فناوری‌های جدید پرینت سه بعدی سریع

پرینت سه بعدی با مانع بزرگی روبروست: فرآیندی کند است. اما حالا چندین سازنده مطرح پرینتر سه بعدی در تلاشند تا این مشکل را حل کنند؛ آنها شیوه‌های فوق سریعی نسبت به شیوه سنتی ساخت افزودنی ابداع کرده‌اند.

چه می‌شد اگر فرآیند چاپ سه بعدی سریعتر می‌بود؟

فناوری پرینت سه بعدی امکان ساخت اشیاء پیچیده با هر نوع متریالی را فراهم کرده است. فرآیند ساخت افزودنی که لایه‌ای جدید در بالای لایه قبلی قرار می‌گیرد؛ همانطور که گفتیم مشکل این روش، زمان طولانی ساخت است. ساخت یک شی ۵۰ میلیمتری پیچیده کروی با روش‌های مرسوم همچون (Filament Fused Fusion: FFF) و (Stereolithography: SLA)  بین ۳ تا ۱۱ ساعت زمان خواهد برد. اشیای بزرگتر ممکن است تا چندین روز ساختشان طول بکشد (در حالتی که پرینتر سه بعدی ۲۴ ساعته کار کند).

بنابراین چاپ سه بعدی فوق سریع مزیتی چشمگیر را به ارمغان خواهند آورد. در مقاله زیر چند کمپانی که تکنولوژی‌های جدید پرینت سریع را توسعه‌ می‌دهند، معرفی می‌کنیم. ابداعات آنها بر پایه متریال پلیمری و تکنولوژی افزایشی پیوسته است.

معرفی فناوری‌های نوین پرینت سه بعدی سریع

***

• کمپانی Carbon3D: روش CLIP (Continuous Liquid Interface Production)

carbon3d.com

روش clip در فارسی معنایی شبیه «تولید پیوسته خط اتصال مایع» می‌دهد. بنا بر تعریف سایت این شرکت، CLIP فرآیندی شیمیایی بر اساس توازن بین اکسیژن و نور فرابنفش بر روی رزین مایع است تا شی یکباره ساخته شود. در این روش نور پرژکتور از پنجره نفوذپذیر اکسیژن بر روی مخزن رزین تابیده می‌شود. در این پلتفرم، فرآیند ساخت پیوسته ادامه می‌یابد و مانند روش «لایه‌گذاری افزایشی» گام توقف برای مصرف متریال ندارد. در این روش جریان اکسیژن به دقت قابل کنترل است.

 

روش CLIP لایه‌ای پخت‌نشده از رزین بین پنجره و شی ایجاد می‌کند، بر طبق گفته کمپانی Carbon3D این ناحیه اصطلاحا «Dead-Zone» یا منطقه مرده نامیده می‌شود. بنابراین امکان تکمیل شی به صورت پیوسته و بدون توقف وجود دارد. تصویری مداوم توسط پرژکتور فرابنفش بر روی رزین تابیده می‌شود و با خشک‌شدن رزین بالای ناحیه مرده، تکمیل شی بدون وقفه ادامه می‌یابد. در CLIP بر خلاف روش استریولیتوگرافی، رزین در مجاورت اکسیژن جامد نمی‌شود، پس همیشه لایه رزینی پخته‌نشده روی شی وجود دارد و نیازی نیست مثل روش استریولیتوگرافی بعد از تشکیل هر لایه شی به پایین برود تا با رزین مایع پوشیده شود که سرعت پرینت شدیدا افزایش خواهد یافت.

• کمپانی Gizmo3D: روش پرینت سه بعدی فوق سریع پویا

gizmo3dprinters.com.au

گیزمو شرکتی استرالیایی است و توسط Kobus du Toit بنیان‌گذاری و رهبری می‌شود. پرینتر سه بعدی ابداعی آنها از نوع DLP‌‌ (Digital Light Processing) است با این تفاوت که پرژکتور تابش فرابنفش در بالای مخزن رزین قرار دارد، بنابراین خطای مکش وجود ندارد (در پرینترهای رزینی مرسوم چون تابنده در پایین است مشکل جذب بیش‌ از حد رزین وجود دارد).

صفحه سازنده پرینتر سه بعدی در هنگام ساخت به طور مداوم به سمت پایین حرکت می‌کند و وقفه نخواهد داشت (بر خلاف روش مرسوم استریولیتوگرافی). کمپانی Gizmo جزییات تکنولوژی ابداعی‌ خود را مخفی نگه داشته و به عنوان یک پتنت، ثبت اختراع کرده‌اند. بر طبق گفته آنها بعد از تکمیل مراحل بتا، چاپگرهای فوق سریع آنها (با سرعت دوبرابر فناوری مرسوم) قابل فروش خواهند بود.

• کمپانی HP: روش ذوب مولتی جت

hp.com/us-en/printers/3d-printers.html

Hewlett-Packard، این غول فناوری دنیای کامپیوتر و چاپگرهای کاغذی از سال ۲۰۱۴ تحقیقات روی پرینترهای سه بعدی شگفت‌انگیزشان را رسانه‌ای کرده بودند. ماشین‌ آنها طبق فناوری پرینت سه بعدی Multi Jet Fusion (MJF) تکمیل شده و افق جدیدی در این حوزه گشوده است. شی در این روش مقاوم، با جزییات بالا و بسیار سریع پرینت می‌شود و کاهش چشمگیری در زمان ساخت حاصل شده است. بر طبق گفته کمپانی HP پرینترهای سه بعدی آنها ۱۰ برابر سریعتر از چاپگرهای لیزری Selective Laser Sintering (SLS) و ۲۵ بار سریعتر از پرینترهای سه بعدی لایه افزودنی (چاپگر سه بعدی رومیزی FDM یا متریال فیلامنت) هستند. | پرینت سه بعدی Multi Jet Fusion |

• کمپانی Carima: روش پرینت سه بعدی افزودنی پیوسته

شرکت کاریما سازنده چاپگر سه بعدی مستقر در کره جنوبی است. پرینترهای آنها بر اساس ابداعی تازه در فناوری DLP ‌‌ (Digital Light Processing) توسعه یافته است:

 C-CAT(Carima-Continuous Additive 3D Printing Technology) پرینت سه بعدی فوق سریعی مثل فناوری CLIP شرکت Carbon3D است. پرینترهای سه بعدی شرکت کاریما سرعتی باورنکردنی دارند؛ یعنی در هر ساعت حجمی ۶۰ سانتی‌متری با ضخامت لایه ۰٫۰۰۱ میلی‌متر ساخته می‌شود! روش C-CAT کارایی بالاتری از سریعترین پرینتر سه بعدی DLP مرسوم خواهد داشت (حجم ۲-۳ سانتی‌متری در هر ساعت با ضخامت لایه ۰٫۱ میلی‌متر)؛ بنابراین C-CAT نسبت به پرینترهای سه بعدی DLP فعلی ۴۰۰ برابر سریعتر هستند.

کمپانی NewPro3D: رابط مایع هوشمند (Intelligent Liquid Interface)

این شرکت در ونکوور کانادا بنیانگذاری شده است. آنها در سال ۲۰۱۵ نمونه اولیه پرینتر فوق سریع‌شان را رونمایی کردند. بر طبق گفته شرکت روش ابداعی بر پایه یک غشای شفاف خیس‌شونده است که بین رزین تابش‌شده و منبع نور قرار می‌گیرد؛ این غشا امکان تکمیل پیوسته شی با سرعتی خیره‌کننده را می‌دهد. بر طبق گفته کمپانی، پرینترهای سه بعدی ابداعی آنها سرعتی ۱۵۰ برابری نسبت به SLA (Stereolithography) و ۴۰ برابر سریعتر از تکنولوژی چاپ سه بعدی پلی جت دارند. 

| لیست تکنولوژی های پرینت سه بعدی  |