با گذشت زمان، تکنولوژیهای لایه افزایشی هر چه بیشتر رو به بزرگ شدن و سریعتر شدن پیش می روند. اگر میخواهید تصور بهتری از اندازه ساخت بزرگ پرینتر سه بعدی GDP داشته باشید یک مثال عامیانه میزنیم: برای اولین بار در دنیا، چاپگری ساخته شده که میتوانید داخل محفظه آن، روی بستر ساخت و در کنار قطعه پرینتی هم اندازه خودتان تمام قد بایستید! فناوری لایه افزایشی «چاپ ژل توزیع شده» (Gel Dispensing Printing :GDP) یا چاپ بر پایه ژل (Gel Based Printing) توسط کمپانی اسرائیلی Massivit 3D ثبت اختراع شده است. این تکنیک از مواد فوتوپلیمری غلظت بالا با پخت سریع توسط تابنده ماوراء بنفش پشتیبانی می کند و می تواند فوراً در حین چاپ، پرداخت (سخت) شوند. استفاده از ژل فوتوپلیمر (رزین) در این روش، تولید قطعات بسیار بزرگ توخالی با سرعت باورنکردنی که قبلا غیرقابل تصور بود، را ممکن کرده است.
اکثر افراد وقتی با کلمه چاپ سه بعدی مواجه میشوند، معمولا یک چاپگر رومیزی کوچک را تصور می کنند، اما همه چیز را نمیتوان روی این چاپگرهای کوچک (متریال رشته ترموپلاستیک) تولید کرد. اگر مجبور به چاپ مدلهای بسیار بزرگتر هستیم، باید آنرا به قطعات کوچکتری تقسیم کنیم تا بتواند با پایه ساخت این چاپگرها مطابقت داشته باشد و نهایتا کل این پارتها مونتاژ شوند. این روش در واقع یک راه حل اولیه برای رفع مشکل است، اما پرینت سه بعدی ترموپلاستیکی یا FDM همچنان کند است و ناتوانی در بازیابی و کنترل خطاها، ساخت اشیاء بسیار بزرگ را طاقت فرسا یا حتی غیر ممکن می کند (مشکل زمان بسیار طولانی پرینت مثلا چندین هفته برای یک قطعه بسیار بزرگ در حالت یکپارچه بدون چند تکه کردن). بزرگترین چاپگر متریال پلاستیکی که می شناسیم BigRep ONE 2 است که حجم کاری یک متر مکعبی دارد، اما همچنان وارث کاستیهای فناوری FDM است که در مورد آن صحبت کردیم. پس آیا راه حل دیگری وجود دارد؟ بله، قطعا وجود دارد: فناوری GDP؛ پرینت سه بعدی ژل فوتوپلیمری که توانسته سرعت بالا و اندازه بزرگ را با هم ترکیب کند.
سالهای اخیر شاهد تحولات فنی قابل توجهی در فضای چاپ سه بعدی پیشرفته صنعتی بوده ایم. صرف نظر از این پیشرفتها، محدودیتهایی در زمان و حجم ساخت وجود داشت. برای غلبه بر این اشکالات، استارت آپ قدرتمندی مانند Massivit 3D شروع به توسعه سیستمهای تولید افزودنی مقیاس بزرگ کرد که از محدودیت دیگر انواع سیستمهای لایه افزایشی بازار پیشی گرفت. این محدودیتها به خواص مواد خام بستگی داشت که از طریق آن ماشین می تواند هر قسمت را چاپ کند. بنابراین، برای غلبه بر ایرادات مرسوم چاپ با ترموپلاستیک که باید حرارت یافته، اکسترود شود، آنگاه با ظرافت روی لایه اول اعمال شود و سپس صبر کنید تا مواد ریخته شده کاملا خنک شوند، Massivit 3D ماشین GDP «چاپ ژل توزیع شده» را معرفی کرده است.
مزایای چاپ سه بعدی مبتنی بر تابش UV روی ژل فتوپلیمری (GDP 3DPrinting):
- بدون فرآیند پردردسر ذوب
- بدون بخش حرارتی یا محفظه خلاء
- خروج هوشمند فتوپلیمر از نازل (فاقد دردسرهای روش غوطه ورسازی قطعه در مایع رزین)
- بدون نیاز به بافت ساپورت (نگهدارنده) داخلی یا خارجی (یا با تراکم بسیار کم)
- بدون نیاز به فرآیندهای جداگانه تمیزکاری یا ماشین کاری (مثلا در مقایسه با روش پرینت بستر پودری)
- بدون هدر رفت مواد
- امکان پرینت قطعات کاملا توخالی
- سبک وزن بودن قطعات پرینتی
- استحکام و مقاومت به تنش خوب
- کمترین زمان پرینت (سرعت بالا)
- بزرگترین ابعاد پرینت
- پرینت یکپارچه قطعات عظیم
- پرینت با رزولوشن متفاوت در هر بخش قطعه
همانطور که گفتیم؛ چاپ ژل توزیع شونده، یکی از فرآیندهای تکنیک پرتاب مواد (متریال جتینگ) است که در آن از نوعی رزین پرغلظت استفاده می شود و نیازی به حرارت دادن و ذوب شدن برای انجام فرآیند اکستروژن سایر روشها را ندارد. پیشرفته ترین ژل قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش عرضه شده توسط Massivit3D بنام سری مواد Dimengel در دستگاه پخش کننده وارد و بعداً از نازل خارج می شود. چون ژل قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش از طریق لایه های مختلف از ساختار مخروطی توزیع کننده به بیرون رانده می شود، در ویسکوزیته ژل بر اساس نیاز هر بخش، چسبندگی و اتصال تغییر می کند (بنابراین هنگام پرینت یک قطعه بزرگ میتوان چند نوع لایه گذاری متفاوت برای هر بخش تعیین کنید).
لامپ LED پرداخت UV در پیرامون هدنازل توزیع کننده ثابت شده اند تا ژل بسرعت درمان شود. بنابراین نیاز به بافت ساپورت (نگهدارنده بخشهای آویزان) تا حد بسیار زیادی کاهش یافته یا کلا حذف شده و در عین حال لایه گذاری محکمی نیز ایجاد می شود.
پرینتر GDP، حرکات سریع نازل و توزیع کننده را از طریق الگوریتمهای هوشمند هماهنگ میکند. این فناوری از نوعی ژل فتوپلیمر استفاده می کند که پس از قرار گرفتن در معرض نور UV بسرعت درمان میشود.
یکی از مهمترین مزایای چاپ بر پایه ژل، تولید قطعات مقیاس بزرگ که باید کاملا توخالی باشند، است (مشکل سایر فناوریهای پرینت سه بعدی عدم امکان پرینت قطعات کاملا توخالیست و باید بنحوی الگوهای پرشوندگی مشبک داخلی در قطعه برای جلوگیری از ریزش لایه ها ایجاد شود). ساخت قطعه بزرگ، محکم و توخالی، یک ویژگی چشمگیر برای چندین صنعت راهبردی است، بویژه صنایعی که به عناصر سبک وزن مخزنی با هندسه هرمتیک نیاز دارند مثل قطعات پتروشیمی، خودروسازی، دریایی و هوافضا. چرا میگوییم سرعت خیره کننده؟ چون چاپ ژل توزیعی، ظرفیت ساخت شی در ارتفاع 35 سانتی متر / 13.7 اینچ در هر ساعت را فراهم کرده است. از آنجاییکه چاپ ژل پیشرفته دارای معیارهای ویسکوزیته بالایی است، می توانید بسرعت دیوارها، سقف پهن یا منحنی و هندسه کج بلند را بدون هیچ گونه ساختار پشتیبانی (یا با کمترین میزان) بسازید. مقایسه GDP با فناوری مرسوم و ارزانتر FDM/FFF نشان میدهد که حداقل سه برابر سریعتر از چاپگرهای سه بعدی FDM بزرگ است.
کاربردهای متنوع چاپ سه بعدی GBP/GDP (فتوپلیمریزاسیون ژل):
«جی دی پی» یا نام دیگرش «جی بی پی» برای کاربردهای مختلف تجاری، معماری و صنعتی مناسب است. فناوری پرداخت نوری مبتنی بر ژل برای قالبسازی صنعتی و همچنین ابزارسازی بسیار مهم است، زیرا مواد خاصی وجود دارد که به راحتی با ژل متصل میشوند، درحالیکه برای آزاد کردن نیازی به عامل ندارند.
فناوری GDP تولید پروتوتایپ سرعت بالایی را ارائه می دهد و برای نمونه سازی صنعتی در مقیاس بزرگ بسیار سودمند است. در عین حال ماکتهای معماری، المانهای بزرگ شهری و نمایشگاهی یا پروتوتایپهای مبلمان و دکوراسیون داخلی را می توان بسرعت در یک شات چاپ کرد. دپارتمانهای مدلسازی بدنه خودرو و قطعات صنایع دریایی مثل بدنه قایقهای لوکس تفریحی از مزایای چاپ فوتوپلیمر ژل بهره می‌برند، زیرا کیفیت چاپ ثابت و استحکام خوبی ارائه میدهد.
کاربرد GDP در صنعت تابلوسازی (نشانهای تبلیغاتی): رشد محبوبیت فناوریهای چاپ سه بعدی در صنعت تبلیغات بصری دائما در حال افزایش است. چاپگرهایی با فرمت بزرگ می توانند به شما کمک کنند تا اشیاء بزرگ بسیار خلاقانه ای را برای نمایشگاهها، رویدادها و همچنین طرحهای معماری خلق کنید. با پرینتر جی دی پی، این چیزها را می توان در هر اندازه ای که می خواهید سفارشی کرد تقریبا بدون اینکه محدودیتی داشته باشید. علاوه بر این، پرینت تابلوهای سه بعدی گرافیکی امکان ایجاد قطعات منحصربفرد پیچیده را فراهم می کند که به راحتی می تواند چشمان جمعیت را جلب کند.
اگر به دنبال ایده پردازی پیشرفته در صنعت تابلوسازی (علائم و نشانهای تجاری سه بعدی) هستید، سری ماشینهای Massivit GDP انتخاب جالبی خواهد بود. با این کار، می توانید بیش از 100 برنامه کاربردی را با سرعت غیرقابل تصور چاپگر GDP ترکیب کنید که خروجیهای عالی ارائه میدهد.
با توجه به ویژگیها و مزایای باورنکردنی GDP این تکنیک در کنار دیگر روشهای پرینت در صنایع ورزشی نیز پرطرفدار شده است. مثلا چند برند صنعت ورزش از این چاپگرها برای تحقیق و توسعه کلاه ایمنی مسابقات و تجهیزات مورد استفاده در المپیک استفاده کرده اند.
توضیح تصویر: قطعات سفارشی FRP برای صنایع دریایی
ساخت یک قالب برای قطعات دریایی نیازمند تیم صنعتگر ماهریست که هفته ها یا حتی ماه ها کار کنند و این درحالیست که خود قطعه هنوز ریخته گری نشده است. نیازی به گفتن ندارد که این روش هم زمان بر است و هم هزینه بر. به همین دلیل Velum Nautica، یک شرکت پیشرو مستقر در کرواسی که حوزه تعمیر و نگهداری کشتی از سال 2002 فعالیت میکند، تصمیم گرفت از چاپگر سه بعدی Massivit GDP در مقیاس بزرگ برای تولید قطعات سفارشی کشتی دریایی ابتکاری اش به مؤثرترین روش ممکن استفاده کند.
توضیح تصویر: شرایط سخت محیطی چالشهای خاصی را برای صنعت دریایی و لوازم جانبی آن ایجاد می کند؛ این قسمت‌ها باید سبک وزن، مهر و موم شده و به اندازه کافی قوی باشند که سال‌ها در معرض رطوبت، نمک، باد و نور خورشید قرار بگیرند. Velum Nautica با چاپگرهای جی دی پی مقیاس بزرگ شرکت Massivit 3D و مواد اختصاصی آنها، قادر شده قطعات سفارشی قایق با هندسه‌های پیچیده را در عرض چند ساعت تولید کند. بعلاوه، ماهیت توخالی آنها باعث میشود که داخل این پرینت‌ها مجهز به دستگاههای حسگر و هوش مصنوعی شده یا با مواد تقویت‌کننده مختلف بمنظور استحکام بیشتر پر شود.
توضیح تصویر: پرینتر GDP شخصیت های مانگایی سریال One Piece را زنده می کند
کمپانی SID Installation Art 3D برای جشن بیستمین سالگرد پرفروش‌ترین انیمیشنهای مانگا و مجموعه‌های کمیک تاریخ جهان، 24 مدل بزرگ از شخصیت‌های محبوب انیمیشن سریالی one piece را چاپ کرد. این کمپین با کمک Remake Works Co و One Piece Mugiwara Store تایوان حمایت شد، سپس Installation Art تمامی این مجسمه ها را با چاپگر Massivit 1800 Pro تکمیل کرد تا نسخه‌های غول پیکر (1.8 تا 5 متر) از شخصیت های مورد علاقه طرفداران را بسازد. تماشاگران واقعاً تحت تأثیر صحنه‌های واقعیت افزوده این کمپین خلاقانه قرار گرفتند چون به آنها اجازه می‌داد در جهان مورد علاقه‌شان شیرجه بزنند.
محدودیتهای پرینتر سه بعدی GDP:
درست است که چاپ فتوپلیمریزاسیون ژل، انقلابی در حجم ساخت و کاهش زمان فراهم کرده است ولی مانند هر فناوری دیگر لایه گذاری افزایشی، محدودیت هم دارد:
- رابطه معکوس رزولوشن و سرعت: وقتی میخواهید یک قطعه یکپارچه 1.8 متری را با سرعت بالا فقط در 8 ساعت پرینت کنید، نباید توقع رزولوشن سطح بسیار عالی داشته باشید؛ کیفیت سطح ماشین GDP در بالاترین سرعت نمیگوییم بد بلکه معمولی (Normal) با ارتفاع لایه 1.3 میلیمتر است و قطعه پس از چاپ، شاید به فرایند جداگانه پولیش و ماشینکاری نیاز پیدا کند تا به سطحی کاملا صیقلی دست یابد. بنابراین پرینت قطعه ای با فرض توخالی بودن و در حداکثر ابعاد و در حالت High Resolution یعنی ارتفاع لایه 0.8 mm یا با هندسه پرچالش (دیواره مورب بلند و نازک)، زمان پرینت طولانیتر خواهد بود (تبلیغات سازندگان روی سرعت و زمان چاپ کم دستگاه است)؛ زیرا نرم افزار ماشین، سرعت تزریق ماده را بخاطر متراکم شدن فرآیند لایه گذاری و جلوگیری از خطا، کاهش میدهد.
- تک سایز بودن نازل و قطر زیاد سر نازل: که موجب شده است ماشین «جی دی پی» مناسب پرینت سری چندتایی قطعات کوچک تا متوسط بسیار ظریف یا کم ارتفاع نباشد، زیرا قطر سرنازل بزرگ 1.8 تا 2.6 میلیمتری آن با تزریق کم حجم و بسیار نازک ناسازگار است. ذات این فناوری منحصر به ساخت ماکتهای یکپارچه توخالی یا قالبهای صنعتی بزرگ است و با اهداف سایر فناوریهای لایه گذاری افزایشی که نه اندازه و زمان، بلکه دقت لایه گذاری، پیچیدگی هندسه داخلی و تولید چندتایی قطعات کوچک تا متوسط ملاک اصلی است، تفاوت دارد.
- پیچیدگی روند عیب یابی و انحصار نرم افزار: بر خلاف فناوریهای استریولیتوگرافی رزین (SLA/DLP/LCD) و ذوب-اکستروژن ترموپلاستیک (FDM) که صدها رفرنس و وبسایت راهنما برای رفع خطاهای آن بوجود آمده و دهها نرم افزار اوپن سورس یا تجاری با آپدیت منظم برایش عرضه شده است (که سبب ایجاد رقابت و پویایی کیفیت نرم افزارها میشود)؛ در GDP چنین مرجع آموزشی ای در سطح عمومی نمی بینید و فقط متکی به کیفیت پاسخگویی تیم پشتیبانی شرکت سازنده (Massivit) خواهید بود (مجبور به پرداخت حق اشتراک دوره ای هستید). نرم افزار فعلا منحصر به سیستم عامل ویندوز است (هر دستگاه خود دارای کامپیوتر و سیستم عامل است) ولی باید با روند کند بروزرسانی و رفع باگهای Massivit سر کنید.
- روند هزینه نامشخص: مسئله دیگر جدید بودن این فناوری، عدم عمومیت، مخارج سالیانه اجباری پشتیبانی، قیمت گران دستگاهها، ماده مصرفی و محدودیت سازندگان است. متاسفانه تا زمان انتشار این مطلب رنج قیمت عمومی دستگاهها و سری متریالهای DimenGel برند مَسیویت در فروشگاههای اینترنتی معروف دنیا منتشر نشده است و باید با شرکت ماسیویت درباره هزینه خرید مواد مشورت کنید (گزینه request the quote در وبسایت سازنده).
- فضای مورد نیاز استقرار دستگاه: بخاطر سایز پرینت خیره کننده «جی دی پی»، مسلما ابعاد خود دستگاه هم عظیم و سنگین وزن بوده، حمل و نقل محدودی داشته و قاعدتا مناسب محیطهای کارگاهی با فضای خالی زیاد آنهم در طبقه همکف است. بنابراین به امکان جابجایی این ماشین غولپیکر به طبقات بالای ساختمان شرکت خودتان فکر نکنید.
- محدودیت خواص شیمیایی و تنوع متریال GDP: سری مواد انحصاری شرکت ماسیویت بنام دیمن ژل (Dimengel 90/100/110/300/400) کاربردهای صنعتی بسیار خوبی دارند ولی در مقایسه با رزینهای متنوع SLA یا رزینهای ترکیبی Poly jet محدودتر هستند (اینجا اندازه ساخت را در نظر نگرفته‌ایم). رنگ نیز منحصر به طیف سفید تا سیلور در سری مواد دیمن ژل و طیف رنگ چوب – سنگ در متد مواد CIM میباشد. (خوشبختانه رنگ پاشی یا پوشش دهی قطعه با کاورهای گرافیکی پس از پرینت ممکن است).
FAQ (سوالات متداول پرینت سه بعدی GDP)
مخترع فناوری چاپ پایه ژل فتوپلیمری و تاریخچه توسعه آن چیست؟
MASSIVit (مَسیویت) یک شرکت متعلق به رژیم صهیونیستی است (تاسیس از سال 2013) که نه تنها یکی از بزرگترین چاپگرهای سه بعدی حال حاضر را ساخته بلکه سریع ترین ماشین لایه افزایشی جهان هم لقب گرفته است. نام لوگوی این برند، کوتاه شده عبارت انگلیسی Massive it بمعنی عظیم است.
Massivit 3D اکنون یک شرکت پیشگام در حوزه چاپ3بعدی فرمت بزرگ برای بازارهای مهندسی، ارتباطات بصری، سرگرمی، دانشگاه، طراحی داخلی و معماری است. سرمایه گذاری کلان این شرکت در بهره گیری از فناوری چاپ ژل توزیعی (GDP)، امکان تولید سریع و مقرون بصرفه قطعات در مقیاس 1 را فراهم کرده است.
فناوری شرکت (GDP) Massivit 3D چگونه کار می کند؟
فناوری ابداعی کمپانی Massivit نوعی تکنیک پرتاب مواد (Material jetting) بوده و در اصل یک چاپگر اکستروژنی سایز بزرگ است که نوعی رزین غلیظ (به شکل محلول ژل) را روی بستر می ریزد (بر خلاف تکنیک رزین مخزنی بسیار کوچک SLA). بنابراین محدودیت اندازه ساخت سینک رزین برطرف شده است.
اینطور فرض کنید: مثلا چاپگر Massivit 1500 با حجم ساخت 145*111*180 سانتیمتر شبیه به یک چاپگر FDM عمل می کند، زیرا هد چاپ خطوط مواد را روی بستر قرار می دهد (لایه گذاری میکند). اما بجای رشته ترموپلاستیک سخت در حال ذوب PLA یا ABS، از متریال ژل فتوپلیمر که قابل درمان با پرتو ماوراء بنفش است، استفاده میشود. ویسکوزیته بسیار بالای ژل باعث شده که مانند یک ترموپلاستیک مایع از سر نازل سوراخ درشتی در بالاترین سرعت رسوب یابد. چندین LED قدرتمند روی هد چاپ (اطراف سر نازل) تعبیه شده اند تا بلافاصله پس از رسوب، ژل را خشک کنند.
چه موادی با پرینترهای سه بعدی GDP Massivit سازگار است؟
در حالت تئوریک هر رزین قابل درمان (photo curable) که ویسکوزیته فوق العاده بالایی داشته باشد، قابل استفاده در فناوری «جی دی پی» است. کمپانی ماسیویت رسما اعلام کرده است که آماده همکاری تجاری و عقد قرارداد برای واگذاری لایسنس متریال به شرکتهای سازنده پلاستیک و مواد شیمیایی است ولی فعلا این احتمال وجود دارد که چاپگرهای Massivit برای رزینهای سازندگان متفرقه (شخص ثالث) بسته (غیرفعال) باشند زیرا این شرکت بعنوان ابداع کننده فناوری تا زمان انقضای لایسنس، پتنت آنرا کنترل می کند و همچنین مواد «دیمن ژل» خودش را تجاری کرده است.
چه نرم افزاری برای فناوری چاپ جی دی پی استفاده میشود؟
Massivit SMART یک نرم افزار اختصاصی یکپارچه است. به دلیل رابط گرافیکی پیشرفته، گردش کار را تسریع میکند و فایل‌های STL را برای پرینت با ماشینهای Massivit بهینه میکند. با الگوریتم های پیشرفته این برنامه، می توانید مدلهای توخالی با زوایای عمودی تولید کنید، زمان پرینت و ضایعات مواد را به حداقل برسانید. برنامه مَسیویت اسمارت، قادر به مقیاس بندی، چرخش و برش فایل سه بعدی بصورت هوشمند است. ویژگیهای کلیدی نرم افزار عبارتند از: رابط کاربری بصری آسان برای تسهیل فرآیند چاپ – توابع شبکه و مش خودکار (ribbing functions) – ریموت دسکتاپ – وب کم – رفع فوری خطای گپ، برش یا سوراخ در مدل – دسترسی فوری درون نرم افزاری به مرکز پشتیبانی Massivit 3D.
چرا پرینت سه بعدی رزین قابل درمان با ویسکوز بالا جالب است؟
هنگام کار با سیستمهای معمولی DLP، SLA یا مبتنی بر پودر و لیزر، همیشه یک محدودیت حداکثر ویسکوزیته وجود دارد که میتوانید با آن کار کنید. در فناوریهای قدیمیتر پرینت سه بعدی، پرداخت مواد با ویسکوزیته بالا دشوار یا غیرممکن است. ولی در GDP با داشتن یک پنجره فرآیند ویسکوزیته گسترده تر، میتوان خواص مکانیکی جدیدی را عرضه کرد.
فرآیند چاپ به ماشینهای MASSIVit اجازه میدهد به سرعت بسیار بالایی دست یابند. این بدان معناست که یک مجسمه انسان در اندازه کامل را می توان در میانگین 6 ساعت چاپ کرد. این شرکت ادعا می کند که دستگاه آنها راه حلی عالی برای ساخت اجسام بزرگ مانند بدنه و پوشش ماشین، پروتوتایپ مبلمان و موارد دیگر است. ماسیویت در مورد مواد ژلی حساس به اشعه ماوراء بنفش که چاپگر استفاده میکند، میگوید: این ماده غیرقابل اشتعال است و از استحکام ساختاری خوبی مشابه مواد ترموپلاستیک ABS برخوردار است. پارامترهای سیالیت نسبتاً کم ژل فتوپلیمری، مزایای بالایی را در هنگام ساخت دیواره‌های مورب (زاویه دار) و ساختارهای پشتیبانی کم تراکم یا “بدون ساختار پشتیبانی” ایجاد می کند.
ماشین مسیویت جی دی پی، بدنه خودروی برقی Strati را که توسط Local Motors ساخته شده، چاپ کرده است. Massivit توانست با همکاری پلتفرم مدلسازی اسپارک شرکت Autodesk (که برای طراحی Strati استفاده شده است)، به این موفقیت دست یابد. این سوپراسپرت برقی در رویداد EcoMotion نیز به نمایش گذاشته شد.
بررسی متریالهای قابل استفاده در فناوری GDP:
همانطور که گفتیم، فعلا هیچ معیار قیمتی در اینترنت برای مواد اختصاصی چاپگر جی دی پی بنام DimenGel قابل استناد نیست و مجبورید شخصا از سازنده آن یعنی شرکت مَسیویت، فاکتور خرید را استعلام بگیرید.
سری مواد دیمن ژل: مواد مهندسی جهت طیف وسیعی از نیازهای تولیدی عرضه تجاری شده است – متریال ریخته گری پیشرفته چاپگرهای Massivit بمنظور تحول در تولید طراحی شده و به سازندگان این امکان را می دهد تا آنچه را که قبلاً “غیرقابل چاپ” بود، بصورت دیجیتالی پرینت سه بعدی کنند. با ارائه خصوصیات مکانیکی و حرارتی بالا، مواد درجه مهندسی Massivit تولید سریع قطعات بزرگ را با هرگونه پیچیدگی در صنایعی از جمله خودروسازی و سایر ماشین آلات متحرک، دریایی ، نظامی، تبلیغات، گردشگری و لوازم مصرفی فراهم می کند.
https://www.massivit3d.com/materials
“شعار کمپین تبلیغاتی Massivit: Digital transformation is here : تحول دیجیتال اینجاست.”
به حداقل رساندن ضایعات | خواص مکانیکی بالا | 30 برابر سریعتر | آزادی هندسه
- متریال CIM500:
با ماده cim500 برای اولین بار در جهان، قالب ایزوتروپیک-کامپوزیت وان (سینک) در مقیاس واقعی بصورت یک تکه چاپ سه بعدی شده است.
تکنولوژی سی آی ام، بمنظور اتوماسیون تولید قالب ایزومتریک صنعتی توسعه داده شده است. CIM 500 یک سیستم اپوکسی اصلاح شده با کارایی بالاست که برای استفاده با دستگاه Massivit 10000 طراحی شده است. استفاده از فناوری پیشگامانهCast In Motion Massivit (نوعی فناوری قالبسازی پیشرفته)، امکان چاپ مستقیم قالب‌ها و ابزارهای صنعتی اجزای کامپوزیت را فراهم میکند.
مزایای کلیدی: قالبهای همسانگرد، قالبسازی بسیار سریع و بزرگ، دمای انحراف حرارتی بالا، انبساط حرارتی نسبتا کم.
- متریال DIM WATER BREAKABLE:
Dimengel WB (آب گسست) یک ماده فتوپلیمری اختصاصی در رنگ قهوه ای تا خاکستری است که برای ماشین جی دی پی Massivit 10000 طراحی شده است. بر اساس فناوری cast-in-motion، این ماده پیشرفته واکنش گرا با آب، ساخت ابزارهایی با هندسه‌های پیچیده سفارشی با حداقل ساختار پشتیبانی (بافت موقت نگهدارنده) را ممکن کرده است. این ماده قابل شستشوست یعنی میتواند با غوطه ور شدن در حمام آب ساده از بین برود یا پس از قرار گرفتن در معرض مه آب یا هر وسیله پاشنده مکانیکی دیگر اصطلاحا پوست کنده شود.
- متریال DIMENGEL 20-FR:
20-FR (DIM 20-FR) اولین ژل ترموست مقاوم به حرارت برای پرینت قطعات بسیار بزرگ در دنیاست. این ویژگی به مشتریان Massivit اجازه می دهد تا مطابق با استاندارد صنعتی، الزامات ایمنی و عملکرد مرتبط با اشتعال را برآورده کنند (با بالاترین استاندارد مقاومت در برابر شعله، UL94-V0 که حاوی یک بخش اختصاصی (Blue Card) برای تولید افزودنی است، مطابقت دارد). این فتوپلیمر جدید بمنظور چاپ پریمیوم و استفاده در چاپگر GDP درجه صنعتی Massivit 5000 ساخته شده است.
- متریال DIMENGEL 400:
پرینت قالب مستحکم ایزوتروپیک برای کامپوزیتها – دیمن ژل 400، قویترین و سختترین ماده با کارایی بالای شرکت Massivit است. مقاومت در برابر ضربه اش، آنرا برای نمونه سازی کاربردی و تولید سفارشی ایده آل می کند. هسته های هندسی پیچیده و تحت تنش در مقیاس کامل به راحتی می توانند برای طرح های کامپوزیت چاپ شوند. جیگ ها و وسایل بزرگ را می توان طی چند ساعت تولید کرد. این ماده فتوپلیمری دارای استحکام دمای حرارتی زیاد (HDT) است و باعث تولید قطعات بزرگ می شود که می تواند در برابر درجه حرارت بالا نیز مقاومت کند.
- متریال DIMENGEL 110:
Dimengel 110 (DIM 110) یک ژل فتوپلیمری اختصاصی به رنگ سفید است که امکان چاپ سه بعدی با کیفیت hi-resolution را برای استفاده با چاپگر Massivit 5000 فراهم کرده است. پرینت قطعات با حداقل بافت پشتیبانی یا بدون آن، هندسه های پیچیده غیر عمودی، تاپ و سقف نیز امکانپذیر میباشد.
- متریال DIMENGEL 100:
Dimengel 100 (DIM 100) یک ژل فتوپلیمری اختصاصی با ویژگی نیمه شفاف است که برای پرینت کاربردی و عمومی عرضه شده است. این ماده منحصربفرد تولید قطعات بلند، باریک، مسقف را با بافت ساپورتینگ بسیار کم یا در دیواره غیر عمودی ممکن میکند. همچنین اشیاء توخالی، می توانند تا حدی از درون قابل رویت باشند یا با منبع نوری درخشان شوند.
- متریال DIMENGEL 90:
Dimengel 90 (DIM 90) یک مشتق مقرون بصرفه از DIM 100 است که طیف گسترده ای از برنامه ها و گزینه های جذاب را بدون روشنایی یا شفافیت (طیف رنگ خاکستری یا سیلور) ارائه می دهد. ژل اکریلیک فتوپلیمری اختصاصی DIM 90 پرینت با بافت پشتیبانی کمتر، غیر عمودی ، هندسه پیچیده تاپ و لایه گذاری طویل سقف را تسهیل می کند.
- DIMENGEL 300:
Dimengel 300 (DIM 300) یک ژل پلیمری بسیار شفاف برای تولید سریع قطعات بزرگ است. DIM 300 را می توان با تمام مدلهای چاپگر GDP شرکت Massivit استفاده کرد. این متریال طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی تا هنری مانند پروتوتایپینگ شفاف، تأیید طراحی، طراحی داخلی ، ماکت معماری، ماکتهای سه بعدی منظره و طیف وسیعی از برنامه های تبلیغاتی را ممکن کرده است.
بررسی دو برند سازنده دستگاههای GDP در کشورهای پیشرفته
سری ماشینهای GDP شرکت ماسیویت Massivit (ساخت آمریکا و اسرائیل):
Massivit 3D مجموعه‌ای از پرینترهای سه‌بعدی بزرگ را ارائه میدهد که از فناوری تولید افزودنی پیشرفته و با سرعت بالا برای خدمت به صنایع مختلف از جمله معماری، قالبسازی، خودرو، پتروشیمی، ارتباطات بصری، سرگرمی و نمایشگاهها تولید شده اند. برای دستگاهها هم مثل متریال روند قیمت مشخصی وجود ندارد و برای آگاهی از قیمت دقیق باید از طریق وبسایت شرکت Massivit3D دکمه request a quote را کلیک کنید (با جستجو اینترنتی رنج قیمت مثلا 85.000 دلار برای محصول massivit1800pro یا 240.000 یورو برای محصول massivit5000 را در برخی فروشگاههای اینترنتی گمنام مشاهده خواهید کرد).
- Massivit 1500: تک نازل
- Massivit 1800: تک نازل
- Massivit 1800 Pro: تک نازل یا دو نازله با آپدیت سخت افزاری (تک ماده ای)
- Massivit 5000: دو نازله (دو ماده ای)
- Massivit 10000: این پرینتر اختصاصا برای قالب سازی بزرگ صنعتی ساخته شده است. دارای تکنولوژی هیبریدی (ترکیب فناوری سی ای ام Cast-in-Motion (CIM) method با تزریق ژل فتوپلیمری) که پرینت کامپوزیتی مقیاس بزرگ پیشرفته را میسر کرده است. مراحل ساخت با این روش از 19 مرحله به تنها 4 مرحله کاهش می یابد. همچنین امکان ایجاد بافت چوبین، فلزی یا مرمرین فراهم میشود (به اسلاید تصاویر زیر دقت کنید).
![Wood object 3D printed using Massivit’s CIM process [Source Fabbaloo]](https://www.3dpe.ir/wp-content/uploads/2023/09/Wood-object-3D-printed-using-Massivits-CIM-process-Source-Fabbaloo.webp)
ویدئوی پرینتر سه بعدی Massivit5000
کاربردهای سری ماشین GDP Massivit:
- پرینترهای Massivit با ارائه بیش از صد برنامه خلاقانه، مدلهای توخالی، تابلوهای تبلیغاتی و نمایشگرهای سه بعدی در اندازه غول پیکر سبک وزن تولید می‌کنند که میتوان آنها را با نور پس‌زمینه روشن کرد، یا با نقشه‌برداری طرح‌ریزی آنرا افزایش داد. فناوری پیشرفته Massivit 3D یک قابلیت منحصر بفرد با وضوح متغیر و ساختار بدون نیاز به بافت نگهدارنده ارائه می دهد و ضایعات نیروی کار و مواد را به حداقل می رساند.
- سرعت پرینت خوب
- ظرفیت چاپ بزرگ
- آزادی هندسه برای منحنیها و امکان سفارشی سازی
- وضوح متغیر چاپ
- عملیات نظارت از راه دور
- بیش از 100 برنامه کاربردی (انواع ماکت و نمایشگرهای گرافیکی POP کمپینهای تبلیغاتی شهری و جشنواره ها، لوازم جانبی و سلفی، بیلبوردهای شهری حاوی اجسام سه بعدی متصل، نمایشگرهای پنجره ای نوآورانه، قالبهای3بعدی برای ترموفرمینگ، حروف و آرمهای سه بعدی، قابهای SEG سفارشی (نرم افزار) و پاپ شخصی سازی شده فروشگاهها و غرفه‌ها)
ویژگیهای سخت افزاری سری محصولات ماسیویت 1800 و 1500 Massivit :
- فناوری چاپ: متریال جتینگ: اکستروژن از نازل بر پایه فوتوپلیمریزاسیون ژل با پرتو ماوراء بنفش (GDP)
- حداکثر حجم چاپ 147*117*137 سانتیمتر یا 58*46*54 اینچ و 145*111*180 سانتیمتر یا 57*44*70 اینچ
- نرم افزار: Massivit Smart
- تعداد هد چاپ: یک عدد و تک سایز : یعنی بدون گزینه تغییر سایز (مقیاس نازل) – در مدل 1800 پرو با درخواست مشتری پک دو نازل نصب میشود ولی همچنان تک متریال خواهد بود.
- چاپ سرعت بالا: سرعت خطی 300 میلیمتر بر ثانیه و ارتفاع ساخت 35 سانتیمتر یا 7 اینچ در هر ساعت (محور Z)
- کیفیت چاپ: سه حالت معمولی یا Normal (1.3mm) / باکیفیت یا Quality (1mm) / وضوح بالا یاHigh Resolution (0.8mm)
- مواد پشتیبانی شده: Dimengel 90-100-110-300-400 و مواد دیگر (مانند Massivit’s CIM process که امکان ساخت قالب ریخته گری یا قطعات با ظاهر چوب، فلز یا سنگ مرمر را فراهم کرده است).
Massivit 1500
Technology: GDP (Gel Dispensing Printing)
No. of print heads: 1 (not upgradable)
Max. printing volume: 147 cm x 116 cm x 137 cm
Print speed: linear — 300 mm/s, Z-axis — 35 cm/h (for 1-meter diameter cylinder)
Printable materials: Dimengel 100, Dimengel 90, Dimengel 300
Printing modes: Normal, Quality, High Resolution
Layer thickness: 1.3 mm (Normal), 1 mm (Quality), 0.8 mm (High Resolution)
Operating system: Microsoft Windows
Software: Massivit Smart (purchased separately)
File formats: STL
Connectivity: LAN
- بررسی ماشین 1800 GDP شرکت میماکی (ساخت ژاپن):
ماشین 3DGD-1800 یک چاپگر پایه ژل مقیاس بزرگ محصول شرکت ژاپنی Mimaki است که برای ایجاد علائم سه بعدی و سایر احجام طراحی شده و اشیاء را در اندازه حداکثر 1450*1110*1800 سانتیمتر یا 57.1*43.7*70.9 اینچ و با حداکثر وزن 150 کیلوگرم چاپ می کند (WxDxH).
3DGD-1800 با استفاده از فناوری “Gel Dispensing Printing” رزین قابل درمان UV را بصورت خطی اکسترود می کند، لایه ها را فوراً با تابش ماوراء بنفش لمینیت و در نتیجه سرعت چاپ محور Z برابر 350 میلی متر در ساعت دارد. از آنجاییکه در این دستگاه، دو هد پرتاب مواد نصب شده، امکان تولید دو جسم مختلف در یک زمان وجود دارد.
اشیاء چاپ شده با ماشین GDP میماکی به رنگ سفید هستند و در صورت تمایل به افزایش جذابیت بصری نیاز به پولیش رنگ دستی جداگانه پس از چاپ دارند یا میتوانند با دستگاههای بنرساز بزرگ میماکی پوشش دهی شوند.
- (*1) سرعت عمودی هنگام چاپ سیلندر با قطر 1 متر (توخالی)
- تولید آسان اجسام در اندازه بزرگ
- سرعت پرینت فوق العاده
- ساختارهای توخالی که پردازش اضافی را کاهش میدهند
- پتانسیل برای کاربردهای گسترده در صنعت
- تابلوهای تبلیغاتی سه بعدی با اندازه بزرگ، نمایشگرهای گرافیکی در اندازه واقعی
- تزیینات جشنواره ای، خلق شخصیت سینمایی و گیمینگ
- ماکت بزرگ تبلیغاتی با نورپردازی داخلی
- کاربرد در هنرهای خلاقانه
- ساخت سریع احجام طراحی داخلی
- وسایل و دکورهای فیلم
- قالب برای شکل دهی خلاء
- ماکت محصولات بزرگ
دستگاه Mimaki 3DGD-1800 چه ویژگی هایی دارد؟
این محصول با نام Mimaki 3DGD-1800 با همکاری برند اسرائیلی Massivit، که صاحب امتیاز اختراع فناوری GDP است، تولید شده است.
پرینت سه بعدی فرمت بزرگ خبر خوبی برای بخش هایی مانند صنایع سمعی و بصری یا تبلیغات است که در آنها باید “خودنمایی” کنند: مثل پوسترهای برجسته سه بعدی، پانل ها، لوازم، بیلبوردهای برجسته در اندازه واقعی، و غیره. دستگاه Mimaki 3DGD-1800 بخشی از این پویایی است، بدون فراموش کردن کاربردهایی مانند ساخت قالب XXL یا سایر قطعات صنعتی که می تواند به شرکتها کمک کند تا زمان تولید خود را کاهش دهند.
چاپگر سه بعدی Mimaki 3DGD-1800 مبتنی بر فناوری چاپ ژل (GDP) Massivit است، فرآیندی که ژل رزینی را با نور UV درمان می کند و می تواند بسرعت هر ساعت ساخت 350 میلی متر (در ارتفاع) برسد؛ بنابراین قطعاتی تا ارتفاع 1.8 متری را تنها در 7 ساعت تولید می نماید. این شرکت توضیح می دهد که اگر مونتاژ چندین قطعه را در کنار هم در نظر بگیرید، می توانید به دستاوردهای خوبی برسید. همچنین این دستگاه، مجهز به دو اکسترودر پخش ژل است که به کاربر امکان اجرای همزمان دو پرینت را می دهد.
فناوری “چاپ توزیع شونده ژل” 3DGD-1800 ایجاد ساختارهای کاملا توخالی را بدون خرابی کیفیت دیواره داخلی امکان پذیر و پردازش بیشتر یا ترکیب عناصر اضافی را آسان تر می کند. حداکثر وزن قطعه قابل تولید به 150 کیلوگرم بالغ میشود. دمای کاری توصیه شده بین 16 تا 30 درجه سانتیگراد است. خود دستگاه دارای ابعاد 3000*2200*2800 میلی متر و وزن 2500 کیلوگرم است.
این سازنده ادعا می کند که دستگاه جدیدش سه برابر سریعتر از چاپگرهای سه بعدی FDM بزرگ است. اطلاعات بیشتر را می توانید در وب سایت رسمی Mimaki بیابید.
https://mimaki.com/product/3d/3d-gdp/3dgd-1800
3D printing method: Gel Dispensing Printing / Dual print
Printhead: 2
Nozzle size (dia.): 1.8 / 2.6 mm (Replaceable)
Max. printing size / Weight: W1,450 × D1,110 × H1,800 mm / 150 kg
Printing speed (*1): Height 350 mm/h
Layer pitch: Normal 1.3 mm/Quality 1.0 mm/High Resolution 0.8 mm
Printing material: MG-100 W (White UV curable resin) / MG-90 Gray (Gray UV curable resin)
3D data format: stl, obj, 3ds, ply, blend
Slicer software: 3DGD Slicer
Operating specifications : Power 3×25A、380-400VAC±10％、50/60Hz
Air pressure: 600 to 800 kPA
Power consumption: 10kW (Printing)
Temperature: 16 to 30 degC.
Interface: Ethernet
Dimensions (W x D x H): 3,000 × 2,200 × 2,800 mm
Weight: 2,500 kg
Manufacturer: Mimaki
Offer type: Industrial
Country: Japan
Materials: Photopolymers
Technology: Material Jetting (GDP)
Assembled: Plug & Play
Dimensions: 3000 × 2200 × 2800 mm (118.11 × 86.61 × 110.24 in.)
Weight: 2500 kg / 5,511.6 lbs
Nozzle diameter: 1.8 mm (0.0709 in.)
Min. print thickness: 1.3 µm
Print speed: n.a.
Max. volume: 1450 × 1110 × 1800 mm (0.00 cm3)
File format: .stl, .obj, .3ds
Software: Layout software
Connectivity: Ethernet
Compatible OS: Windows
Power: 3 x 25A, 380-400 VAC ±10%
Other features: Auto-Leveling, Closed Chamber, Double Extruder, Touchscreen
نتیجه گیری:
باید منتظر ماند تا فناوری GDP عمومیت بیشتری پیدا کند و تنوع سازندگان آن بیشتر شود تا هزینه‌های استفاده از آن کاهش یابد (روند مثبتی که برای تکنیک SLA اتفاق افتاده است). اما در حال حاضر، حتی همین سری محدود دستگاههای Massivit 1800، Massivit 5000 و Massivit 10000 و تک محصول شرکت Mimaki بنام 3DGD-1800، پرینترهای بسیار پیشرفته ای هستند که در 40 کشور دنیا با نیازهای متنوع صنایع کلانی مثل نفت و گاز، خودروسازی، دریانوردی، معماری، بازار سرگرمی و تبلیغات تطابق یافته اند. چاپ سه بعدی GDP برای تولید سریع و مقیاس بزرگ قطعات پروتوتایپ توخالی، قالبهای ریخته گری عظیم یک تکه، لوازم تبلیغاتی و حتی قطعات نهایی عملکرد عمومی ایده آل میباشد؛ زیرا مراحل زمانی بسیار کمتری نسبت به روشهای تولید سنتی ارائه میدهد. در تحقیق و توسعه صنعتی، زمانبندی طولانیتر بمعنی صرف هزینه بیشتر است؛ پس GDP در حوزه صنایع بزرگ که چندان دغدغه بودجه ندارند و برنامه ریزی هوشمندانه الویت اصلیست، بعنوان فرآیندی مقرون بصرفه در حال محبوب شدن است. در آینده نه چندان دوری، فناوری پرینت ژل فتوپلیمری، هیجان انگیزتر هم خواهد شد وقتی شرکتهای کوچک تا متوسط و مصرف کنندگان خرد کم بودجه هم قادر به استفاده از آن شوند.
*****
منابع:
- https://arrow-digital.com/benefits-of-gel-based-3d-printing
- https://www.liqcreate.com/supportarticles/massivit3d-resin-gel-technology
- https://www.3dprintersonlinestore.com/massivit-3d-gdp-gel-dispensing-3d-printing-technology
- https://arrow-digital.com/product/massivit-1500
- https://mimaki.com/product/3d/3d-gdp/3dgd-1800
- https://www.3dnatives.com/3D-compare/en/3d-printers/mimaki-3dgd-1800
- https://meprinter.com/as-large-as-life-itself
- https://top3dshop.com/product/massivit-5000-3d-printer
- https://top3dshop.com/blog/massivit-brand-review
- https://3dprinting.com/3dprinters/the-new-massivit-5000-is-massive
