چگونه یک شی توخالی را با چاپگر سه بعدی چاپ کنم؟

به عنوان یک ارائه دهنده کارکشته در صنعت چاپ سه بعدی، اغلب مشتریانی که مشتاق هستند در مورد پیچیدگی های چاپ اجسام توخالی با استفاده از چاپگر سه بعدی با من تماس بگیرند. چاپ توخالی نه تنها در هزینه مواد صرفه جویی می کند، بلکه می تواند زمان چاپ را نیز کاهش دهد و ویژگی های ساختاری منحصر به فردی را به محصول نهایی اضافه کند. در این وبلاگ، من شما را از طریق فرآیند گام به گام چاپ یک شی توخالی راهنمایی می کنم و ملاحظات و تکنیک های کلیدی را در این راه برجسته می کنم.

ملاحظات قبل از چاپ

قبل از زدن دکمه چاپ، چندین فاکتور وجود دارد که باید برای اطمینان از چاپ توخالی موفق در نظر بگیرید.

طراحی مدل توخالی

اولین مرحله ایجاد یا به دست آوردن یک مدل سه بعدی از شی مورد نظر برای چاپ است. اکثر نرم افزارهای طراحی سه بعدی مانند Blender، Fusion 360 و SketchUp به شما امکان طراحی اجسام توخالی را می دهند. هنگام طراحی، باید در مورد ضخامت دیواره قسمت توخالی تصمیم بگیرید. دیواری که خیلی نازک است ممکن است باعث ایجاد یک جسم ضعیف و شکننده شود یا ممکن است باعث مشکلات چاپی مانند گرفتگی شود. خیلی ضخیم است و مزایای صرفه جویی در مواد و زمان را از دست می دهید. به طور کلی، ضخامت دیوار 1.5 تا 3 میلی متر برای اکثر پرینترهای سه بعدی درجه مصرف کننده به خوبی کار می کند، اما این می تواند بسته به چاپگر و مواد مورد استفاده متفاوت باشد.

علاوه بر ضخامت دیوار، باید سوراخ های فرار در طرح ایجاد کنید. این سوراخ ها بسیار مهم هستند زیرا از گیر افتادن هوا در داخل جسم در حین چاپ جلوگیری می کنند. هنگامی که چاپگر لایه های متوالی می سازد، هوای داخل یک جسم توخالی مهر و موم شده می تواند فشرده شود و باعث برآمدگی یا حتی ترکیدن دیوارها شود. اندازه و تعداد سوراخ های فرار به اندازه و شکل جسم بستگی دارد. برای اجسام کوچک، یک سوراخ 2 تا 3 میلی متری ممکن است کافی باشد، در حالی که اجسام بزرگتر ممکن است به سوراخ های متعددی نیاز داشته باشند که به طور مساوی در سطح توزیع شده اند.

انتخاب مواد مناسب

انتخاب مواد یکی دیگر از عوامل حیاتی است. مواد مختلف دارای خواص مختلفی مانند استحکام، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر حرارت هستند که می تواند بر موفقیت چاپ توخالی شما تأثیر بگذارد.

PLA (اسید پلی لاکتیک) یک انتخاب محبوب برای مبتدیان است زیرا چاپ با آن آسان است، نقطه ذوب پایینی دارد و در طیف وسیعی از رنگ ها عرضه می شود. برای ایجاد قطعات کاربردی تزئینی یا کم استرس مناسب است. ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) از PLA بادوام تر و مقاوم تر در برابر حرارت است و آن را گزینه خوبی برای قطعاتی است که در معرض دماهای بالاتر یا استرس مکانیکی قرار می گیرند. همچنین مواد دیگری مانند PETG وجود دارد که بهترین های PLA و ABS را ترکیب می کند و دارای استحکام، دوام و قابلیت چاپ خوبی است.

هنگام چاپ اجسام توخالی، برخی از مواد ممکن است بیشتر دچار تاب خوردگی یا تغییر شکل شوند. به عنوان مثال، ABS در مقایسه با PLA تمایل بیشتری به تاب برداشتن دارد. برای کاهش این مشکل، ممکن است لازم باشد روی یک تخت گرم چاپ کنید و از یک محفظه برای حفظ دمای ثابت در طول فرآیند چاپ استفاده کنید.

آماده سازی نرم افزار Slicer

نرم افزار Slicer مانند Cura، PrusaSlicer یا Simplify3D برای تبدیل مدل سه بعدی شما به کد G، که زبانی است که چاپگر سه بعدی شما می فهمد، استفاده می شود.

هنگامی که مدل توخالی خود را به برش دهنده وارد کردید، باید چندین تنظیمات را انجام دهید. ضخامت دیوار را در اسلایسر تنظیم کنید تا با طرح مدل خود مطابقت داشته باشد. معمولاً می‌توانید این تنظیم را در بخش «ضخامت دیوار» یا «محیط‌ها» پیدا کنید. درصد پر شدن را روی 0% تنظیم کنید زیرا جسم توخالی است. تنظیمات پر کردن بالا برای یک جسم توخالی ضروری نیست و باعث هدر رفتن مواد و زمان می شود.

علاوه بر این، مطمئن شوید که ویژگی "بازگشت سفر" را فعال کنید. این ویژگی هنگامی که هد چاپ از یک مکان به مکان دیگر حرکت می کند، فیلامنت را به مقدار کمی جمع می کند و از تراوش و رشته شدن جلوگیری می کند. می‌توانید فاصله و سرعت انقباض را بر اساس ماده‌ای که استفاده می‌کنید تنظیم کنید.

فرآیند چاپ

پس از تکمیل تمامی مراحل آماده سازی قبل از چاپ، نوبت به شروع فرآیند چاپ می رسد.

کالیبره کردن چاپگر

کالیبراسیون مناسب چاپگر برای چاپ موفق بسیار مهم است. ابتدا بستر چاپ را تراز کنید تا مطمئن شوید که لایه اول به درستی چسبیده است. اکثر پرینترهای سه بعدی دارای ویژگی سطح بندی تخت هستند که به شما امکان می دهد فاصله بین سر چاپ و تخت را در چندین نقطه تنظیم کنید.

در مرحله بعد، کالیبراسیون اکسترودر را بررسی کنید. اکسترودر باید مقدار صحیح فیلامنت را برای هر لایه بیرون بکشد. می توانید با چاپ یک مکعب کوچک با ابعاد مشخص و سپس مقایسه اندازه واقعی با اندازه مورد نظر، آزمایش کالیبراسیون را انجام دهید. اگر ناهماهنگی وجود دارد، ممکن است لازم باشد مراحل اکسترودر را در تنظیم میلی متر در سیستم عامل چاپگر خود تنظیم کنید.

شروع چاپ

هنگامی که چاپگر کالیبره شد، فیلامنت را در اکسترودر قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که فیلامنت به آرامی از طریق چرخ دنده های اکسترودر و به انتهای داغ تغذیه می شود. دمای انتهای داغ را با توجه به ماده ای که استفاده می کنید تنظیم کنید. به عنوان مثال، PLA معمولاً در حدود 190 - 220 درجه سانتیگراد چاپ می کند، در حالی که ABS به دمای بالاتر 230 - 260 درجه سانتیگراد نیاز دارد.

چاپ را شروع کنید و آن را از نزدیک بررسی کنید، به خصوص در چند لایه اول. لایه اول بسیار مهم است زیرا پایه و اساس کل چاپ را تنظیم می کند. اگر لایه اول به خوبی نمی چسبد، ممکن است لازم باشد چاپ را متوقف کنید، بستر چاپ را تمیز کنید و دوباره امتحان کنید. همچنین می‌توانید از کمک‌های چسبندگی مانند چسب، اسپری مو یا یک برگه چسبندگی چاپ سه بعدی تخصصی استفاده کنید.

درمان پست - چاپ

پس از اتمام پرینت، قبل از اینکه جسم را از بستر چاپ بردارید، بگذارید خنک شود. این به جلوگیری از تاب برداشتن یا آسیب به جسم کمک می کند. پس از خنک شدن، با استفاده از یک کاردک یا سوهان، جسم را با دقت از روی تخت جدا کنید.

اگر ساختارهای پشتیبانی در چاپ وجود دارد، آنها را به آرامی با استفاده از انبردست یا یک چاقوی تیز بردارید. سطح جسم را سنباده بزنید تا لبه های ناهموار یا خطوط لایه صاف شود. همچنین می‌توانید یک کت شفاف رنگ کنید یا روی آن بزنید تا ظاهر آن را بهتر کرده و یک لایه محافظ اضافی اضافه کنید.

عیب یابی

حتی با برنامه ریزی و آماده سازی دقیق، ممکن است مشکلاتی در طول فرآیند چاپ ایجاد شود.

تاب برداشتن

تاب برداشتن یک مشکل رایج است، به خصوص هنگام چاپ با موادی مانند ABS. برای جلوگیری از تاب برداشتن، از یک تخت گرم و یک محفظه برای حفظ دمای ثابت در اطراف چاپ استفاده کنید. همچنین می توانید لبه یا قایق را چاپ کنید که ساختارهای اضافی در اطراف پایه جسم برای بهبود چسبندگی و کاهش تاب برداشتن است.

گرفتگی

در صورت وجود ناخالصی در فیلامنت یا اگر دمای چاپ خیلی پایین باشد، گرفتگی ممکن است رخ دهد. برای از بین بردن گرفتگی، انتهای داغ را تا دمای بالا گرم کنید و سپس سعی کنید رشته را با قدرت اکسترود کنید. شما همچنین می توانید از یک سوزن یا یک فیلامنت تمیز کننده برای حذف هرگونه زباله از نازل استفاده کنید.

دیوارهای ضعیف

اگر دیوارهای جسم توخالی شما ضعیف است، ممکن است به دلیل ضخامت دیواره بسیار نازک یا سرعت چاپ بسیار بالا باشد. ضخامت دیوار را در طرح خود افزایش دهید و سرعت چاپ را کاهش دهید تا از چسبندگی بهتر لایه اطمینان حاصل کنید.

مزایای چاپ سه بعدی اجسام توخالی

چاپ اجسام توخالی مزایای زیادی دارد. همانطور که قبلا ذکر شد، استفاده از مواد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد که به نوبه خود هزینه ها را کاهش می دهد. این امر به ویژه برای تولید در مقیاس بزرگ یا هنگام استفاده از مواد گران قیمت مهم است.

اجسام توخالی نیز سبکتر از همتایان جامد خود هستند. این می تواند یک مزیت بزرگ در کاربردهایی باشد که وزن آنها نگران کننده است، مانند صنایع هوافضا یا خودرو. علاوه بر این، حفره های داخلی را می توان برای اهداف مختلفی مانند ذخیره اجزای کوچک یا افزودن عملکرد اضافی به جسم مورد استفاده قرار داد.

چرا خدمات چاپ سه بعدی ما را انتخاب کنید؟

ما به عنوان یک ارائه دهنده خدمات پرینت سه بعدی پیشرو، تخصص و تجهیزات پیشرفته را برای رسیدگی به تمام نیازهای چاپ توخالی شما در اختیار داریم. تیم طراحان و تکنسین های مجرب ما می توانند به شما در بهینه سازی طرح های خود برای چاپ سه بعدی کمک کنند و بهترین نتایج ممکن را تضمین کنند.

ما طیف گسترده ای از مواد، از پلاستیک های معمولی مانند PLA و ABS تا مواد پیشرفته تر مانند پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن را ارائه می دهیم. ما همچنین خدمات پس از پردازش مانند سنباده کاری، رنگ آمیزی و مونتاژ را برای ارائه محصول نهایی که مشخصات دقیق شما را برآورده می کند، ارائه می دهیم.

اگر به دنبال آن هستیدبهترین خدمات چاپ سه بعدی، دیگر نگاه نکنید. ما متعهد به ارائه راه حل های پرینت سه بعدی با کیفیت بالا و مقرون به صرفه هستیم. چه فردی باشید که به دنبال چاپ یک نمونه اولیه منحصربه‌فرد هستید یا کسب‌وکاری که نیاز به تولید در مقیاس بزرگ دارد، ما این توانایی را داریم که نیازهای شما را برآورده کنیم.

از شما دعوت می کنیم تا برای بحث در مورد پروژه خود با ما تماس بگیرید. تیم ما خوشحال خواهد شد که به شما یک نقل قول ارائه دهد و به هر سوالی که ممکن است داشته باشید پاسخ دهد. بیایید با هم کار کنیم تا ایده های چاپ سه بعدی شما را زنده کنیم.

مراجع

• گیبسون، آی، روزن، DW، و استاکر، B. (2010). فناوری‌های ساخت افزودنی: نمونه‌سازی سریع به تولید مستقیم دیجیتال. اسپرینگر.
• هاپسون، جی (2018). چاپ سه بعدی برای آدمک ها. وایلی.
• منابع آنلاین و انجمن های مختلف اختصاص داده شده به چاپ سه بعدی، از جمله r/3Dprinting Reddit و 3DPrinting.com.