چرا پرینتر سه بعدی؟

حداقل از یک دهه قبل رایانه جایگاه خاصی در زندگی جوانان و طراحان جوان کشورمان پیدا کرده است. این امر دسترسی به محیطهای نرم افزاری را به سهولت فراهم کرده است. لذا امکان طراحی در زمینه فنی و مهندسی و هنری به سهولت فراهم می باشد. اما ساخت نمونه و طرحهای ایجاد شده در محیط های کامپیوتری به اشیاء ملموس و به واقع پیوستن این طرحها با روشهای ساخت و تولید سنتی بسیار زمان بر بوده ودر بسیاری از موارد حتی امکان پذیر نمی باشد. راه حل صنعتی امروزی برای نمونه سازی استفاده از ماشین های CNC می باشد. ماشین های CNC اگر چه محدودیت های پیش روی تبدیل ایده و طرح به واقعیت را تا حد زیادی مرتفع می نمایند اما هزینه تمام شده بالایی را ایجاد می کنند.

مناسب ترین راه حل تکنولوژیک و اقتصادی برای نمونه سازی و تبدیل مستقیم طراحی صورت گرفته در محیط کامپیوتری به نمود ملموس و فیزیکی استفاده از پرینتر های سه بعدی می باشد. پرینتر سه بعدی مبتنی بر روبات کارتزین امکان کار در بازه زمانی ممتد و دراز مدت را دارد

.موادی که برای نمونه سازی و پرینت سه بعدی اشیاء به کار می رود پلیمری می باشد. هم نمونه ازمایشگاهی و هم نمونه تجاری این پرینتر سه بعدی در این شرکت ساخته شده و بیش از صدها قطعه نیز با آن و با موفقیت بالا پرینت شده است. تکنولوژی مربوط به این پرینتر به روز بوده و بومی سازی هر چه بیشتر آن زمینه خوبی در راه ارتقاء تکنولوژی های نو در کشورمان به شمارمی اید. قیمت این پرینتر بسیار مناسب بوده و لذا کاربران خانگی و دفتری نیز به راحتی قادر به خرید آن خواهند بود.

شرح وضعیت دانش فنی پیشین

ساخت نمونه طرحها و مدل های ایجاد شده در محیط کامپیوتری معمولا توسط ماشین های CNC صورت می گیرد. ماشین های CNC در کلاس صنعتی تولید می شوندلذا هزینه خرید بالایی دارند. این امر موجب بالا بودن هزینه خدمات ارائه شده با این ماشین ها می گردد. همچنین در نمونه سازی با ماشین های CNC یک بلوک از ماده مورد نظر پاکت تراشی می گردد تا در نهایت حجم مدل و قطعه بدست اید. در بسیاری از مواقع حجمی از ماده که باید ماشین کاری شود تا قطعه بدست اید بسیار بیشتر از حجم قطعه مورد نظر می باشد. لذا دور ریز مواد اولیه بسیار بالا خواهد بود. این امر خود عامل دیگری در افزایش قیمت تمام شده نمونه سازی با ماشین های CNC می باشد. لذا امر نمونه سازی قطعات و محصولات طراحی شده از منظر اقتصادی برای اکثر طراحان و مبتکران غیر ممکن می باشد.

ارائه راه حل برای مشکل موجود

مناسب ترین راه تکنولوژیک و اقتصادی برای نمونه سازی و تبدیل مستقیم طراحی صورت گرفته شده در محیط کامپیوتری به نمود ملموس و فیزیکی طراحی و ساخت، پرینتر های سه بعدی می باشد.

در فرایند پرینت سه بعدی نیروهای بالایی به روبات پرینتر ها وارد نمی شود. لذا این امر این تلقی را ایجان کرده که ضعیف بودن سازه و بدنه پرینتر مشکلی را در عملکرد مطلوب آن ایجاد نمی نماید. در این میان نقطعای اساسی و مهم مغفول مانده است. اینکه در عملکرد یک پرینتر سه بعدی نیاز به حرکت های سریع روبات پرینتر می باشد تا پرینت یک قطعه در حداقل زمان ممکن و با کمترین هزینه میسر گردد. لذا محور های روبات نیاز دارند که در سرعت ها و شتاب های بالایی حرکت نمایند. در نتیجه اگرچه نیروهای استاتیکی وارد شده در طول فرایند پرینت سه بعدی پایین می باشد، اما نیروهای دینامیکی وارد شده به ربات پرینتر و به طبع آن ارتعاش پرینتر بالا می رود.سازه پرینتر سه بعدی این شرکت از صلبیت بالایی برخوردار می باشد تا توان مقاومت در برابر نبروهای دینامیکی و ارتعاشات ایجاد شده در حین عملکرد را داشته باشد. بدنه این پرینتر سه بعدی از پلکسی 6 میلی متر برش لیزر داده شده است. اتصال مابین قطعات بدنه با پیچ و مهره M3 صورت گرفته است.

در این پرینتر سه بعدی، محور X پرینتر وظیفه حرکت دادن نازل پرینتر به سمت چپ و راست را بر عهده دارد. میز پرینتر نیز در راستای Y حرکت می کند. لذاحرکت X-Y مورد نیاز برای پرینت یک لایه از مدل مورد نظر با ترکیب حرکت نازل( راستای محور X) از یک طرف وحرکت میز( در راستای Y) از طرف دیگر تامین می گردد. سیستم حرکتی هر دو محور X و Y روبات پرینتر از نوع تسمه- پولی می باشد. این امر به منظور دست یابی به حداکثر سرعت در پرینتر لایه ها می باشد. پس از اینکه امر پرینت یک لایه کامل شد، محور X( که حامل اکسترودر و نازل پرینتر می باشد) توسط سیستم پیچ ومهره متصل به موتورهای پله ای مربوطه به انازه ضخامت لایه مورد نظر در راستای محور Z به سمت بالا جابجا می شود تا کار پرینت لایه جدید شروع شود.