لیزر سینترینگ

فناوری پرینت سه بعدی Laser Sintering چیست؟

Rating: 5.0. From 1 vote.
Please wait...

طبق یک تقسیم‌بندی عمومی، تکنیک پرینترهای سه بعدی به دو دسته میباشد: چاپ سه بعدی مسقیم و دیگری غیرمستقیم. به عبارت دیگر، ساخت کامل طراحی با پرینت سه بعدی (مستقیم) و اگر از پرینت سه بعدی در بخشی از فرآیند مدلسازی استفاده می‌شود (غیرمستقیم) میگویند. فناوری پرینت سه بعدی موسوم به «همجوشی لیزری» از تکنیکهای چاپ مستقیم محسوب میگردد.

روش «لیزر زینترینگ» چگونه کار میکند؟

قبل از توضیح این تکنیک، بهتر است بدانید که پرینتر سه بعدی SLS  که مخفف عبارت selective laser sintering میباشد و در ایران نیز خواهان زیادی دارد؛ بر اساس همین روش کار میکند.

از یک مدل سه بعدی شروع میکنیم. مدل توسط نرم افزار به لایه های (slice) متناوب تبدیل میگردد. این لایه ها در روش laser sintering، لایه به لایه توسط لیزر خوانش شده و روی سطح پودر متریال به صورت یک خط نازک تابیده میگردد. با تابش لیزر، پودر ذوب شده و شکل نهایی لایه همانند فرم نرم افزاری تشکیل میشود. پس از تکمیل یک لایه، توسط غلتک یک ردیف تازه از پودر روی سطح ساخت، پاشش خواهد شد.

پرینترهای سه بعدی مجهز به این تکنیک، یک محفظه حرارتی بسیار نزدیک زیر بستر ساخت متریال ذوب شونده دارند که پرتو لیزر، انرژی نهایی برای تکمیل فرآیند ذوب و هم جوشی جهت ساخت شی جامد را فراهم میکند.

پس از پایان فرآیند پرینت (print job)، یک بلوک از پودر حرارت دیده با مدل ساخته شده درون آن خواهید داشت. توده های اضافه پودر اطراف شی، با ابزارهای مخصوص به سادگی قابل زدودن است.

 

 

متریال مورد نیاز فناوری لیزر زینترینگ، متنوع بوده و انواع فلزات به صورت پودر استفاده می‌شود ولی ما در این مقاله سه نوع ماده خاص را معرفی میکنیم:

پودر پلی آمید (Polyamide)، پودر آلومید (Alumide) و پودر Rubber-like که هر کدام کاربردی خاص را فراهم کرده اند. این مواد به صورت گرانول صیقلی میباشند.

  • پلی آمید لیزر زینترینگ
  • پلی آمید لیزر زینترینگ
  • پلی آمید لیزر زینترینگ

مزایای متریال پلی آمید پرینتر سه بعدی laser sintering:

  • مناسب برای مدلسازی پیچیده، اشیاء مفهومی و کانسپت، سری کوچکی از اشیاء به تعداد زیاد (ساخت سریع چندین کپی دقیق) و مدلهایی با کارکردپذیری خاص

  • مستحکم و تا حدی انعطاف پذیر طوری که هنگام کمی خم کردن، قابلیت تحمل فشار را داراست.

  • سطح مدلهای ساخته شده با تکنیک «laser sintering» ظاهر شنی و گرانولار دارند. ولی مدلها قابلیت پولیش و سمباده کاری، رنگ و مخمل کاری را داراست.

  • بافت تا حدی خلل فرج و منفذدار

  • از نظر مدلسازی هیچ مانعی طراح را محدود نمیکند و انواع فرمها به راحتی چاپ میشود.

  • الومید لیزر زینترینگ
  • الومید لیزر زینترینگ
  • الومید لیزر زینترینگ

مزایای متریال «آلومید» پرینتر سه بعدی laser sintering:

  • ترکیبی از پودر گرانولار آلمینیوم و پلی آمید

  • ایده‌آل برای مدلسازی پیچیده، کانسپت، کپی سازی دقیق به تعداد زیاد

  • مستحکم و تا حدی انعطاف پذیر هنگام خمش

  • قابلیت پولیشکاری، رنگ زدن،‌ سمباده کاری عالی

  • تا حدی دارای خلل و فرج

  • دست طراح در پیاده‌سازی از هر نظر باز است.

  • لیزر زینترینگ
  • لیزر زینترینگ
  • لیزر زینترینگ

 

مزایای متریال «Rubber-like» پرینتر سه بعدی laser sintering:

  • قابلیت چاپ اشکال پیچیده نواری (Rubber-like)

  • انتخاب طراحان درجه اول برای مدلسازی مخصوصاً انواع پوشیدنی، گجتها، مدلهای تحت فشار و مدلهای چندکاره

  • ایده‌آل برای اشیای با استحکام بالا، انعطاف پذیر و بادوام که پوششی از رنگ سیاه نیاز دارند.

  • مقاوم به خراشیدگی و فرسایش

  • سطح محدود جزییات سطح

لیزرسینترینگ
از چپ به راست: Carl Deckard, Joe Beaman, Paul Forderhase

 

حقایق جالب فناوری لیزر زینترینگ:

  • تکنیک laser sintering در سال ۱۹۸۰ توسط دانشگاه تگزاس (آستین) تحت نظارت آژانس دفاعی DARPA توسعه یافت. مهندس مکانیک ارشد تحقیق،‌ پروفسور Joe Beaman با همکاری دانشجوی نخبه اش با نام Carl Deckard و راهنمای پروفسورDave Bourell که در زمینه تکنولوژی لیزر و مهندسی مواد پیشتاز بود، تکمیل گردید.
  • Deckard و Beaman در سال ۱۹۸۹ اولین استارتاپ بزرگ حوزه پرینتر سه بعدی را با نام کمپانی Desk Top Manufacturing یاDTM معرفی کردند.
  • اولین مدل تجاری پرینتر سه بعدی لیزر زینتر با نام SinterStation 2000 توسط کمپانی DTM در سال ۱۹۹۲ تکمیل و سال ۱۹۹۳ با موفقیت تجاری چشمگیری به فروش رفت.
  • صنایع بزرگ متنوعی از سال ۱۹۹۹ تاکنون در حال استفاده از فناوری Laser sintering هستند.
  • در این فناوری از انواع پودر فلز برای ساخت قطعات صنعتی و نظامی استفاده میشود.
  • فناوری پرینت سه بعدی فلز از صنایع استراتژیک بوده و ایران جزء کشورهای تحریم شده در این حوزه میباشد.