چقدر قطعات پرینت سه‌ بعدی می‌توانند مقاوم باشند؟

پرینت سه‌ بعدی یک فرایند تولید افزایشی است که با استفاده از یک طراحی دیجیتال سه‌ بعدی، اشیاء سه‌ بعدی جامد ساخته می‌شوند و لایه‌ های متوالی مواد روی هم قرار می‌گیرند تا شکل نهایی محصول ایجاد شود. این فناوری در صنایع متنوعی استفاده می‌شود که مقاومت محصول اهمیت بالایی دارد، از جمله صنایع خودروسازی، هوافضا، پزشکی و محصولات مصرفی. مقاومت اتصال بین لایه‌ های متوالی نقش حیاتی در استحکام کلی محصول دارد و علاوه بر آن، نوع ماده، جهت‌ گیری پرینتر و ساختار داخلی نیز اهمیت دارند.

این مقاله به بررسی مقاومت قطعات پرینت سه‌ بعدی و عواملی که باعث افزایش استحکام محصول می‌شوند، می‌پردازد. همچنین، آخرین مواد و سایر عواملی که به مقاومت کلی محصولات پرینت سه‌ بعدی کمک می‌کنند، مرور شده است. عوامل مختلفی برای ارزیابی استحکام محصول در نظر گرفته شده‌ اند.

مراحل ساخت جواهرات طلا با استفاده از پرینتر سه‌بعدی

چقدر قطعات پرینت سه‌ بعدی می‌توانند مقاوم باشند؟

پرینت سه‌ بعدی یک فرایند تولید افزایشی است که با استفاده از یک طراحی دیجیتال سه‌ بعدی، اشیاء سه‌ بعدی جامد ساخته می‌شوند و لایه‌ های متوالی مواد روی هم قرار می‌گیرند تا شکل نهایی محصول ایجاد شود. این فناوری در صنایع متنوعی استفاده می‌شود که مقاومت محصول اهمیت بالایی دارد، از جمله صنایع خودروسازی، هوافضا، پزشکی و محصولات مصرفی. مقاومت اتصال بین لایه‌ های متوالی نقش حیاتی در استحکام کلی محصول دارد و علاوه بر آن، نوع ماده، جهت‌ گیری پرینتر و ساختار داخلی نیز اهمیت دارند.

این مقاله به بررسی مقاومت قطعات پرینت سه‌ بعدی و عواملی که باعث افزایش استحکام محصول می‌شوند، می‌پردازد. همچنین، آخرین مواد و سایر عواملی که به مقاومت کلی محصولات پرینت سه‌ بعدی کمک می‌کنند، مرور شده است. عوامل مختلفی برای ارزیابی استحکام محصول در نظر گرفته شده‌ اند.

سایر عوامل شامل تنظیمات پرینتر سه‌ بعدی و روش‌ های پس‌ پردازش می‌شوند. این موارد ممکن است شامل موارد زیر باشند:

• درصد پر شدن داخلی (Infill Percentage) – این درصد نشان‌ دهنده میزان پر بودن یک قطعه پرینت شده است. یک قطعه با ۰٪ پرشدگی کاملاً تو خالی خواهد بود، در حالی که با ۱۰۰٪ پرشدگی کاملاً جامد خواهد بود.
• ارتفاع لایه (Layer Height) – ارتفاع لایه ضخامت هر لایه چاپ شده را نشان می‌دهد. این ضخامت به‌ طور مستقیم بر استحکام محصول تأثیر دارد؛ لایه‌ های نازک‌تر محصولی مقاوم‌تر تولید می‌کنند، در حالی که لایه‌ های ضخیم‌تر معمولاً محصولی ضعیف‌تر به‌ وجود می‌آورند.
• جهت‌ گیری قطعه (Part Orientation) – جالب است که جهت‌ گیری قطعه اهمیت بیشتری از آنچه تصور می‌شود دارد. اتصال بین لایه‌ ها برای استحکام کلی محصول حیاتی است، بنابراین باید تنش‌ ها و نیاز های عملکردی منحصر به‌ فرد محصول را در نظر گرفت تا جهت‌ گیری و مقاومت قطعه بهینه شود.
• پس‌ پردازش (Post Processing) – تکنیک‌ هایی مانند سنباده‌ زنی، رنگ‌ آمیزی و پوشش‌ دهی معمولاً استحکام قطعه پرینت شده را افزایش می‌دهند. این عملیات ناصافی‌ های سطح محصول را پر می‌کنند.
• سرعت چاپ (Print Speed) – سرعت چاپ پایین‌تر محصولات مقاوم‌تری تولید می‌کند و فرصت کافی برای گرمایش و تثبیت بهینه مواد فراهم می‌کند.
• ضخامت پوسته (Shell Thickness) – یک قطعه پرینت سه‌ بعدی معمولی تنها ۱.۰ تا ۱.۵ میلیمتر ضخامت پوسته دارد. افزایش ضخامت می‌تواند به‌ طور قابل توجهی مقاومت کششی و ضربه‌ ای قطعه را بهبود بخشد.

استحکام مواد مورد استفاده در ساخت قطعات پرینت سه‌ بعدی

ترکیب ماده نقش حیاتی در استحکام محصول دارد. پرکاربرد ترین مواد برای پرینت سه‌ بعدی شامل پلاستیک، فلز و سرامیک هستند. به‌ طور کلی، مواد پلاستیکی که در پرینت سه‌ بعدی استفاده می‌شوند به اندازه فلزات و سرامیک‌ ها مقاوم نیستند، اما برای کاربرد های متنوع به اندازه کافی مستحکم هستند.

در کل، پلی‌کربنات معمولاً به‌ عنوان مقاوم‌ ترین فیلامنت پرینت سه‌ بعدی شناخته می‌شود، اما روش‌ های متعددی برای ارزیابی استحکام محصول وجود دارد. اندازه‌ گیری‌ های مختلف استحکام باید در نظر گرفته شوند تا تولید قطعات بهینه شود.

پرینتر های سه‌ بعدی از چه موادی استفاده می‌کنند؟

این موارد شامل موارد زیر می‌شوند:

• استحکام کششی (Tensile Strength) – این اصطلاح به سختی ماده و بیشترین تنشی که قبل از شکستن یا تغییر شکل قطعه لازم است، اشاره دارد.

مقاوم‌ ترین مواد از نظر استحکام کششی شامل موارد زیر هستند:

پلی‌ کربنات (Polycarbonate)

پی‌ وی‌ ای (PVA – Polyvinyl Alcohol)

PETT (Polyethylene Terephthalate Glycol)

PEEK (Poly Ether Etherketone)

• کشسانی یا قابلیت تغییر شکل پلاستیک (Elongation / Ductility) – کشسانی میزان تغییر شکل پلاستیک یک ماده را نشان می‌دهد. این ویژگی که به آن «انعطاف‌ پذیری» هم گفته می‌شود، با تجهیزاتی مشابه برای ارزیابی استحکام کششی اندازه‌ گیری می‌شود. سطح بالای انعطاف‌ پذیری به این معنی است که ماده می‌تواند بدون شکستن کشیده یا به شکل سیم نازک تبدیل شود. انعطاف‌ پذیری پایین نشان می‌دهد که ماده در صورت اعمال بار سنگین و تغییر شکل، می‌شکند.

مواد با بالاترین سطح کشسانی شامل موارد زیر هستند:

TPE انعطاف‌ پذیر (Thermoplastic Elastomer)

TPU انعطاف‌ پذیر (Thermoplastic Polyurethane)

• سختی (Hardness) – سختی معمولاً به نه دسته تقسیم می‌شود که از A تا K در مقیاس راکول (Rockwell) قرار دارند. این مقیاس یکی از روش‌ های رایج برای اندازه‌ گیری سختی مواد مورد استفاده در ماشین‌ کاری است.

مواد با بالاترین سطح سختی شامل موارد زیر هستند:

فیبر کربن (Carbon Fiber)

نایلون (Nylon)

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

• مقاومت در برابر ضربه (Impact Resistance) – مقاومت در برابر ضربه میزان مقاومت ماده در برابر تغییر شکل یا شکست هنگام وارد شدن نیروی ناگهانی یا ضربه را اندازه‌ گیری می‌کند.

مواد با بهترین مقاومت در برابر ضربه شامل موارد زیر هستند:

پلی‌کربنات (Polycarbonate)

نایلون (Nylon)

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

TPU (Thermoplastic Polyurethane)

• مقاومت شیمیایی (Chemical Resistance) – مقاومت شیمیایی توانایی یک ماده در برابر تخریب یا آسیب هنگام قرار گرفتن در معرض برخی مواد شیمیایی یا محیط‌ های شیمیایی است. این مقاومت بسته به نوع ماده شیمیایی، محیط خاص، دمای محیط و نوع تنش‌ های وارد شده متفاوت است.

مواد با بهترین مقاومت شیمیایی شامل موارد زیر هستند:

پلی‌ پروپیلن (PP – Polypropylene)

پلی‌ آمید یا نایلون (PA – Polyamide, Nylon)

پلی‌ اتیلن (PE – Polyethylene)

PEEK (Polyetheretherketone)

تفلون (PTFE – Polytetrafluoroethylene)

PVC (Polyvinyl Chloride)

PVDF (Polyvinylidene Fluoride)

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

• مقایسه انعطاف‌پذیری (Flexibility Comparison) – انعطاف‌ پذیری توانایی یک ماده در تغییر شکل از حالت اولیه خود بدون از دست دادن یکپارچگی ساختاری و توانایی بازگشت به شکل اصلی را نشان می‌دهد.

انعطاف‌ پذیرترین مواد شامل موارد زیر هستند:

TPE انعطاف‌ پذیر (Thermoplastic Elastomer)

TPU انعطاف‌ پذیر (Thermoplastic Polyurethane)

نایلون (Nylon)

پلی‌ کربنات (Polycarbonate)

• مقاومت حرارتی (Heat Resistance) – مقاومت حرارتی مواد توانایی آن‌ ها در تحمل دماهای بالا بدون آسیب دیدن یا تخریب شدن را نشان می‌دهد. این ویژگی برای موادی که در کاربرد های با دمای بالا مانند هوافضا، خودروسازی و تولید انرژی استفاده می‌شوند، بسیار مهم است. مقاومت حرارتی معمولاً با نقطه ذوب ماده، رسانایی حرارتی و ضریب انبساط حرارتی سنجیده می‌شود.

موادی با مقاومت حرارتی بالا شامل موارد زیر هستند:

PAHT CF15 (پلی‌آمید مقاوم به حرارت با تقویت فیبر کربن)

PET-G (پلی‌ اتیلن ترفتالات گلیکول اصلاح‌ شده)

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

پلی‌ پروپیلن (PP – Polypropylene)

PP GF30 (پلی‌پروپیلن با ۳۰٪ الیاف شیشه)

PA (پلی‌ آمید / نایلون)

نحوه چاپ با استفاده از پرینتر سه‌بعدی: راهنمای ساده و آسان

چرا استفاده از پرینت سه‌ بعدی برای ساخت اشیاء مقاوم منطقی است

استفاده از پرینت سه‌ بعدی برای ساخت اشیاء مقاوم منطقی است زیرا این روش تولید، به‌ صرفه و کارآمد است و ثابت شده است که می‌تواند استحکام محصولاتی را تأمین کند که با روش‌ های سنتی تولید می‌شوند یا حتی فراتر از آن باشند. پرینت سه‌ بعدی قادر است شکل‌ های پیچیده با دقت و جزئیات بالا ایجاد کند، به‌ طوری که جزئیاتی که با روش‌ های سنتی امکان‌ پذیر نیستند، قابل تولید می‌شوند. علاوه بر این، پرینت سه‌ بعدی می‌تواند قطعاتی با کیفیت و استحکام یکنواخت تولید کند.

خدمات پرینت سه‌ بعدی رزینی و مومی Uniway در سرزمین دی‌ تی‌ اس

در سرزمین دی‌ تی‌ اس خدمات تخصصی پرینت سه‌ بعدی جواهرات با استفاده از جدید ترین پرینتر های رزینی Uniway و پرینتر های پروجت مومی Uniway ارائه می‌شود. این تکنولوژی پیشرفته امکان چاپ مدل‌ هایی با ظرافت بسیار بالا، جزئیات دقیق و سطح کاملاً صاف را فراهم کرده و بهترین گزینه برای آماده‌ سازی فایل‌ های ریخته‌ گری طلا، نقره و جواهرات حرفه‌ ای است. تمامی مراحل چاپ با دقت صنعتی و مناسب تولید و نمونه‌ سازی انجام می‌شود.

🔗 انجام خدمات پرینت سه بعدی با جدیدترین پرینتر پروجت مومی یونی وی Uniway

🔗 انجام خدمات پرینت سه بعدی با جدیدترین پرینتر رزینی یونی وی Uniway

🌐 سرزمین دی‌ تی‌ اس – مرجع تخصصی پرینت سه‌ بعدی جواهرات