-
آناتومی پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند؟
در این مقاله با این مساله آشنا می شویم که یک آناتومی پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند و آناتومی پرینتر سه بعدی از چه قسمتهایی تشکیل شده است؟ بیشتر تمرکز این مقاله در مورد قسمتهای مکانیکی و الکترونیکی متداولترین نوع آناتومی پرینتر سه بعدی و یا همان پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی FDM و FFF است.
محتوای ارائه شده در این مقاله به صورت زیر است:
- آناتومی پرینتر سه بعدی
- صفحه ساخت و یا میز کار پرینتر سه بعدی
- صفحه ساخت
- کالیبراسیون میز کار
- فیلامنت پرینتر سه بعدی
- اکسترودر
- چرخ دنده اکسترودر
- هات اند
- هیت سینک اکسترودر
- هیتر کارتریج و یا گرم کن لوله ای
- ترمیستور
- نازل
- فن خنک کننده لایه های پرینت
- فن خنک کننده اکسترودر
- فن خنک کننده مادربرد
- سیستم حرکتی
- میکروسوئیچ و یا اند استاپ
- لید اسکرو
- تسمه تایم
- پولی تسمه تایم
- استپر موتورها
- درایور استپرموتور
- بدنه پرینتر سه بعدی
- محفظه دور پرینتر سه بعدی
- منبع تغذیه
- مادربرد و کنترلر
- درگاه ورودی
- نمایشگر و رابط کاربری
آناتومی پرینتر سه بعدی صفحه ساخت و یا میز کار پرینتر سه بعدی
صفحه ساخت دستگاه های پرینتر سه بعدی هر سطح صافی را می تواند شامل شود که مدل دلخواه شما روی آن پرینت می شود. به طور معمول جنس صفحه ساخت و یا صفحه پرینت که به آن میز کار نیز گفته می شود از شیشه، فلز یا صفحات پی سی بی است که در برخی از پرینترهای سه بعدی این صفحه ها مجهز به گرم کن نیز هستند تا بتوان فیلامنتهای خاص را با آن پرینت نمود.
اکثر صفحه های ساخت پرینتر سه بعدی به منظور جلوگیری از تاب خوردن مدل در هنگام پرینت و همچنین افزایش چسبندگی مدل به میز کار نیاز به گرم شدن دارند. معمولا پلاستیک تزریق شده پس از خنک شدن به دلیل انقباض، اندکی کوچکتر می شود. این باعث می شود که لبه های مدل در حال پرینت به سمت بالا تاب برداشته و مدل از روی صفحه ساخت جدا شود. برای جلوگیری از این امر، صفحه ساخت را با استفاده از گرم کن های خاص گرم می کنند.
صفحه ساخت هایی که بستر گرم شونده ندارند قادر به چاپ تمامی انواع فیلامنتها نیستند و در واقع محدودیت چاپ دارند. فیلامنت هایی نظیر PLA وPET کمتر مستعد تاب برداشتن هستند و بنابراین برای چاپ نیازی به بستر گرم ندارند.
آناتومی پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : صفحه ساخت
صفحه ساخت که روی میز کار پرینتر سه بعدی قرار می گیرد به فیلامنت کمک می کند تا هنگام پرینت به راحتی به میز کار بچسبد و هم چنین پس از پایان پرینت به راحتی از سطح آن کنده شود. انواع مختلفی از سطوح صاف وجود دارد. اکثر پرینترهای سه بعدی از سطوحی استفاده می کنند که تقریبا برای تمامی مواد مناسب باشد مانند BuildTak و یا PEI. با این حال برای دستیابی به بهترین نتیجه می توانید بسته به نوع مواد از سطوح مختلفی استفاده کنید.
آناتومی پرینتر سه بعدی : کالیبراسیون میز کار
بسیاری از پرینترهای سه بعدی سیستمی دارند که به طور خودکار فاصله نوک نازل تا میز کار را تزار می کنند. اما پرینترهای سه بعدی ارزان قیمت مجهز به این سیستم نیستند و بایستی با دست کالیبره شوند. در سیستم کالیبراسیون اتوماتیک فاصله نازل تا میز کار به صورت اتوماتیک اندازه گیری شده و در کدهای پرینت اعمال می شود.
آناتومی پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : فیلامنت پرینتر سه بعدی
فیلامنتها در واقع مواد ترموپلاستیکی هستند که به صورت رشته های باریک با سطح مقطع دایره در آمده اند و معمولاً در قطرهای 1.75 و 3 میلی متر و در رولهای نیم کیلویی و یا یک کیلویی به بازار ارائه می شوند. فیلامنتها مواد مصرفی پرینتر سه بعدی هستند. انواع مختلفی از فیلامنتها وجود دارند که کاربران بسته به نیاز خود می توانند از آنها استفاده نمایند.
فیلامنت پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : اکسترودر
اکسترودر قسمت اصلی پرینترهای سه بعدی است. در واقع اکسترودر جایی است که پلاستیک داخل آن ذوب شده و سپس تزریق می شود. در واقع آن یک تفنگ چسب حرارتی است. این قطعه اگر چه کوچک است اما عملیات اصلی پرینت در داخل آن انجام می شود. اکسترودر از دو قسمت تشکیل شده است. یک قسمت برای ورود فیلامنت و هدایت آن به سمت نازل داغ و قسمت دیگر برای ذوب فیلامنت و خروج آن از نازل که به آن هات اند گفته می شود.
در پرینترهای سه بعدی که از اکسترودر مستقیم استفاده می کنند تمام قطعات اکسترودر مانند قسمت ورودی فیلامنت و خروجی آن در یک مجموعه قرار گرفته و به همین دلیل می توان گفت فشار بیشتری بر روی قسمت متحرک دستگاه پرینتر سه بعدی وارد می شود. این افزایش وزن در قسمت متحرک دستگاه می تواند بر سرعت پرینت تاثیر گذار باشد.
در اکسترودر بوئدن قسمت ورودی مواد و خروجی از هم جدا بوده و توسط یک لوله که معمولا از جنس تفلون است به همدیگر متصل می شوند. قسمت ورودی فیلامنت در جایی به دور از سیستم حرکتی قرار میگیرد و فیلامنت از طریق یک لوله به قسمت خروجی و یا هات اند منتقل شده و بعد از ذوب شدن تزریق می شود. استفاده از اکسترودر بوئدن دارای مزایا و معایبی است که اصلی ترین مزیت آن کاهش وزن قسمت متحرک دستگاه و افزایش سرعت پرینت سه بعدی است.
اکسترودر تمام فلزی پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : چرخ دنده اکسترودر
وظیفه چرخدنده اکسترودر، گرفتن فیلامنت و هل دادن آن به سمت هات اند جهت ذوب و تزریق فیلامنت است. این قطعه به مرور زمان دچار فرسودگی و یا گرفتگی می شود و حتما باید تعویض و یا تمیز گردد. چرخدنده اکسترودر معمولاً همراه با یک عدد بلبرینگ همراه است که به کمک این بلبرینگ می توان قدرت گرفتن فیلامنت توسط چرخدنده را تنظیم نمود. کم و یا زیاد بودن میزان نیروی اعمال شده به فیلامنت از طریق بلبرینگ و چرخدنده می تواند تاثیر زیادی بر کیفیت پرینت سه بعدی داشته باشد.
چرخدنده اکسترودر پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : هات اند
هات اند در اصل از چندین قطعه شامل بلوک حرارتی، هیتر، هیت سینک، فن خنک کننده ترمیستور، لوله نازل و نازل تشکیل شده است و کار آن هدایت فیلامنت به سمت نازل، گرم کردن آن و ذوب کردن فیلامنت است. لازم به ذکر است که این قطعه جزء مواد مصرفی پرینتر سه بعدی به حساب می آید.
هات اند پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : هیت سینک اکسترودر
هیت سینک اکسترودر در پرینتر سه بعدی باعث می شود تا فیلامنت قبل از رسیدن به نازل ذوب نشود. نرم شدن و یا ذوب شدن فیلامنت قبل از نازل می تواند باعث گرفتگی هات اند و یا اکسترودر شود.
آناتومی پرینتر سه بعدی : هیتر کارتریج و یا گرم کن لوله ای
هیتر کارتریج یکی از قطعات اکسترودر و یا هات اند است که وظیفه آن گرم کردن بلوک حرارتی اکسترودر و ذوب فیلامنت است. تمامی پرینترهای سه بعدی از هیتر کارتریج استفاده می کنند. این قطعه در دو نوع 12 ولت و 24 ولت و توان 40 وات عرضه می شود.
هیت سینک پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : ترمیستور
ترمیستورها اساسا،ً سنسورهای سنجش دما هستند و می توان گفت که متداول ترین نوع سنسور دمای پرینتر سه بعدی از نوع ترمیستور NTC100K است. وظیفه ترمیستور در پرینتر سه بعدی این است که دما را در مقدار تنظیم شده ثابت نگهدارد.
ترمیستور پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : نازل
نازل قطعه مکانیکی در اکسترودر پرینتر سه بعدی و یا هات اند است که فیلامنت ذوب شده از طریق آن بر روی صفحه ساخت تزریق می شود. نازلها در اندازه ها و جنس های مختلفی تولید و عرضه می شوند. متداولترین قطر نازل مورد استفاده در پرینتر سه بعدی نازل برنجی با قطر نازل 0.4 میلیمتر است. در صورتی که قصد پرینت سه بعدی قطعه با جزئیات زیاد را دارید می توانید از نازلهایی با قطر کوچکتر مانند 0.2 میلیمتر نیز استفاده کنید. همچنین در مورد مدلهای بزرگ، می توانید با استفاده از نازل با قطرهای بزرگتر، زمان پرینت را کاهش دهید.
نازل برنجی مدل E3D
آناتومی پرینتر سه بعدی : فن خنک کننده لایه های پرینت
فن خنک کننده لایه های پرینت، لایه های پرینت شده در طول پروسه پرینت را سریع خنک نموده و بدین ترتیب باعث افزایش کیفیت پرینت سه بعدی می بشود. خنک کردن لایه های پرینت در فیلامنتهای مختلف متفاوت است و در هنگام استفاده از آن باید به دستورالعمل مربوطه توجه شود در غیر اینصورت احتمال خراب شدن پرینت سه بعدی زیاد خواهد بود.
فن خنک کننده لایه های پرینت
آناتومی پرینتر سه بعدی : فن خنک کننده اکسترودر
فن خنک کننده اکسترودر معمولاً به همراه هیت سینک بر روی اکسترودر و یا هات اند دستگاه نصب می شود و وظیفه آن خنک کردن فیلامنت و جلوگیری از انتقال حرارت بلوک حرارتی به فیلامنت قبل از واد شده به لوله نازل است. معمولاً از فنهای 12 ولت در اندازه 30*30 میلیمتر و یا 40*40 میلیمتر جهت این کار استفاده می شود.
فن خنک کننده اکسترودر
آناتومی پرینتر سه بعدی : فن خنک کننده مادربرد
فن خنک کننده مادربرد وظیفه خنک کردن مادربرد دستگاه پرینتر سه بعدی را دارد. تمامی مادربردها در طول زمان کارکرد خود به دلیل پردازش اطلاعات و یا کنترل حرکت استپر موتورها از خود حرارت تولید میکنند و این حرارت باید به طریقی از مادربرد دور شود تا مانع از سوختن ان و خراب شدن مادربرد گردد. به همین دلیل از فن های 12 ولت در سایزهای 60 در 60 میلیمتر و یا 80*80 میلیمتر جهت این کار استفاده می شود.
فن خنک کننده مادربرد
آناتومی پرینتر سه بعدی : سیستم حرکتی
انواعی مختلفی از سیستمهای حرکتی در پرینترهای سه بعدی شامل سیستم حرکتی دلتا، کارتزین، CoreXY استفاده می شود. در پرینترهای سه بعدی با سیستم حرکتی کارتزینی، از یک استپر موتور و یا استپر موتور گیربکس دار جهت ایجاد حرکت در هر یک از محورها استفاده می شود. این سیستم ها به طور معمول دارای یک منطقه ساخت مستطیل مانند هستند.
سیستم Core XY سیستم دیگری است که مشابه سیستم کارتزینی است تنها با این تفاوت که بجای یک عدد استپر موتور از دو عدد استپر موتور و به صورت مشترک جهت حرکت طولی و یا عرضی استفاده می شود. سیستم حرکتی دلتا، سیستم دیگری است که در پرینتر سه بعدی استفاده می شود. در این سیستم از سه عدد استپر موتور جهت حرکت در هر سه راستا استفاده می شود و در این حالت منطقه پرینت دارای سطح مقطع دایره ای خواهد بود.
سیستم حرکتی پرینتر سه بعدی فلزی
آناتومی پرینتر سه بعدی : میکروسوئیچ و یا اند استاپ
اند استاپ و یا میکروسوئیچ، قطعه ای الکترومکانیکی و یا در برخی موارد نوری است که در پرینترهای سه بعدی جهت تعیین موقعیت ابتدایی و انتهایی محورها استفاده می شود. در بیشتر پرینترهای سه بعدی از میکروسوئیچ های مکانیکی استفاده می شود ولی در برخی از موارد از میکروسوئیچ های نوری نیز استفاده می شود.
آناتومی پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : لید اسکرو
از لید اسکروها معمولاً در راستای ارتفاع و یا همان محور z دستگاه های پرینتر سه بعدی استفاده می شود. در اصل، حرکت چرخشی استپر موتور، توسط لید اسکرو به حرکت خطی و یا همان حرکت رفت و برگشتی تبدیل می شود. در پرینترهای سه بعدی ارزان قیمت از لید اسکرو معمولی فولادی استفاده می شود اما در پرینترهای گران قیمت از لید اسکرو با پوشش کروم به همراه مهره های آنتی بک لش استفاده می شود که از دقت بالاتری برخوردار است. لازم به ذکر است که لید اسکرو ها دارای دندانه های کبریتی و یا مربعی شکل هستند و در قطرها و گام های مختلفی تولید و عرضه می شود.
آناتومی پرینتر سه بعدی
آناتومی پرینتر سه بعدی : تسمه تایم
تسمه تامی قطعه مکانیکی دیگری است که در دستگا های زیادی از جمله پرینتر سه بعدی بکار برده می شود. معمولاً از تسمه تایم در راستاهای طولی و عرضی استفاده می شود ولی دستگاه هایی هم وجود دارند که از تسمه در راستای ارتفاع استفاده شده است. همه چیز را حرکت می دهند. در پرینتر سه بعدی موتورهای محور X و Y با استفاده از پولی، تسمه تایم و اجزای متصل به تسمه را به حرکت در می آورند. در بعضی از پرینترها برای کنترل میزان کشش تسمه از تنظیم کنند های کشش تسمه استفاده می شود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد پرینترهای سه بعدی می توانید به مقالات آموزشی وب سایت مراجعه کنید و یا با کارشناسان این مجموعه تماس حاصل نمائید.