دیکشنری لغات و اصطلاحات تخصصی پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی در عین حال که شگفت انگیز است می تواند پیچیده نیز باشد و درک تمام مفاهیم آن برای تازه کار گیج کننده به نظر برسد. شروع یادگیری و آشنایی با متریال و تکنولوژی های مختلف در این زمینه نیز می تواند کار را برای مبتدیها، پیچیده تر کند. شاید قبلا از خودتان پرسیده باشید که آیا SLS با SLA یکسان است، یا PA همان PLA است؟

نگران نباشید، ما با لیستی از توضیحات فارسی لغات  و اصطلاحات مربوط به پرینت سه بعدی (3D Print) تهیه کرده ایم تا شروع کار با چاپ سه بعدی را برایتان ساده تر می کنیم. در این لیست معنی کلمات اختصاری و اطلاعات تکمیلی را به شما توضیح میدهیم. نگذارید که اصطلاحات پرینت سه بعدی سد راه شما در کسب تجربه شوند.

نکته: این مقاله هر چند مدت یکبار با لغات جدیدی به روزرسانی خواهد شد.  همچنین با کلیک بر روی لینک هر اصطلاح، توضیحات تکمیلی نیز قابل مطالعه میباشد.

1- AM – Additive Manufacturing:

«تولید افزایشی» یا « Additive Manufacturing» اغلب به عنوان مترادف پرینت سه بعدی استفاده می شود. تولید افزایشی به عنوان فرآیندی شناخته می شود که در آن برای ساخت اشیاء، مواد را به هم پیوند می زنند. تولید افزایشی که به اختصار AM نامیده می شود متضاد تولید کاهشی یا Subtractive Manufacturing است که در آن برای ساخت اشیاء یک بلوک متریال را حذف می کنند؛ مثل دستگاه برش CNC.

2- Filament:

فیلامنت، متریال ساخت از جنس ترموپلاستیک در چاپگرهای سه بعدی با تکنولوژی FDM میباشد. فیلامنتها با ساختار مکانیکی و طیف رنگ متنوع، اختیارات زیادی به افراد خلاق اعطا کرده اند. در ادامه این مقاله چند نوع متریال محبوب را معرفی میکنیم. فیلامنت از یک رول (قرقره) تشکیل شده و یک رشته طویل و سخت ترموپلاستیک (قطر رشته 1.75 یا 3 میلیمتر) به وزن یک کیلوگرم به دور این رول پیچیده شده است.

نکته: قطعات ساخته شده با فیلامنت ترموپلاستیک، قابلیت رنگ پذیری و پرداخت خوبی دارند.

3- ABS – Acrylonitrile Butadiene Styrene:

اسم نوعی فیلامنت میباشد – برای استاد شدن در پرینت سه بعدی نیازی نیست که این اسم پیچیده را کاملا یاد بگیرید. اما باید بدانید که ABS یک پلاستیک از خانواده پلیمرهای ترموپلاستیک است.

این متریال به عنوان فیلامنت (Filament)، در پرینترهای FDM کاربرد دارد. به این صورت که به آن گرما می دهند تا ذوب شود و با آن مدلهای دلخواه را می سازند. البته ساخت با این متریال برای افراد تازه کار کمی سخت خواهد بود.

کمیت اندازه گیری فیلامنت ABS:

بر حسب کیلوگرم: فرضا رول یک کیلوگرمی فیلامنت قطر 1.75 «ای بی اس» حدود 330 تا 350 متر با توجه به شرکت سازنده متغیر میباشد.

ABS Density: 1.04 g/cm^3

ABSVolume: 0.96 cm^3/g or 960 cm^3/kg

1.75 mm filament length for 1 kg spool: ~ 330-350 meters / ~ 1150 feet

3.00 mm filament length for 1 kg spool: ~ 130 meters / ~ 430 feet

می پرسید پرینتر FDM چیست؟ به خواندن این مقاله ادامه دهید تا بیشتر بدانید.

4- CAD – Computer Aided Design

این نام، تمام نرم افزارهای طراحی که در فرآیند دیزاین، تغییر، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی یک طرح از آنها استفاده می شود را تعریف می کند. مهندسین و طراحان سه بعدی از برنامه های CAD استفاده می کنند تا مدل سه بعدی را برای پرینت سه بعدی بسازند یا اصلاح کنند.

5- Extruder و Nozzle:

اکسترودر، قسمتی از پرینتر سه بعدی FDM میباشد که رشته فیلامنت به درون آن مکش شده، ذوب گردیده و میکرون به میکرون بر اساس مختصات محورهای سه گانه روی هم قرار میگیرند. حین قرارگیری لایه ها، فیلامنت مذاب به تدریج سرد و سخت میگردد. نازل، بخش انتهایی اکسترودر و از جنس فلز است و قطر منفذ آن میتواند از 0.2 تا 0.8 متغیر باشد.

6- FDM – Fused Deposition Modeling:

با نام فارسی «مدلسازی لایه گذاری ذوب شونده» مشهور هستند. این فناوری پرینتر سه بعدی بین همگان، اعم از مبتدی تا صنعتگر بسیار محبوب است (به علت ارزان بودن و قدرت ساخت بالا).

دستگاه های FDM به صورت لایه به لایه و با حرارت دادن و اکسترود کردن فیلامنتهای ترموپلاستیکی مانند فیلامنت ABS  یا PLA، مدل سه بعدی را می سازند. این فناوری در سال 1988 به وجود آمد و در سال بعد توسط بنیان گذاران شرکت Stratasys Crump یعنی S.Scott و Lisa Crump ثبت اختراع شد. تا سال 2009، برای جلوگیری از شکستن قوانین تجاری از اصطلاح Fused Filament Fabrication یا FFF برای این روش استفاده شد.

بیشتر 3D Printer های خانگی از این تکنولوژی استفاده می کنند اما پرینترهای3بعدی FDM صنعتی نیز وجود دارند که میتوانند مدل هایی با کیفیت و سطح نهایی بالا تولید کنند.

7- FFF – Fused Filament Fabrication:

این اصطلاح مترادف FDM است. این عبارت توسط اعضای RepRap Project ساخته شد زیرا استفاده از FDM تا سال 2009 – شامل محدودیت حق ثبت اختراع می شد.

8- SL/SLA : Stereolithography

کلمه SLA به جای واژه Stereolithography استفاده می شوند که یک فرآیند پرینت سه بعدی است که از رزین مایع استفاده می کند  (مدلسازی دیجیتالی لیزر). 

این تکنیک اولین بار توسط مخترعی آمریکایی با نام Chuck Hull در دهه 80 میلادی ثبت و معرفی شد.

این فرآیند در مخزن های کوچک تا بزرگ (کشورهای صنعتی) انجام می شود که لایه ای از پلیمر مایع در سطح آن پخش شده است. بعضی از قسمتهای آن توسط تابش لیزر UV سخت شده و تبدیل به لایه هایی می شوند که مدل سه بعدی را می سازد. هر لایه مایع روی لایه قبلی پخش می شود تا زمانی که مدل کاملا ساخته شده و مایع اضافی رفته باشد.

نکته: در ایران به جهت هزینه بالا، حجم ساخت دستگاههای رزینی کوچک است.

9- DLP:

همان فرآیند ساخت تکنیک SLA بوده ولی بدون استفاده از تابش لیزر؛ پرتوی تابنده یک پرژکتور نوری است (مدلسازی دیجیتالی نوری). چاپگر DLP در سالهای اخیر دقت چاپ بهتری پیدا کرده و به جهت ساختار کم خرجتر آن نسبت به SLA در ایران، محبوب جواهرسازان و پزشکان میباشد.

نکته: فرآیند ساخت DLP سرعت بیشتری نسبت به SLA دارد اگرچه دقت ساخت SLA معمولا بهتر از DLP است.

10- DMLS – Direct Metal Laser Sintering:

تکنولوژیهای متفاوتی در زمینه پرینت سه بعدی فلزات وجود دارد. هنگامی که تکنولوژی های پرینت سه بعدی که مبتنی بر لیزر هستند از پودر فلزات استفاده کنند، به این روش Direct Metal Laser Sintering می گویند.

اصول این روش شبیه به SLS است: دستگاه پرینت سه بعدی یک لایه نازک از پودر فلز را توزیع می کند و در همین زمان یک لیزر قدرتمند قسمت های انتخابی را به یکدیگر می چسباند. از فناوری DMLS برای چاپ فلزاتی مانند آلومینیوم و تیتانیوم استفاده می شود.

11- MJF – Multi Jet Fusion

این تکنولوژی توسط غول فناوری یعنی کمپانی HP برای پرینت سه بعدی مشابه روش Selective Laser Sintering معرفی شد. اما به جای استفاده از پرتو لیزر، از یک عنصر ذوب کننده دیگر بهره می گیرد تا ذرات ریز پودر را ذوب کرده و به هم بچسباند و در نهایت متریالی محکم اما انعطاف پذیر بسازد.

دستگاه های MJF برای تولید مدلهای مستحکم پلی آمید که روی سطوحشان جزئیات کوچک دارند یا دارای دیواره های نازکی هستند مناسب است.

12- PA – Polyamide

پلی آمید پودری ریز و دانه دانه سفید است که در تکنولوژی های پرینت سه بعدی SLS از آن استفاده می شود. اگر به سطح نهایی پلی آمید دست بزنید کمی احساس شنی و دانه دانه بودن به شما دست می دهد اما این متریال قابلیت بالایی در سطوح نهایی و رنگ ها دارد و همچنین در بخش طراحی، آزادی کاملی به شما می دهد.

به همین دلیل این متریال، که پلاستیک نایلون نیز نامیده می شود، محبوب بسیاری از طراحان و هنرمندان سه بعدی شده است.

13- فیلامت PLA :

Polylactic Acid

این متریال پرینت سه بعدی که گاهی بیوپلیمر نیز خوانده می شود، نوعی فیلامنت برای پرینترهای سه بعدی FDM میباشد. این ترموپلاستیک از مواد خام تجدیدپذیر مانند  نیشکر، سویا، ذرت یا سیب زمینی ساخته می شود. متریال PLA برای پرینترهای خانگی بسیار محبوب و متداول است زیرا کار با آن ساده و قیمت آن پایین است اما نسبت به ABS شکننده تر است.

کمیت اندازه گیری فیلامنت PLA:

بر حسب کیلوگرم: فرضا رول یک کیلوگرمی فیلامنت قطر 1.75 «پی ال ای» حدود 330 متر یا 1080 فوت میباشد.

PLA Density: 1.25 g/cm^3

PLA Volume: 0.80 cm^3/g or 800 cm^3/kg

1.75 mm filament length for 1 kg spool: ~ 330 meters / ~ 1080 feet

3.00 mm filament length for 1 kg spool: ~ 110 meters / ~ 360 feet

14- PETG یا polyethylene terephthalate glycol:

نوعی دیگر از فیلامنت با خواص استحکامی بالاست. این نوع فیلامنت امروزه جایگزین فیلامنت ABS شده است. زیرا همان خواص abs با سختی چاپ کمتر را دراست. PETG‌، نوعی ترکیب پلی‌استر شبیه به فیلامنت PET‌ می‌باشد. در واقع فیلامنت PETG :co-polyester از گلیسرین و ترکیبات فیلامنت PET ساخته می‌شود (PET-Glycerol).

15- Wood Filament – Metal Filament:

نوعی فیلامنت با بافت ظاهری چوبی یا فلزی برای استفاده در چاپگرهای FDM میباشد. توجه کنید که این متریال همان ترموپلاستیک بوده و به نظر حالت چوبین یا فلزی دارد. برای افراد تازه کار این نوع فیلامنتها نیز سخت چاپ میباشند.

16- Food 3D Printer:

نوعی از چاپگرهای سه بعدی برای تولید شکلات و غذاهای خاص مثل انواع شیرینی، پیتزا… میباشند. توجه کنید که این چاپگرها فقط مواد خوراکی خاصی را میتوانند بسازند و به تازگی تجاری شدن را شروع کرده اند.

17- Resin:

رزین نوعی مایع فتوپلمیر (حساس به نور) میباشد. رزین متریال مورد استفاده در چاپگرهای DLP و SLA است.

18- Slicer:

اسلایسر، نرم افزار آماده سازی مدل سه بعدی برای شروع چاپ در دستگاه 3D Printer میباشد. به طور مثلا در نرم افزار طراحی سه بعدی دلخواه خود، مدل را آماده کرده و با فرمت STL آنرا خروجی گرفته و در اسلایسر پرینتر سه بعدی برای پرینت آماده میکنید. slicer ، مدل سه بعدی را به فرمتی قابل خوانش برای چاپ سه بعدی تبدیل میکند؛ این فرمت با نام G-Code شناخته میشود.

از محبوبترین نرم افزارهای اسلایسر چاپگر سه بعدی در ایران میتوان به Simplify3D و Cura اشاره کرد.

19- SLS – Selective Laser Sintering:

روش Selective Laser Sintering یک فناوری پرینت سه بعدی مبتنی بر پودر پلیمر یا فلز است. پرینتر تا دمایی کمتر از نقطه ذوب گرم می شود و یک لایه ریز از پودر پخش میشود.

سپس، یک پرتو لیزر روی بخش هایی که باید فراتر از نقطه ذوب با یکدیگر همجوشی پیدا کنند می تابد. ذرات پودری که لیزر روی آنها می تابد به یکدیگر متصل می شوند، در حالی که باقی پودر به همان حالت می ماند.

مهمترین مزیت این تکنولوژی این است که ساختارهای ساپورت گذاری مناسبی دارد ، بنابراین می توانید طراحی های پیچیده و حتی قطعات به هم متصل و متحرک را با آن تولید کنید.

20- STL

STL نام یک فرمت بسیار متداول در پرینت سه بعدی است. فایل هایی که توسط برنامه های سه بعدی CAD تولید میشوند معمولا پسوند STL را دارند. این فرمت توسط اکثر نرم افزار های طراحی و پرینت سه بعدی پشتیبانی میشود و احتمالا متداول ترین فرمت سه بعدی است.

اما این کلمه از کجا می آید: به عنوان مخفف عبارات «Standard Triangle Language» یا «Standard Tessellation Language» شناخته میشود. چون ساختار تصاویر در این فرمت، مثلثی میباشد.

21- STEP یا STP

نوعی دیگر از فرمت فایل برنامه های CAD است. این فرمت به علت امکان اشتراک بین طیف متنوعی از مدلسازهای سه بعدی محبوبیت بالایی دارد. این فرمت، مخفف عبارت Standard for the Exchange of Product data می باشد.

22- OBJ

فرمت مدلسازی سه بعدی با قابلیت ذخیره رنگهاست. بنابراین این فرمت برای چاپگرهای سه بعدی رنگی به کار میرود.  فرمت او-بی-جی توسط کمپانی Wavefront Technologies جهت استفاده در بسته های نرم افزاری انیمیشنی اش معرفی شده بود و به جهت ساختار متن باز آن، تدریجا برای دیگر مدلسازهای سه بعدی بهینه گردید.

23- GCode

G-Code زبانی است که توسط سیستم‌های کامپیوتری برای ارتباط با پرینتر سه بعدی یا دستگاههای برش مثل CNC به کار می‌رود. numerical code programming language؛ با استفاده از فرمت فایل «جی کد»، یک کامپیوتر می‌تواند حرکت اکسترودر چاپگر سه بعدی یا سرمته CNC را در زمان، مکان و چگونگی آن در طول فرآیند ساخت کنترل نماید. نام  این فایل مخفف عبارت G programming language میباشد.

24- TPU – Thermoplastic Polyurethane

نوعی دیگر از فیلامنت یا متریال چاپگر FDM است. قطعاتی که نیاز دارند قابلیت کشسانی داشته باشند وسیله این متریال ساخته میشوند که TPU 92A-1 نام دارد.

نام فنی این متریال از ترکیب مخفف عبارت Thermoplastic Polyurethane آمده است و در ادامه آن A 92 Shore می آید که در واقع یک سیستم اندازه گیری استاندارد برای نشان دادن مقدار نرمی متریال است.

مدل های نهایی محکم اما به شدت انعطاف پذیر هستند مثلا میتوان با این متریال یک بند ساعت یا رویه کفش را چاپ کرد.

امیدواریم این واژه شناسی مقدماتی پرینت سه بعدی به شما در درک بهتر متریال و تکنولوژی های چاپ سه بعدی کمک کرده باشد. یادگیری پرینت سه بعدی همانند یک مسابقه دو استقامت است، پس انتظار نداشته باشید که همه مفاهیم را یکجا یاد بگیرید و اگر حتی کمی گیج شدید اصلا ناامید نشوید. کافیست نام آن کلمه را در گوگل جستجو کنید تا راهنماها را مشاهده کنید.

در صورت تمایل در بخش نظرات، کلمات و اصطلاحات مورد نیاز خود را مطرح کنید.