شماره تماس:(+98)9907076425
پرینتر سه بعدی یا دستگاه برش CNC| هوردیس
ماشین های تراش CNC :Computer Numerical Control یک بلوک از مواد جامد (به عنوان مثال آلومینیوم یا چوب) را می گیرند و از ابزارهای چرخشی یا برش های تیز استفاده می کنند تا بخش هایی که نیاز نیست را حذف کنند. فرزکاری با سی ان سی، یک تکنیک موسوم به ساخت کاهشی subtractive manufacturing (یعنی کاهش حجم بلوک تا شکل گیری قطعه) بوده و متفاوت از روش لایه گذاری افزایشی (additive manufacturing) چاپ سه بعدی می باشد. در ادامه مزایا و معایب هر دو دستگاه و کاربردهای آنها شرح داده می شود تا بهترین گزینه برای مصرف کننده مشخص شود.
برش CNC از طریق کامپیوتر کنترل می شود (Computer Numerical Control). کامپیوتر اطلاعات دریافتی را به کد خاصی در دستگاه تبدیل می کند که ابزارهای برش را کنترل می کند (همانند فرمت فایل G-code که توسط چاپگرهای سه بعدی استفاده می شود).
تمامی مدلهای دستگاه های CNC با استفاده از نرم افزار سه بعدی مدل سازی یا به اصطلاح CAM (برنامه تولید نرم افزار کامپیوتری مثل Autocad Fusion 360) کار می کنند.
چاپگر سه بعدی با هر نرم افزار طراحی سه بعدی که بتواند خروجی STL یا OBJ یا STEP بدهد، سازگار بوده و این فرمتها در نرم افزار پرینتر سه بعدی موسوم به Slicer برای چاپ آماده می شود.
انواع چاپگرهای سه بعدی با استفاده از فن آوری ها و مواد مختلف وجود دارد. تکنیک کلی ساخت در همه آن ها مشترک است؛ یعنی تمامی این دستگاه ها از صفر شروع میکنند و لایه های سه بعدی را روی لایه های بعدی متناوبا ایجاد می کنند. (به همین دلیل تولید یا ساخت به شیوه افزودنی نامگذاری میشود)
دستگاه های CNC می توانند بر روی انواع مختلفی از مواد همانند آلیاژهای فلزی (آلومینیوم، آلیاژهای فولادی، برنج، مس)، چوب نرم و چوب معمولی، ترموپلاستیک، اکریلیک، فوم مدل سازی، موم ماشینکاری (برای ایجاد یک مدل مثبت برای ریخته گری) کار کنند. شما ممکن است نیاز به ابزارهای مختلف برش برای مواد مختلف داشته باشید، اما رابط های ابزار موجود در دستگاه معمولا استاندارد طراحی می شوند به طوری که ابزارها اغلب می توانند بین دستگاه های مختلف مبادله شوند و معمولا نیازی به خرید ابزارهای متنوع نیست.
به این ترتیب، می توانید از یک ابزار CNC برای تولید نمونه های اولیه یا محصول نهایی (در برخی موارد) استفاده کنید.
چاپگرهای سه بعدی در کشورهای صنعتی با متریالهای فلزی، رزینی، ترموپلاستیک و پودر پلیمر وجود دارد. ولی در ایران به چند ماده محدود می شوند: ترموپلاستیک ها همچون PLA، ABS، فیلامنت چوب یا فلز و نایلون یا رزین ها را می توان در پرینترهای عرضه شده در کشور ایران استفاده نمود. ترموپلاستیک ها می توانند با مواد دیگر مانند سرامیک، چوب، فلز مخلوط شوند که باعث می شود قطعه نمای چوبی یا فلزی داشته باشد.
نکته: قطعه های تولید شده بر روی یک پرینتر با متریال نمای چوب و فلز به سختی قطعاتی که از یک بلوک از فلز یا چوب بریده می شود نیستند و در واقع یک شبه مواد محسوب میشود.
دستگاه های CNC معمول، دقت ساختی در حدود ۰٫۰۰۱ اینچ (۰٫۰۲۵ میلی متر) و تحمل ۰٫۰۰۵ اینچ (۰٫۰۱۲۷ میلی متر) را با سرعت مناسب ارائه می دهند.
چاپگرهای سه بعدی FDM با رزولوشن ۰٫۰۲۵ میلیمتر و با ۰٫۰۲ میلیمتر وجود دارد که در صورت افزایش دقت چاپ، زمان چاپ نیز افزایش می یابد.
ماده ای که در یک کارخانه CNC کار می کند (به عنوان مثال آلومینیوم) معمولا دقت بیشتری نسبت به FDM مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی که در معرض گرمای بیش از حد قرار دارند، داراست.
نکته: گفتیم که دقت چاپ دستگاه سی ان سی بالاست، گمراه نشوید؛ CNC نمی تواند جزییات و فرورفتگی یا برآمدگیهای پیچیده و ظریف را روی وجه های مختلف یک قطعه در یکبار فرآیند ایجاد کند و محدودیت خواهید داشت. باید با تمهیداتی قطعه را جا به جا کرده تا جزییات هر وجه هر کدام جداگانه ایجاد شود (کار خسته کننده ای بوده و گاهی اوقات امکان پذیر نیست). در حالی که در پرینتر سه بعدی این محدودیت وجود ندارد و در یک بار فرآیند چاپ کلیه جزییات هر چقدر هم پیچیده باشد، ایجاد می شود.
بر عکس در پرینتر سه بعدی رزینی که برای ساخت اجسام کوچک استفاده می شود و با تابش نور کار میکند، دقت ساخت بسیار بالاست طوری که می توان قالبهای طلا و جواهر یا دندانپزشکی را سریعا نمونه سازی کرد.
در چاپگر سه بعدی نیز امکان خطا وجود دارد ولی به جهت هزینه متریال کمتر و امکان پیشگیری از خطای چاپ در نرم افزار اسلایسر پرینتر ، نسبت به CNC برتری دارد.
همانطور که در بالا گفتیم، روند کار چاپگر سه بعدی نسبت به دستگاه برش CNC زمان بالاتری می طلبد.
نویز: بسته به مواد مورد استفاده، تراش CNC می تواند بسیار پر سر و صدا باشد. برش فلز یا چوب با استفاده از یک ابزار با قطر بزرگ (برای حذف سریع قطعات اضافی) می تواند موجب آسیب دیدن گوشتان شود! در عوض چاپگر سه بعدی هیچ گونه صدای گوشخراشی در مقایسه با سی ان سی ندارد.
نکته: به جهت سر و صدای زیاد دستگاه CNC، محل استقرار آن محدود به محیطهای کارگاهی خواهد بود.
هنگام کار بر روی یک بلوک فلزی یا چوب، ابزارهای CNC نیز به شدت ارتعاش پیدا می کنند. در حالی که پرینترهای سه بعدی لرزش شدیدی نداشته و امکان استقرار در محیط خانه، اداره یا میز کارتان را دارند.
همانطور که قبلا هم گفتیم، فرزکاری CNC به معنای بریدن مواد دور یک جسم با استفاده از یک ابزار چرخشی است. نتیجه: خرده مواد بسیار زیادی ایجاد میشود که ممکن است کاملا تیز هم باشد (به عنوان مثال خرده چوب یا فلز). بنابراین کار با سی ان سی باید با احتیاط صورت گیرد (در واقع ابزاری کاملا کارگاهی محسوب میشود و افراد آموزش دیده باید با آن درگیر شوند). CNC در هنگام کار بر روی یک بلوک بزرگ از مواد، کاملا محصور نمی شود، بنابراین همه محیط اطراف تحت تاثیر ترکشها و براده های جسم قرار گیرد و کثیف میشود.
بر عکس در چاپ سه بعدی، به جهت تکنیک افزایشی (ضافه شدن لایه به لایه)، ریخت و پاش دستگاه برش CNC وجود ندارد.
پس از تکمیل و ساخت قطعه در هر دو دستگاه CNC یا پرینتر سه بعدی، ممکن است نیاز به مراحل پرداخت کاری، سمباده یا رنگ داشته باشید.
حتی با خطای چاپ یا مدل سازی اشتباه، ضایعات بسیار کمتری در چاپگر سه بعدی وجود دارد، زیرا این تکنولوژی فقط نیاز به مواد مورد نیاز برای ساخت قطعه را خواهد داشت. بر عکس، در تراش CNC شما نیاز به یک بلوک گران قیمت از مواد دارید که حداقل به اندازه ابعاد بزرگ قطعه باشد، در نتیجه بسیاری از مواد هدر می روند.
تراش CNC بهترین راه حل برای ساخت قطعاتی است که باید مستقیما استفاده شوند، به تعداد بسیار زیادی از قطعه در زمان کمی نیاز دارید یا باید بسیار مقاوم و دقیق بوده و نیازمند قرارگیری در معرض حرارت مستقیم باشند. البته ساختار هندسی مدل نباید خیلی پیچیده یا تودرتو باشد.
در پرینتر سه بعدی، تقریبا هر فرم هندسی حتی بسیار پیچیده و تودرتو قابلیت ساخت دارد و محدودیت ندارید. همچنین می توانید مدلهای سه بعدی توخالی یا دارای بخش متحرک متصل را مستقیما پرینت گرفته و پس از چاپ، آن بخشها را بدون اسمبل، حرکت دهید.
چاپ سه بعدی زمینه های کاربردی عجیب و غریبی دارد و می توان از آن برای چاپ تندیس، قطعات صنعتی و ماکت، مواد غذایی (مختص کشورهای صنعتی) یا برای ساخت و سازهای مفهومی، نمونه سازی اولیه قبل از قالب سازی، ساخت اسباب بازی، اشیای ابتکاری و غیره استفاده کرد.
در کشورهای صنعتی روند استفاده از پرینترهای سه بعدی به شدت افزایش یافته و کارخانه های خودروسازی تا شرکتهای بزرگ هواپیمایی در حال استفاده از آن می باشند. در ایران نیز به تازگی روند استفاده از چاپگرها در شرکتها و شهرک های صنعتی رو به افزایش است (به جهت هزینه کمتر و امکان نمونه سازی اولیه دقیق).
مصرف برق:
با توجه ساختار کارگاهی دستگاه برش CNC، مصرف برق آن بالاست در حالی که پرینتر سه بعدی بیشتر از یک کامپیوتر مصرف برق ندارد.
در بخشهای بالایی اشاره کردیم که دستگاه برش «سی ان سی» خشن بوده و پلتفرم کارگاهی دارد، بنابراین افراد باید به خوبی از قبل آموزش دیده باشد، زیرا سرمته تیز و پرتاب مواد حین کار در صورت بی احتیاطی، بسیار خطرآفرین می باشد.
در عوض پلتفرم پرینتر سه بعدی آنرا برای همه کس ساده و کاربردی کرده است؛ مهم نیست که مهندس هستید و نیاز به نمونه سازی اولیه دارید یا هنرمندی هستید که می خواهید تندیس چاپ کنید؛ یک آموزش ساده کافیست و با چاپ بیشتر تجربه شما بالاتر هم می رود. با آموزش اولیه و نظارت معمول، چاپگر سه بعدی برای رشد خلاقیت یک کودک هم مناسب خواهد بود (در برخی کشورهای صنعتی در مقاطع تحصیلی ابتدایی، کلاسهایی برای کار با چاپگر برگزار میشود).
نکته: در ایران دو تکنولوژی پرینتر سه بعدی محبوب است: تکنولوژی FDM و تکنولوژی SLA یا DLP. در فرآیند FDM، متریال ترموپلاستیک موسوم به فیلامنت در نازل ذوب می شود. در حالی که در تکنیک SLA یا DLP، رزین مایع توسط تابش انتخابی نور، سخت شده و جسم شکل می گیرد، پس برعکس، FDM حرارت تولید نمی شود.
کار با چاپ سه بعدی ارزان تر است، چون که شما می توانید پرینتر مناسب را از نوع رومیزی تا ابعاد چاپ بزرگتر صنعتی با قیمت معقولی دریافت کنید، در حالی که قیمت دستگاه های CNC معمول تا حرفه ای بالاتر از پرینتر می باشد. موارد مصرفی CNC نیز همیشه گرانتر خواهد بود.
اغلب افراد در این زمینه سوال پرسیده اند که برای شروع چاپگر سه بعدی بخرم یا سی ان سی ؟ اینگونه پاسخ می دهیم که برای اغلب مشاغل، چاپگر سه بعدی نیاز شما را به خوبی رفع میکند در حالی که برای برخی دیگر از مشاغل خاص کارگاهی مثل قالبهای فلزی، دستگاه برش سی ان سی ابزار بهتریست.
شرکتهای بزرگ در حالت بهینه و ایده آل، خرید هر دو چاپگر سه بعدی و برش CNC را مناسب می دانند تا هر قطعه ای که را به راحتی تولید کنند.
