هوردیس | Hordis

 

 

- آیا دوران چاپ لایه‌ به‌ لایه به پایان می‌ رسد؟
فناوری نوظهوری که می‌تواند قطعات سه‌ بعدی را به‌جای چندین ساعت، در چند ثانیه تولید کند.

تصور کنید قطعه‌ای سه‌ بعدی را داخل یک محفظه شفاف قرار دهید و تنها با تابش نوراز زوایای مختلف، تمام ساختارآن به‌ صورت هم‌ زمان شکل بگیرد؛ بدون حرکت نازل، بدون ساخت لایه‌ به‌لایه و بدون نیاز به طی کردن مسیرهای متوالی چاپ.

این تصور دیگر صرفاً یک ایده علمی‌ تخیلی نیست. فناوری چاپ سه‌ بعدی حجمی (Volumetric Additive Manufacturing) یکی از رویکردهای نوآورانه در حوزه ساخت افزایشی است که شیوه متفاوتی از تولید قطعات سه‌ بعدی را معرفی می‌کند.

 

 

- چاپ سه‌ بعدی حجمی چیست؟

در اغلب فناوری‌های پرینت سه‌بعدی، از جمله FDM و SLA، قطعه به‌ صورت تدریجی ساخته می‌شود. در این روش‌ها، ماده اولیه در مسیرهای مشخص یا لایه‌های متوالی شکل می‌گیرد تا در نهایت هندسه موردنظر ایجاد شود.اما چاپ سه‌ بعدی حجمی ازاصول متفاوتی استفاده می‌کند.در این فناوری، یک ماده حساس به نور، معمولاً رزین فوتوپلیمری، داخل یک محفظه شفاف قرار می‌گیرد. سپس الگوهای نوری محاسبه‌ شده از زوایای مختلف به داخل این محفظه تابانده می‌شوند.این الگوها به‌گونه‌ ای طراحی شده‌اند که انرژی نوری در نقاط مشخصی از حجم ماده به حد لازم برای آغاز واکنش پلیمریزاسیون برسد.در نتیجه، بخش‌های موردنظر به‌صورت هم‌ زمان جامد می‌شوند و هندسه سه‌ بعدی قطعه شکل می‌گیرد.

 

- فرآیند چاپ حجمی معمولاً شامل چند مرحله اصلی است:

1- طراحی مدل سه‌ بعدی : ابتدا مدل موردنظر با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی سه‌ بعدی آماده می‌شود. هندسه قطعه باید برای فرآیند بازسازی حجمی و توزیع نور محاسبه شود.

2-. محاسبه الگوهای نوری : نرم‌افزار، اطلاعات هندسی مدل را به مجموعه‌ای از الگوهای دوبعدی تبدیل می‌کند. این الگوها برای تابش از زوایای مختلف به داخل محفظه طراحی می‌شوند.

3- تابش نور از زوایای مختلف الگوهای نوری با استفاده از پروژکتورها یا سامانه‌های نوری کنترل‌ شده به داخل محفظه حاوی رزین تابانده می‌شوند.

4- پلیمریزاسیون حجمی در نقاطی که انرژی نوری تجمع پیدا می‌کند و از آستانه واکنش ماده عبور می‌کند، فرآیند پلیمریزاسیون آغاز می‌شود و ساختار جامد شکل می‌گیرد.

5-  جداسازی و شست‌ وشوی قطعه پس از پایان فرآیند، قطعه از رزین باقی‌مانده جدا شده وعملیات شست‌ وشو و در صورت نیاز پخت نهایی انجام می‌شود.

 

 

 

- تفاوت چاپ سه‌ بعدی حجمی با فناوری‌های FDM و SLA :

مهم‌ترین تفاوت این فناوری با روش‌های رایج، نحوه شکل‌گیری قطعه است.در پرینترهای FDM، فیلامنت ذوب‌ شده از نازل خارج می‌شود و قطعه به‌ صورت لایه‌ به‌لایه ساخته می‌شود.در فناوری SLA نیز رزین حساس به نور با استفاده ازلیزریا پروژکتور به‌ صورت انتخابی سخت می‌شود.اما در چاپ حجمی، هدف ایجاد ساختار سه‌ بعدی از طریق تابش نوری چندجهته و جامد سازی هم‌ زمان بخش‌های مختلف حجم ماده است.این تفاوت می‌تواند محدودیت‌های مربوط به زمان ساخت و اثرات ناشی از مرز لایه‌ها را در برخی کاربردها کاهش دهد.

 

 

 

- مهم‌ترین مزایای چاپ سه‌ بعدی حجمی:

- افزایش سرعت ساخت : از آنجا که کل ساختار قطعه می‌تواند در یک مرحله شکل بگیرد، زمان تولید در نمونه‌های مناسب به‌شدت کاهش پیدا می‌کند.

-کاهش اثرات لایه‌گذاری : در این روش، قطعه برخلاف فناوری‌های لایه‌ محور از لایه‌های متوالی تشکیل نمی‌شود. بنابراین مشکلاتی مانند خطوط لایه‌ای و ناهمسانگردی ناشی از جهت‌گیری لایه‌ها می‌توانند کاهش پیدا کنند.

-امکان تولید هندسه‌های پیچیده : تابش نور از زوایای مختلف امکان ایجاد ساختارهای داخلی و هندسه‌های پیچیده را فراهم می‌کند.

- کاهش محدودیت‌های مکانیکی دستگاه : در برخی معماری‌های چاپ حجمی، دیگر نیازی به حرکت مداوم نازل یا سکوی ساخت برای ایجاد هر لایه وجود ندارد.

 

 

 

 

- کاربردهای احتمالی چاپ سه‌بعدی حجمی :

این فناوری ظرفیت استفاده در حوزه‌های مختلفی را دارد:

تولید قطعات میکروسیالی و کانال‌های داخلی پیچیده ، ساخت قطعات نوری و اپتیکیتولید مدل‌های دقیق برای تحقیقات پزشکی ، ساخت قطعات کوچک و پیچیده مهندسی ، تولید ساختارهای میکروسکوپی ، توسعه تجهیزات آزمایشگاهی و تحقیقاتی  و ساخت قطعاتی است که دارای کانال‌ها و حفره‌های داخلی پیچیده هستند؛ ساخت چنین ساختارهایی با روش‌های متداول گاهی دشوار و زمان‌ بر است.

 

 

 

 

- آینده چاپ سه‌ بعدی حجمی :

چاپ سه‌ بعدی حجمی نشان می‌دهد که آینده ساخت افزایشی لزوماً به ادامه روش‌های لایه‌ به‌ لایه محدود نخواهد بود. با پیشرفت مواد فوتوپلیمری ، سامانه‌های نوری، الگوریتم‌های محاسباتی و روش‌های کنترل فرآیند، امکان توسعه تجهیزات دقیق‌ تر و سریع‌تر فراهم خواهد شد.

شاید در آینده، تولید برخی قطعات پیچیده به‌جای ساعت‌ها انتظار برای تکمیل لایه‌های متعدد، تنها به چند ثانیه زمان نیاز داشته باشد. چاپ سه‌ بعدی حجمی تنها یک روش جدید برای ساخت قطعات نیست؛ بلکه بازنگری در یکی از بنیادی‌ ترین اصول تولید افزایشی، یعنی ساخت تدریجی و لایه‌ به‌ لایه است.

 

 

راه های ارتباطی با ما :

شماره تماس: 09907076425

تلگرام و واتس اپ :09907076425

اینستاگرام :HORDIS3DPRINT@

آدرس : شیراز معالی آباد خیابان گلدشت معالی اباد خیابان لادن