فناوری پرینت سه بعدی از زمان شکلگیریاش راه درازی طی کرده است و هر چند وقت یک مرتبه مواد جدیدی برای آن معرفی میشود.
اخیرا، استفاده از سرامیک به دلیل تنوع، زیبایی و بی خطر بودن این ماده بسیار محبوب شده است. در حالی که چندین سال است از فلزات و پلاستیک در پرینت سه بعدی استفاده میشود اما سرامیک در مقایسه با این مواد مزایای خاص خود را دارد. چه تازه وارد حوزه پرینت سه بعدی شده باشید یا بخواهید استفاده از سرامیک برای پرینت سه بعدی را شروع کنید، در این مطلب قصد داریم چند نکته مفید را با شما در میان بگذاریم که در مورد پرینت سه بعدی باید بدانید:
1) نحوه عمل
پرینت سه بعدی سرامیک با استفاده از یک پرینت مخصوص سه بعدی برای مواد سرامیکی انجام میشود. این پرینتر از پودر سرامیک استفاده میکند که روی یک بستر پودر قرار میگیرد تا مدل لایه به لایه از پایین به بالا ساخته شود.
این پودر از مینیسکول (miniscule) ساخته میشود، ذرات فوقالعاده ریز سرامیک سیلیکا آلومینا.
پس از این که پرینتر ایجاد مدل را تمام میکند، کارشناس خدمات پرینت سه بعدی آن را به همراه بستر پودر بیرون میآورد و در یک آون خشککن قرار میدهد. فرآیند خشک کردن این مدل سرامیکی باعث افزایش استحکام آن میشود ولی در این مرحله از کار همچنان بسیار شکننده است.
زمانی که فرآیند خشک کردن به پایان میرسد، کارشناس مدل را از بستر پودر استخراج میکند و پودر اضافی را حذف میکند. سپس برای افزایش استحکام و دوام آن، مدل داخل یک آون و آتش قرار داده میشود. به دنبال اولین مرتبه به کارگیری آتش از روکش پیش لعاب استفاده میشود. زمانی که روکش به طور کامل خشک میشود، مدل مجددا به درون آتش برده میشود. سپس کارشناس مدل را لعاب میدهد و دوباره آن را وارد آتش میکند و بعد از آن میتوان روی مدل سرامیکی یک روکش لعاب کاملا براق و یکدست دید.
2) خواص حرارتی
سرامیک خواص حرارتی خوبی دارد و نقطه ذوب بالای آن میتواند در پرینت سه بعدی یک چالش به وجود آورد. برخلاف فلزات و ترموپلاستیکها، مواد سرامیکی ممکن است به خوبی مانند زمانی که در معرض گرما قرار میگیرند با یکدیگر جوش نخورند.
گرچه، آنها میتوانند دماهای بالایی تا حداکثر 600 درجه سلسیوس یا 1112 فارنهایت را تحمل کنند. به عبارتی آنها برای چاپ سه بعدی اشیاء مختلف مناسب هستند و میتوانند مانند سایر مواد متحمل فرآیندهای فینیشینگ (Finishing – پرداخت ظاهری قطعه پرینت شده برای نمونههای تزئینی، صیقلی کردن سطح برای قالب‌گیری، اضافه یا کم کردن قسمتهای خاص برای ریخته‌گری و غیره) شوند.
اخیرا شرکت HRL Laboratories یک رزین پیش سرامیکی ساخته است که از آن میتوان برای پرینت سه بعدی اشکال پیچیده مانند پلیمرهای معمولی استفاده کرد. طبق گفته این محققان، این ماده سرامیکی میتواند تا دمای 1700 درجه سلسیوس یا 3092 درجه فارنهایت را تحمل کند.
نتیجه به حداقلرسانی محدودیتهای پرینت سه بعدی سرامیک است و درهای جدیدی را برای ایجاد طراحیهای پیچیدهتر سه بعدی از سرامیک میگشاید.
اشیاء به دست آمده از این ماده انتظار میرود خصوصیات برتری به نسبت دیگر مواد داشته باشند. بنابراین علاوه بر پرینت مواد خانگی سرامیکی، میتوان همچنین تجهیزات آزمایشگاههای علمی را با توانایی تحمل دماهای بالا چاپ کرد.
3) انواع ابزار پرینت سه بعدی سرامیک
اگر سعی دارید وارد حوزه پرینت سه بعدی سرامیک شوید، چندین پرینتر و ابزار پرینت وجود دارد:
WASP Clay Extruder – اولین گزینه Clay Extruder (اکسترودر رس) از شرکت ایتالیایی WASP است و میتوان از آن در هر پرینتر سه بعدی استفاده کرد. این کیت شامل یک محفظه سه لیتری با یک پایه، یک کاهنده فشار، یک دریچه جلوگیریکننده از برگشت، یک دریچه محافظ و یک پیستون اکستروژن (extrusion) به همراه چندین ابزار مفید دیگر است. جالبترین ویژگی WASP Clay Extruder توانایی حذف حبابهای هوا از مخلوط است، در نتیجه محصول نهایی دارای سطحی صاف و بدون حباب است.
LUTUM Dual-Color 3D Clay Printer – اگر قصد دارید از دو نوع متفاوت رس در یک پرینت استفاده کنید، میتوانید از بین پرینترهای رسی سه بعدی شرکت LUTUM انتخاب کنید. میتوانید از بین چندین سیستم که از قبل قطعات آنها روی هم اسمبل شده است انتخاب کنید اما تمامی آنها یک پایه بزرگ مشابه همراه با حجم ساخت یکسان دارند. تفاوت اصلی در اندازه محفظه رس و در سیستم اکسترودر است.
DeltaBots’ 3D PotterBot – در بین اولین پرینترهای سه بعدی سرامیک که مخصوصا برای صنعت سفالگری طراحی شده است پرینتر 3D PotterBot از شرکت DeltaBots قرار میگیرد که از خمیر سرامیک استفاده میکند. این پرینتر یک اسکترودر RAM با ریزش مداوم و یک ظرفیت بزرگ دارد که میتواند حجمهای بزرگی از مواد سرامیکی را در شکل رقیقنشده تولید کند. محفظه مخصوصا برای گلدانهای سرامیکی بزرگتر طراحی شده است و میتواند اشیائی تا 17 اینچ را چاپ کند.
4) تنوع رنگی
شما با کمک چاپ سه بعدی سرامیک میتوانید از بین رنگهای متنوعی انتخاب کنید. اول از همه، امکان انتخاب از بین رنگهای پایه مانند سفید، سیاه، آبی، سبز، قرمز، نارنجی و زرد را دارید. بعضی از شرکتهای خدمات چاپ سه بعدی حرفهای مدلهای سرامیکی به رنگهایی مانند فیروزهای یا رنگهای ظریفی مانند سبز روشن (به رنگ دانههای هل) و آبی یخی عرضه میکنند. بنابراین بدون توجه به چیزی که برای چاپ آن باید از یک پرینت سه بعدی سرامیکی استفاده کنید، تنوع رنگی زیادی در اختیار شما قرار میگیرد.
5) ایمنی
در حال حاضر، سرامیک تنها ماده شناخته شده برای پرینت سه بعدی است که از نظر غذایی امن است. در فرآیند ایجاد و لعاب دادن این ماده، افراد میتوانند از نوعی لعاب استفاده کند که غیر سمی و بدون سرب است. یعنی شما میتوانید از آن برای چاپ مواردی مانند فنجانها، بشقابها، کاسهها و سایر وسایل داخل آشپزخانه استفاده کنید. عملا، شما میتوانید با خیال راحت لوازم میز و سفره و خانه را که در آنها غذا یا نوشیدنی سرو میشود چاپ کنید. استفاده دیگر از این ماده برای چاپ گلدان، پایههای شمع، آثار هنری و موارد متعدد دیگر است.
6) محدودیتها
سرامیک در چاپ طراحیهایی که جزئیات خاص بسیار زیادی دارند محدودیتهایی به وجود میآورد چون ممکن است برای فرآیندهای لعابدهی و پخت در کوره ایدهآل نباشد. هدف جلوگیری از فرآیند لعابدهی در مسدود کردن الگوی طراحی است. بنابراین باید عرض جزئیات حک شده را نسبت به عمق آن در نظر بگیرید.
اگر روزنه کافی بین دو دیواره وجود ندارد، ممکن است در نهایت به یکدیگر بچسبند. پیشنهاد میشود حداقل فضا را در حد 4 میلیمتر نگه دارید، گرچه باید به دنبال افزایش عمق این فضا را گسترش دهید.
به همین شکل، شکنندگی مواد سرامیکی محدودیتهایی در بحث پرینت مدلهایی با قسمتهای محصور و در هم قفل شده ایجاد میکند. ایجاد چنین مدلهایی ممکن است خطر شکستن خود مدل را به همراه داشته باشد. پرینتهای سه بعدی سرامیک برای قطعاتی که روی یکدیگر سوار (اسمبل) میشوند نیز مناسب نیست. گرچه میتوانید اشیائی را به وجود آورید که هنگام اسمبل کردن نیاز به دقت بالا ندارند مانند یک قوری چای و یک سرپوش.
همانطور که میتوانید ببینید، پرینت سه بعدی سرامیک فرصتهای متعددی برای پرینت اشیاء خانگی و آثار هنری فراهم میکند. با آن که ممکن است در بحث ایجاد اشیائی که نیاز به دقت زیادی دارند محدودیتهایی وجود داشته باشد اما پرینت سه بعدی سرامیک ظاهرا یک گزینه عالی در چاپ ظروف سفره و میز به علت امن بودن از نظر غذایی است.
جمع بندی :
مادر دفتر مهندسی خدمات پرینت سه بعدی افرا تلاش داریم تا شما را بیشتر با انواع خدمات سه بعدی آشنا کنیم و مقاله فوق گوشه ای از دنیای بزرگ و مدرن پرینت سه بعدی است و امیدواریم مورد پسند شما قرار گرفته باشد
