​​​​​​​تا خلق ایده ، همراهتان هستیم

تولید افزودنی یا تولید لایه لایه (که بعضاً به آن نمونه سازی سریع یا پرینت سه بعدی نیز می گویند) یک روش ساخت است که لایه های ماده برای ایجاد یک جسم جامد بر روی یکدیگر قرار می گیرند. در حالی که فناوری های مختلف پرینت سه بعدی وجود دارند، در ادامه به روند کلی از طراحی تا بخش نهایی جسم، متمرکز خواهیم شد. خواه قسمت نهایی یک نمونه سازی سریع باشد یا یک قسمت عملکردی نهایی، روند کلی تغییر نمی کند.

فرایند تولید به روش ساخت افزودنی

۱- CAD یا طرح رایانه ای
تولید یک مدل دیجیتال اولین قدم در فرآیند تولید افزودنی است. متداول ترین روش برای تولید یک مدل دیجیتالی، طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) است. طیف گسترده ای از برنامه های CAD رایگان و حرفه ای وجود دارد که با روش ساخت افزودنی سازگار هستند. مهندسی معکوس همچنین می تواند برای تولید یک مدل دیجیتالی از طریق اسکن سه بعدی استفاده شود.
چندین ملاحظات طراحی وجود دارد که باید هنگام طراحی برای تولید افزودنی ارزیابی شوند. که می توانید در اینجا با همه این موارد آشنا شوید. این موارد عموماً بر محدودیت های هندسه و حمایت از آن یا نیازهای آن متمرکز هستند و از نظر فناوری متفاوت هستند.

۲- تبدیل STL (استریولیتوگرافی) و بهینه سازی مدل
یک مرحله مهم در فرآیند تولید افزودنی که با روش ساخت سنتی متفاوت است، نیاز به تبدیل یک مدل CAD به یک فایل STL (استریولیتوگرافی) است. STL از مثلث (چند ضلعی) برای توصیف سطوح یک جسم استفاده می کند. چندین محدودیت مدل وجود دارد که باید قبل از تبدیل مدل به فایل STL در نظر گرفته شوند از جمله اندازه فیزیکی، ضد آب بودن و تعداد چند ضلعی ها.
پس از ایجاد یک فایل STL، فایل به یک برنامه slicer وارد می شود. این برنامه فایل STL را گرفته و آن را به G-code تبدیل می کند.  G-codeیک زبان برنامه نویسی کنترل عددی (NC) است و در تولید به کمک کامپیوتر (CAM) برای کنترل ابزارهای خودکار (از جمله دستگاه های CNC و پرینترهای سه بعدی) استفاده می شود. برنامه slicer همچنین به طراح این امکان را می دهد تا پارامترهای ساخت شامل پشتیبانی، ارتفاع لایه و جهت گیری بخش ها را سفارشی سازی کند.

۳- ساخت قطعه با پرینتر سه بعدی
دستگاه های پرینت سه بعدی اغلب از قطعات کوچک و پیچیده ای تشکیل شده اند، بنابراین نگهداری و کالیبراسیون صحیح برای تولید دقیق پرینت بسیار مهم است. در این مرحله، مواد مورد پرینت نیز در پرینتر قرار می گیرند. مواد اولیه ای که در تولید افزودنی استفاده می شود اغلب ماندگاری محدودی دارند و به رسیدگی دقیق نیاز دارند. در حالی که برخی از فرآیندها توانایی بازیافت باقی مانده مواد به کار رفته را دارند، اما اگر مرتباً تعویض نشود، استفاده مکرر از آن باعث کاهش خصوصیات مواد می شود.
بعد از شروع پرینت، اکثر ماشین آلات تولید افزودنی نیازی به نظارت ندارند. دستگاه از یک فرایند خودکار پیروی می کند و مشکلات معمولاً فقط در صورت کمبود مواد یا خطایی در نرم افزار به وجود می آیند.

۴- جدا سازی قطعات از صفحه پرینت شده
برای برخی از فن آوری های تولید افزودنی، حذف پرینت به سادگی جدا کردن قسمت پرینت شده از پلت فرم ساخت است. برای دیگر روش های پرینت سه بعدی صنعتی، حذف پرینت یک فرآیند کاملاً فنی است که شامل استخراج دقیق پرینت می شود در حالی که هنوز در ماده مورد نظر محصور شده یا به صفحه ساخت متصل است. این روش ها به روش های پیچیده حذف و اپراتورهای دستگاه بسیار ماهر به همراه تجهیزات ایمنی و محیط های کنترل شده نیاز دارند.

۵- پس پردازش (post processing)
روش های پس پردازش نیز براساس فناوری پرینتر متفاوت هستند. SLA قبل از بررسی نیاز به یک جزء دارد تا تحت اشعه ماورا بنفش قرار گیرد، تنش در قطعات فلزی اغلب باید در کوره کاهش یابد در حالی که می توان بلافاصله قطعات FDM را بررسی کرد. برای فناوری هایی که نیازی به ساپورت گذاری ندارند ، مرحله پس پردازش نیز حذف می شود. اکثر مواد پرینت سه بعدی قادر به سمباده کاری هستند و سایر تکنیک های پس پردازش از پولیش کاری، تمیز کردن با هوا فشار بالا، پرداخت و رنگ آمیزی برای تهیه پرینت برای استفاده نهایی استفاده می شود.

تمامی روش‌های چاپ سه‌بعدی ـ که به‌اصطلاح «تولید افزایشی» یا «ساخت افزایشی» نامیده می‌شوند ـ وجه مشترکشان این است که پردازش در آن‌ها به‌صورت پی‌رفتی یا مرحله‌مرحله انجام می‌شود ـ برخلاف آنچه در ریخته‌گری یا قالب‌گیری به‌صورت تک‌مرحله‌ای رخ می‌دهد، که فرایندی تحکیم دارند؛ یا آنچه در برش‌کاری یا براده‌برداری از یک تودهٔ مکعبی حاصل می‌شود، که فرایندی کاهشی را طی می‌کنند. ساخت به روش‌های چاپ سه‌بعدی نسبت به شیوه‌های رایجِ پیشین امتیازات مهمی دارد، ازجمله:
​​​​​​​

• عدم نیاز به تجهیزات گران‌قیمتی که در کارخانجات ذوب فلزات و برای فرایند فرزکاری به‌کار گرفته می‌شود؛
  
  
• قابلیت ساخت  قطعاتی با ساختار پیچیده و نامتعارف سفارشی، در مدتی کوتاه؛
  ​​​​​​​
• تولید ضایعات کمتر.

تنها به این دلیل که پرینتر سه بعدی در مشخصات پرینت از وضوح بالایی برخوردار است، به این معنی نیست که قطعات ساخته شده سه بعدی شما صحیح یا دقیق باشند.
درک معنای دقت صحیح (Accuracy)، دقت تکرارپذیر (Precision) و تلرانس برای دستیابی به عملکرد پرینت سه بعدی هدفمند برای هر کاربردی ضروری است. در ادامه، معنی این اصطلاحات و نحوه تفکر درباره آنها را در زمینه پرینت سه بعدی بررسی خواهیم کرد.

تعریف دقت صحیح، دقت تکرارپذیر و تلرانس
بیایید با تعاریف شروع کنیم: تفاوت بین دقت صحیح، دقت تکرارپذیر و تلرانس در چیست؟ برای هر اصطلاح، از یک هدف – یک مثال معمول برای باز کردن این مفاهیم – برای کمک به تجسم معنی آن استفاده می­کنیم.

دقت صحیح
دقت صحیح یعنی اندازه گیری چقدر به مقدار واقعی نزدیک است. در مورد یک هدف، مقدار واقعی مرکز هدف است. هرچه بیشتر به مرکز هدف نزدیک شوید، دقت صحیح بیشتر خواهد بود. در دنیای پرینت سه بعدی، مقدار واقعی برابر با ابعادی است که در CAD طراحی می کنید. تنظیمات پرینت سه بعدی به طراحی دیجیتال چقدر نزدیک است؟

دقت تکرارپذیر
دقت تکرارپذیر، تکرارپذیری اندازه گیری را مورد سنجش قرار می دهد – تا چه اندازه گلوله های پرتاب شده به هدف نزدیک هستند؟ دقت تکرارپذیر تنها این سازگاری را اندازه گیری می کند. ممکن است هر بار در نزدیکی همان نقطه قرار بگیرند، اما لازم نیست که آن نقطه مرکز هدف باشد. در پرینت سه بعدی، این در نهایت به قابلیت اطمینان تبدیل می­شود. آیا می توانید برای تولید نتایج مورد انتظار خود برای هر سری چاپ، به دستگاه خود اعتماد کنید؟