پرینتر سه بعدی با سرعتی 10 برابر پرینترهای سه بعدی کنونی

یکشنبه 09 دی 1397
پرینتر سه بعدی با سرعتی 10 برابر پرینترهای سه بعدی کنونی

پرینترهای سه بعدی، دستگاه های بسیار کاربردی در ساخت قطعات پیچیده و با کیفیت هستند ولی بزرگترین ایراد این دستگاه ها سرعت کارکرد آنها می باشد که در مقایسه با سیستمهای سنتی تولید مانند تزریق پلاستیک بسیار کند می باشند. عوامل بسیار زیادی بر پائین بودن سرعت پرینت دستگاه های پرینتر سه بعدی تاثیر گذار می باشند که از بین آنها می توان به 4 مورد بسیار مهم زیر اشاره نمود.:

  • مقدار نیروی وارده به فیلامنت جهت هل دادن آن به سمت نازل و تزریق آن
  • سرعت انتقال حرارت به فیلامنت جهت ذوب نمودن آن
  • سرعت حرکت نازل در دو راستای طولی و عرضی
  • نرخ سفت شدن (جامد شدن) مواد تزریق شده از اکسترودر

تحقیقات بسیار زیادی بر روی نرخ سفت شدن (جامد شدن) مواد تزریق شده انجام یافته است و در نهایت این محدودیت با دمیدن هوا به لایه های پرینت شده (فن خنک کننده) تا حدود زیادی مرتفع گردیده است. ولی برای حل موارد دیگر نیاز به خلاقیت بسیار زیادی است. در پرینترهای 3 بعدی، فیلامنت توسط چرخدنده اکسترودر و بلبرینگ هرزگرد به سمت نازل هل داده می شود و در این راستا از یک پیچ تنظیم جهت کنترل فشار وارده به فیلامنت از طرف چرخدنده استفاده می شود و این فشار وارده باعث می گردد تا دندانه های چرخدنده در داخل فیلامنت نفوذ کرده و با چرخش چرخدنده، فیلامنت جابجا شود. در صورتی که پیچ تنظیم اکسترودر بیش از اندازه سفت گردد فشار وارده زیاد شده و باعث فرو رفتن بیشتر دندانه در فیلامنت و تغییر فرم آن می گردد. همچنین این کار باعث می گردد تا فشار زیادی به موتور اکسترودر وارد گردد که خود می تواند باعث ایجاد خطا در طول پروسه پرینت گردد. در صورتی که فشار وارده کمتر از اندازه مورد نیاز باشد درگیری بین فیلامنت و چرخدنده اکسترودر کم شده و باعث لیز خوردن فیلامنت روی چرخدنده و عدم تزریق درست خواهد شد.  

برای حل این مشکل، دو محقق دانشگاه ام آی تی از یک سیستم جدید جهت جابجایی فیلامنت استفاده کردند. در این سیستم جدید، فیلامنت قبل از وارد شدن به اکسترودر با استفاده از یک سیستم، هدیده شده و بر روی آن دندانه ایجاد می شود و سپس این فیلامنت با استفاده از یک مهره چرخان که با استفاده از تسمه به یک موتور متصل شده است به سمت جلو و یا عقب هل داده می شود یک غلطک ضد پیچش مانع از لیز خوردن فیلامنت در طول پروسه تزریق می گردد. در مقایسه با سیستم اکسترودرهای کنونی، این سیستم تزریق علاوه بر سریعتر کردن عمل جابجایی فیلامنت، بسیار دقیقتر و قابل اعتمادتر است.

در مرحله بعد، این گروه برای اطمینان از ذوب شدن سریع فیلامنت از یک سیستم لیزر استفاده نمودند که سطح محفظه تابش لیزر با طلا پوشانده شده است. بدین ترتیب فیلامنت با ورود به این قسمت بطور کامل و یکنواخت گرم شده و سپس وارد هات اند (و یا بلوک حرارتی) می گردد تا کاملاً ذوب شده و تزریق شود. بنابراین می توان گفت که استفاده از لیزر در این اکسترودر باعث گردیده است تا عملیات حرارتی به طور کامل انجام گردد.  

این گروه همچنین سیستم حرکتی اکسترودر در راستای طولی و عرضی را با استفاده از سروموتورها و سیستم حرکتی CoreXY ارتقاء دادند تا بتوانند جلوی ارتعاشات و موجهای حرکتی ایجاد شده در هنگام حرکت اکسترودر را که در بیشتر پرینترهای 3 بعدی کنونی وجود دارند را کاهش داده و سرعت و دقت را افزایش دهند. لازم به ذکر است که کل این سیستم بر روی یک فریم فلزی بسیار قوی نصب شده است.

پرینترهای سه بعدی کنونی که سرعت بالایی دارند در محدوده قیمت 100 هزار دلار به فروش می رسند و این پرینتر سه بعدی جدید تنها با بودجه 15 هزار دلاری ساخته شده است و امید است به زودی در بازار عرضه شود. بر طبق اظهارات این گروه تحقیقاتی، سرعت تزریق این سیستم اکسترودر جدید ده برابر اکسترودرهای کنونی می باشد و با استفاده از آن می توان 127 سانتیمتر مکعب را تنها در عرض یک ساعت پرینت نمود. همانطور که در نمونه پرینت های انجام شده مشاهده می نمائید عملکرد این سیستم اکسترودر در سرعتهای بالا بسیار خوب می باشد.





نظرات کاربران/0


نظر خود را با ما در میان بگذارید

Captcha