسان بوده و با استفاده از پیچ مهره قابل اجرا است و در کنار آن فریم ساخته شده دارای ظاهر نسباً خوبی است. علاوه بر تمامی موارد ذکر شده، پرینترهای سه بعدی ساخته شده با این نوع فریم ایمن تر از بدنه های پیچ و مهره ای هستند چرا که اکثر قطعات متحرک و و سیمهای برق دارای کاور محافظ هستند. پرینترهای سه بعدی ا این نوع فریم و بدنه نسبت به مدل قبلی دارای دقت نسبتاً خوبی بوده و طول عمر بیشتری دارد. یکی از مزایای اصلی تولید این نوع پرینتر سه بعدی، پائین بودن هزینه تولید است و پروسه تولید می تواند در یک دفتر کار کوچک اجرایی شود و نیازمند تجهیزات بزرگ و گرانقیمت نمی باشد و می توان گفت که اکثر شرکتهای تولید کننده پرینتر سه بعدی با این نوع پرینترهای سه بعدی وارد بازار نمونه سازی سریع شدند.


ساخت پرینتر سه بعدی با پانل های برش لیزر شده و یا سی ان سی شده دارای معایبی نیز است که در این بخش به بررسی آن می پردازیم. اسمبل نمودن این نوع فریم ها در کنار ساده بودن دارای پیچیدگی هایی نیز است و هر گونه سهل انگاری می تواند منجر به نتیجه نامطلوب می شود و یا ممکن است پانهای ساخته شده دچار ترک و یا شکستگی شود. شاید در روزهای اول پرینتر سه بعدی ساخته شده کارکرد و دقت خوبی داشته باشد ولی به مرور زمان پیچ و مهره های استفاده شده شل شده و از استحکام اولیه کاسته می شود و این موضوع باعث می گردد تا از دقت پرینت سه بعدی کاسته شود. علاوه بر آن، با توجه به پائین بودن سختی و استحکام فریم ساخته شده، جابجایی پرینتر سه بعدی می بایست به آرامی و با احتیاط انجام گیرد.یکی دیگر از معایب این نوع پرینترهای سه بعدی آن است که هیچ دستگاه صنعتی با استفاده از چوب و یا پلکسی به بازار عرضه نمی شود چرا که وقتی صحبت از صنعت می شود نیاز به دستگاهی مستحکم، دقیق و قابل اعتماد است. 


 

پرینترهای سه بعدی با بدنه برش لیزر شده و یا فرز سی ان سی شده

پرینترهای سه بعدی با بدنه یکپارچه فلزی و یا تزریق پلاستیک شده

دسته سوم، پرینترهای سه بعدی با بدنه یکپارچه فلزی و یا تزریق پلاستیک شده هستند که جزء بهترین نوع پرینترهای سه بعدی می باشند چرا که بسیاری از ایرادات پرینترهای سه بعدی پیچ و مهره ای و یا برش لیزر شده در آنها بهینه شده اند. در این نوع پرینترهای سه بعدی بدنه و یا فریم بصورت کارخانه ای و تولید انبوه تولید می شود و ساخت آن نیازمند بکارگیری ابزارها و تجهیزات حرفه ای و گرانقیمت است. در ساخت این نوع پرینترها، از قطعات فلزی استفاده می شود که دارای سختی و استحکام بسیار بالایی می باشند.


با محبوب تر شدن روش نمونه سازی سریع و یا پرینترهای سه بعدی، نیاز به ساخت تعداد بیشتری از پرینترهای سه بعدی است و همین موضوع باعث می شود تا اکثر تولید کنندگان اقدام به ساخت پرینترهای سه بعدی با این نوع فریم نمایند. چرا که ساخت پرینتر سه بعدی با پانل های لیزر و یا سی ان سی شده بسیار کند بوده و تنها برای تعداد محدودی دستگاه قابل اجرا می باشد.


پرینترهای سه بعدی با بدنه تزریق پلاستیک شده بیشتر جهت بکارگیری بر روی میز کار هستند و دارای وزن بسیار کمتری نسبت به فریم های فلزی هستند ولی سختی و استحکام آنها به مراتب کمتر از فریم های فلزی یکپارچه است و این موضوع باعث گردیده است تا اکثر کاربران به دنبال خرید پرینترهای سه بعدی با بدنه فلزی باشند.


در مقایسه با دو دسته قبلی، پرینترهای سه بعدی با بدنه فلزی و یا فریم فلزی دارای مزایای زیادی است. استفاده از فریم فلزی باعث می شود تا پرینتر سه بعدی دارای بالاترین دقت باشد و دقت آن به مرور زمان افت ننماید  با زیاد نمودن سختی و استحکام فریم و یا بدنه دستگاه، تجهیزات متصل به آن نیز سختی خوبی داشته باشند و با کارکرد طولانی مدت پرینتر دچار افت کمتری شوند چرا که بدنه فلزی توانایی تحمل ارتعاشات بیشتری است.


صلبیت و استحکام پرینتر سه بعدی یکی از مهمترین پارامترهایی انتخاب و خرید پرینتر سه بعدی است. همیشه در هنگام ارائه و معرفی یک پرینتر سه بعدی به پارامترهایی مانند دقت پرینت، ضخامت لایه ها، سرعت پرینت، حجم پرینت توجه بسیار زیادی می شود چرا که این پارامترها مهم می باشند ولی صلبیت و استحکام پرینتر سه بعدی پارامتر بسیار مهم دیگری است که می بایست به آن توجه بسیار زیادی داشت چرا که این پارامتر تاثیر بسیار زیادی بر دقت و عملکرد دستگاه دارد. لذا می توان گفت که صلب بودن و بالا بودن استحکام بدنه پرینتر سه بعدی باعث می گردد تا دقت پرینتر سه بعدی بطور قابل توجهی افزایش یابد.

پرینترهای سه بعدی با بدنه یکپارچه فلزی و یا تزریق پلاستیک شده
0 0


مطالب مشابه


نظرات کاربران/0


نظر خود را با ما در میان بگذارید