پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
پرینتر سه بعدی انواع پرینتر سه بعدی چیست؟ FDM
 
 
 
این مقدمه ای برای پرینتر سه بعدی FDM است و ما اصول اساسی این نوع از فرایند فناوری تولید افزایشی را که برای طراحان، مهندسان و دانش پژوهان مفید است را ارائه می دهیم. پس از خواندن این مقاله شما خواهید دانست که چگونه از پرینتر سه بعدیFDM  به طور موثر در برنامه های خود استفاده کنید.
محتوای مورد بحث این مقاله عبارت است از:
 
•    پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
•    پرینتر سه بعدی FDM چگونه کار می کند؟
•    ویژگی های پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
•    مواد اولیه مورد مصرف پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
•    آیا محصول تولید شده توسط پرینتر سه بعدی FDM به پردازش نیاز دارد؟
•    مزایا و محدودیت های پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
•   نتیجه آخر
پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
 روش مدلسازی با پرینتر سه بعدی  Fused Deposition Modeling “FDM” و یا  Fabrication Fused Filaments “FFF”  یک فرآیند تولید افزایشی است که متعلق به خانواده پرینتر های است که از طریق اکستروژن پاشش مواد اولیه را انجام می دهند. در پرینتر سه بعدیFDM، یک شی از طریق رسوب مواد اولیه ذوب شده در یک مسیر از پیش تعیین شده بر اساس لایه به لایه ساخته می شود. مواداوایه  مورد استفاده در پرینتر سه بعدی FDM از پلیمرهای گرمانرم و در شکل فیلامنت یا رشته ای می باشند.
پرینتر سه بعدی FDM  یک فرایند از تکنولوژی تولید افزایشی می باشد که به طور گسترده ای در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد این فناوری بزرگترین و پایه ای ترین فناوری پرینتر سه بعدی می باشد و همچنین اولین نوع پرینتر سه بعدی است که هفراد با آن آموزش و کار با فرایندهای تولید افزایشی را فرا میگیرند.
در این مقاله، اصول اساسی و جنبه های کلیدی فناوری FDM ارائه شده است. طراح های مدلسازی سه بعدی باید در هنگام طراحی یک محصول با پرینتر سه بعدی  FDM، قابلیت ها و محدودیت های این تکنولوژی را در نظر بگیرند، تا بتوانند بهترین نتیجه مدل سه بعدی خود را ازFDM  بگیرند.
پرینتر سه بعدی FDM چگونه کار می کند؟
 
 
حال زمان آن رسیده تا ببینیم فناوری پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند.
ابتدا یک حلقه از فیلامنت را بر جای مخصوصش در پرینتر سه بعدی FDM بارگذاری می کنیم و سر رشته فیلامنت را به روی اکستروژن دستگاه می نشانیم پس از چند لحظه و در هنگامی که نازل به دمای مورد نظر برسد فیلامنت در اکستروژن تغذیه می شود وبه نازل داغ رسیده و در آن ذوب می شود و به بیرون هدایت می شود.
سر اکستروژن به یک سیستم 3 محور متصل شده است که اجازه حرکت در جهت X،Y  وZ   را می دهد. مواد ذوب شده در رشته های نازک اکسترود شده و در لایه های بسیار ظریف در مکان های از پیش تعیین شده قرار می گیرند، جایی که خنک و خنک شوند. گاهی اوقات که سرعت کار در یک مسیر بالاست از فن های خنک کننده که به انتهای اکستروژن متصل است استفاده می شود.
برای پر کردن لایه ها و ساختن مدل سه بعدی مورد نظر، چند سیستم حرکتی وجود دارد. هنگامی که یک لایه به پایان رسید، پلت فرم ساخت حرکت می کند و یا در بعضی از پرینتر های سه بعدی FDM، سر اکستروژن حرکت می کند و یک لایه جدید دیگر شروع می شود، این روند تا زمانیکه آن بخش کامل شود و محصول نهایی ساخته شود، تکرار می گردد.
ویژگی های پرینتر سه بعدی FDM چیست؟
 
 
در بیشتر پرینتر های سه بعدی FDM تنظیم چند پارامتر فرآیند با اپراتور می باشد، از جمله دمای هر دو نازل و پلت فرم ساخت، سرعت ساخت، ارتفاع لایه و سرعت فن خنک کننده. این معمولا توسط اپراتور تعیین می شود، بنابراین باید در مدل سازی حساسیت های زیادی داشته باشید. زیرا اندازه لایه ها و ارتفاع آن را شما تعیین می کنید.
اندازه حجم ساخت موجود برای یک پرینتر سه بعدی دسکتاپ معمولا 200 × 200 × 200 میلی متر است، در حالی که برای دستگاه های صنعتی این می تواند 1000 × 1000 × 1000 میلی متر باشد. برای ساختن مدل های بسیار بزرگ می توان آن مدل را در نرم افزار به قطعات کوچکتر تقسیم کرد و سپس آنرا منتاژ نمود.
ارتفاع لایه های معمولی مورد استفاده در FDM بین 50 تا 400 میکرون متغیر است و می تواند و بر اساس محصول ساخت مشخص شود. یک لایه کوچکتر، تولید قطعات ظریف تر را انجام می دهد و هندسه های منحنی را دقیق تر می کند، در حالی که لایه های بزرگتر قطعات را سریعتر و ارزان تر تولید می کند. و معمولا ارتفاع لایه ای 200 میکرون بیشترین کاربرد را دارد.
 
 
 
•    جا به جایی لایه ها
جا به جایی و تکان خوردن لایه ها یکی از شایع ترین نقص در پرینتر سه بعدی FDM می باشد. هنگامی که مواد اکسترود شده در طی خنک شدن سرد می شوند و ابعاد آن کاهش می یابد. به عنوان بخش های مختلف تولید سه بعدی با دماهای مختلف، ابعاد آنها نیز با سرعت های مختلف تغییر می کنند. فن خنک کننده موجب ایجاد استرسهای داخلی می شود که لایه زیرین را به سمت بالا می کشد و موجب پیچ و تاب آن می شود، همانطور که در شکل  دیده می شود.
از دیدگاه فناوری، نظارت دقیق تر بر روی دمای سیستم FDM  و ایجاد اتاقک فضای کار در بسته می تواند از این اشکالات جلوگیری کند.
البته انتخاب طراح مسلط بر مدل سازی سه بعدی برای پرینتر سه بعدی نیز از قسمتهای مهم کار می باشد.
•    مساحتهای مسطح بزرگ (به یک جعبه مستطیلی فکر کنید) بیشتر در معرض انحراف هستند و باید از آنها اجتناب شود.
•    ویژگی های بی نظیر برجسته (فکر کنید به پایه های یک چنگال) نیز مستعد انحراف هستند. در این مورد، با اضافه کردن یک لایه زیرین بزرگتر و نگه دارنده به ویژه در لبه نازک (به عنوان مثال یک مستطیل ضخامت 200 میکرون)، می توان از پیچیدگی جلوگیری کرد تا سطح ناحیه ای را که پلت فرم ساخت را لمس می کند افزایش دهد.
•    گوشه های تیز اغلب از اشکال پیچیده شایع است، بنابراین اضافه کردن نگه دارنده در طراحی شما یک عمل خوب محسوب می شود.
•    مواد مختلف حساس به پراکندگی هستند: ABS .به طور کلی نسبت به PLA یا PETG نسبت به پراکندگی حساس است، به دلیل دمای بالای پلت فرم و نسبت ضریب انبساط حرارتی نسبتا بالای ABS