معرفی فرایند نمونه سازی سریع:
نمونه سازی سریع تکنولوژی نسبتا جدیدی است که درآن یک نمونه به صورت لایه به لایه مستقیما از روی فایل مدل سه بعدی آن ساخته میشود.دراین روش هیچ محدودیتی از نظر شکل هندسی وجود نداشته ونمونه بدون نیاز به هیچ قالب یا ابزاری با سرعت ودقت بسیار بالایی ساخته میشود.
پس ازطراحی یک محصول نمونه ای ازطرح سریعا ساخته شده ودر اختیار تیم طراحی مهندسی قرار میگیرد تا از جنبه های مختلف مورد ارزیابی قرارگیرد وپس از رفع ایرادات احتمالی وتایید نهایی طرح اقدام به تولید انبوه گردد.
مزایا:
- کاهش زمان وهزینه سیکل طراحی تا تولید محصول جدید
- فزایش سرعت محصول جدید واعمال سریع اصلاحات
- عرضه سریع محصولات جدید دربازار رقابتی
- امکان بازاریابی محصول جدید قبل از تولید وکاهش ریسک تولید
- امکان ساخت نمونه های پیچیده بدون هیچگونه محدودیت درشکل هندسی
- سرعت وراحتی فرایند
- دقت بالای نمونه سازی
-روش SLA:
فرایند این روش به طور کلی شامل این مراحل است:
- تایش باریکه نور لیزر روی سطح رزین مایع
- پلیمریزاسیون رزین و جامد شدن آن
- چسبیدن لایه ها به یکدیگر و ایجاد خاصیت چسبندگی
- ساخت ساپورت مشبک همزمان از همان ماده
ساپورت چیست؟در برخی از فرایند های RP به دلیل سیال بودن رزین و ماده تحت پوشش نمونه پس از ریخته شدن لایه ها به دلیل گرانش امکان ریخته شدن رزین ها در محلی غیر مورد نظر وجود دارد که این قطعات به صورت ستون هایی در حین انجام عملیات زیر نمونه قرار میگیرند.این ستون ها در برخی روش ها ازجنس خود نمونه و دربرخی از روش های دیگر از جنسی دیگر به منظور سهولت در جداکردن از نمونه اصلی است.
شماتیک این فرایند در زیر مشاهده می شود:
Recoater Blade:
وظیفه این قسمت در دستگاه های SLA یکسان سازی و آرام سازی سطح متلاطم رزسن مایع پس از لایه گذاری اول و به منظور آماده سازی سطح برای لایه ریزی بعدی می باشد.
فرایند بدین صورت است که پس از تابش باریکه نور لیزر به سطح رزین مایع اولین لایه شکل گرفته و برای تشکیل لایه های بعدی میز(Platform )به اندازه ضخامت لایه بعدی بالا آمده وبا تابش لیزر به سطح بعدی لایه بعدی شکل می گیرد و به همین صورت ادامه میباد تا نمونه اصلی تشکیل گردد.
مزایا و معایب:
دقت بالای (۰٫۱میلیمتر) کار صافی سطح بالا حداقل ضخامت ۰٫۰۵ میلیمتر امکان ساخت قطعات بزرگ امکان استفاده از مواد شفاف و امکان تغییر رنگ محدوده خاصی از قطعه از جمله مزایا و خواص مکانیکی کم سرعت پایین کار نیاز به ساخت ساپورت کثیفی کار بارزین پایداری کوتاه ابعادی نیاز به عملیات تکمیلی PCA قیمت بالای دستگاه و هزینه بالای خدمات از معایب روش SAL می باشد.
کاربرد های این روش را در تصاویر زیر می بینید:
دستگاه SLA:
۲-روش SLS:
شامل مراحل زیر:
- پهن شدن یک لایه ترموپلاستیک
- پشی گرم کردن لایه تا زیر دمای سینتر شدن
- تابش باریکه لیزر روی سطح پودر گرم
- سینترینگ(جوش خوردن سطحی ذرات پودر)
مطایق این فرایند لایه اول پودر توسط غلتک پهن کننده پودر (Powder-leveling roller)پهن شده سپس توسط هیتر لایه پیش گرم شده و پس از آن با تابش باریکه لیزر از روی مدل پودر در محل هایی که تابش اتفاق افتاده سینتر میشود وبه همین ترتیب لایه ها و درنهایت مدل اصلی تشکیل میگردد.
مزایا ومعایب:
عدم نیاز به ساپورت خواص مکانیکی بالا به طوریکه قطعات عملیاتی هستند تنوع مواد (پلاستیک-فلز-ماسه)واستفاده از مواد پلی آمید وهمچنین امکان اضافه کردن مدل جدید به مدل قبلی در حین انجام عملیات به دلیل عدم نیاز به ساپورت از جمله مزایا و صافی سطح کم دقت ۰٫۲میلیمتر نیاز به سیکل خنکی کاری عدم توانایی ساخت قطعات ظریف قیمت بالای دستگاه وهزینه بالای خدمات و همچنین عدم امکان استفاده از مواد استفاده شده به دلیل از کاهش خواص مکانیکی ناشی از پیشگرمی از جمله معایب این روش است.
کاربردهای این روش:
دستگاه SLS:
۳-روش FDM:
- تغذیه ی فیلامنت پلاستیکی به نازل
- گرم شدن نازل و ذوب مواد
- حرکت نازل در صفحه XY
- خروج مذاب پلاستیک از نازل
- سرد شدن مواد وتشکیل لایه
- ساخت همزمان ساپورت متراکم
همانگونه که مشاهده میشود این دستگاه به وسیله دو قرقره ماده به نازل ها تغذیه میکند.همانگونه که پیداس یک قرقره ماده اصلی نمونه و دیگری ماده ساپورت را به نازل هدایت میکند تا همزمان به تشکیل نمونه و لایه ریزی ساپورت هم تشکیل میشود.جنس ساپورت طوری انتخاب میشود که پس از اتمام کار بتوان براحتی از نمونه اصلی جدا کرد.
مزایا ومعایب:
- استفاده از مواد ABSپلی کربنات موم
- استفاده به عنوان قطعات عملکردی به دلیل خواص مکانیکی مناسب
- حل شدن ساپورت در حلال
- پولیش پذیری ماسب
- سادگی کاربا دستگاه
- بی صدا بودن ومناسب
ازجمله مزایا و
- کیفیت سطحی متوسط
- ابعاد کوچک ساخت
- نیاز به ساخت ساپورت
- سرعت سنبتا پایین ساخت از جمله معایب این روش است.
کاربردها:
دستگاه FDM:
۴-روش Poly Jet:
- خروج رزین فوتوپلیمر از هددستگاه
- تابش همزمان نورuvتوسط لامپ
- جامدشدن رزین وتشکیل لایه
- ساخت همزمان ساپورت متراکم به وسیله هد مخصوص تولید ساپورت
مطابق این روش در اثر ریزش رزین از نازل وتابش همزمانuvبه سطح ریخته شده به صورت فوق العاده سریع لایه ها شکل میگیرد.نازل در جهت x,yحرکت کرده ورزین ازآن خارج میشود.
مزایا ومعایب:
- نازک ترین ضخامت لایه ۱۶میکرون وصافی سطح بالا
- قابلیت ساخت جزییات وظرایف قطعات
- دقت ساخت ۰٫۱میلیمتر
- سرعت بالای ساخت
- امکان استفاده از مواد شفاف
- ساخت قطعات از جنس مشابه ABS ,PP
از مزایا
- نیاز به ساخت ساپورت
- سختی خروج ساپورت خواص مکانیکی متوسط هزینهخدمات متوسط وابعاد کوچکساخت از معایب این روش میباشد.