تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلز: 10 تا از بهترین تکنولوژی های تولید قطعات فلزی

پرینت سه‌ بعدی فلزات در دنیای امروز، به یک ابزار قدرتمند و در دسترس برای تولید قطعات فلزی تبدیل شده است. دیگر تنها صنایع بزرگ نیستند که از این فناوری بهره‌مند می‌شوند. با پیشرفت‌های روزافزون در تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلزی، حالا به لطف تکنولوژی پرینت سه بعدی هر کسی می‌تواند با خلاقیت خود، به ساخت قطعات فلزی بپردازد و آنها را به سادگی و با دقت چاپ کند.

تصور کنید که یک کسب‌وکار کوچک با استفاده از پرینت سه‌ بعدی فلزات، قطعات استنلس استیل را به راحتی تولید می‌کند، یا یک شرکت هوافضا با استفاده از این تکنولوژی، پیشرانه‌های پیچیده نیکل را به کار می‌گیرد. این تنوع روش‌ها و مواد، نشان‌دهنده قدرت و کاربردی بودن این تکنولوژی است. به واقع، شما با حداقل 10 روش مختلف برای پرینت سه‌ بعدی فلزات و انتخاب از میان صدها ماده مختلف روبه‌رو هستید.

در این مقاله، ما شما را با بهترین و ارزان ترین روش‌های ساخت قطعات فلزی سفارشی با پرینت سه‌ بعدی فلزات آشنا می‌کنیم. خواه شما به دنبال خرید یک پرینتر سه‌ بعدی فلز باشید و خواه بخواهید از خدمات پرینت سه بعدی در تهران و سایر شهرهای ایران برای پرینت سه بعدی قطعات فلزی خود استفاده کنید، هدف ما این است که به شما کمک کنیم تا بهترین گزینه را پیدا کنید. پس بیایید با هم نگاهی به 10 تا از بهترین روش های پرینت سه‌ بعدی فلزی بیندازیم و دریابید که کدام یک برای سفارش ساخت قطعات فلزی سفارشی شما مناسب تر اند!

چگونه فلز را پرینت سه‌ بعدی کنیم؟ تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلز برای تولید قطعات فلزی با کیفیت

روش‌های مختلفی برای تولید قطعات فلزی با استفاده از پرینت سه‌ بعدی فلز وجود دارد.  تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلزات به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند: پرینت با فیلامنت فلزی، پودر فلزی و سیم فلزی. همچنین گزینه‌های دیگری مانند رزین‌های حاوی فلز، میله‌های فلزی و گلوله‌های فلزی وجود دارد که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی در تولید قطعات ارائه می‌دهند.

تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلز

1. پرینت با فیلامنت فلزی (FDM)
2. ادغام پودر با لیزر (LPBF)
3. ادغام پودر با الکترون (EBM)
4. چاپ با بایندر فلزی
5. ساخت افزایشی با قوس الکتریکی (WAAM)
6. توزیع انرژی با لیزر (Laser DED)
7. توزیع انرژی با الکترون (eBeam DED)
8. پرینت میکرو فلز
9. اسپری سرد
10. توزیع انرژی ذوبی مستقیم

انتخاب مناسب ترین تکنولوژی پرینت سه بعدی فلز برای تولید قطعات فلزی سفارشی از بین تکنولوژی های پرینت سه‌ بعدی فلزات به تعادل میان نیازها بستگی دارد. در این راستا، باید به عواملی مانند جزئیات و شکل، اندازه، استحکام، نوع فلز، هزینه پرینت سه بعدی فلزی، سرعت چاپ و حجم قطعات فلزی مورد نظر، توجه کنید. هر یک از تکنولوژی‌ های پرینت سه بعدی فلزی موجود مزایا و معایب خاص خود را دارند و متأسفانه هیچ یک از روش‌ها قادر نیستند قطعات بسیار مقاوم را هم به سرعت، هم به‌صرفه و به‌صورت کامل تولید کنند. بنابراین، قبل از استفاده از هر یک از تکنولوژی های چاپ سه بعدی فلزی اولویت‌های خود را مشخص کنید و بر اساس آن تصمیم بگیرید.

مقایسه تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلزات برای ساخت قطعات فلزی سفارشی در یک نگاه: از نظر ابعاد، هزینه و مشخصات فنی

در جدول زیر، به طور خلاصه به مقایسه انواع مختلف تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلز می‌پردازیم. هر کدام از این تکنیک‌ها ویژگی‌های منحصر به فردی دارند که شامل اندازه قطعات، هزینه، دقت (حداقل ارتفاع لایه) و سرعت تولید است. با بررسی این اطلاعات، می‌توانید بهترین گزینه را برای ساخت قطعات فلزی خود متناسب با نیازهای خود انتخاب کنید.

تکنولوژی	اندازه قطعه فلزی قابل چاپ با این تکنولوژی	قیمت پرینت سه بعدی فلز با این تکنولوژی	جزئیات پرینت (حداقل ارتفاع لایه)	حداکثر سرعت پرینت سه بعدی فلز با این تکنولوژی
پرینت سه بعدی FDM  /Extrusion (مدل‌سازی رسوبی فیلامنتی)	کوچک تا متوسط	ارزان ترین	0.05 میلی‌متر	تا 500 میلی‌متر بر ثانیه
LPBF (ادغام پودر با لیزر)	کوچک تا متوسط	نسبتا گران	0.02 میلی‌متر	تا 25 سانتی‌متر مکعب در ساعت
EBM (ذوب الکترونی)	کوچک تا متوسط	گران	0.07 میلی‌متر	55 تا 80 سانتی‌متر مکعب در ساعت
Metal Binder Jetting (چاپ با بایندر فلزی)	کوچک تا متوسط	نسبتا گران	0.035 میلی‌متر	1,500 سانتی‌متر مکعب در ساعت
WAAM (ساخت افزایشی با قوس الکتریکی)	بزرگ تا بسیار بزرگ	نسبتا ارزان	1 میلی‌متر	2.2 کیلوگرم در ساعت
Laser DED (توزیع انرژی با لیزر)	متوسط تا بزرگ	گران	0.2 میلی‌متر	500 سانتی‌متر مکعب در ساعت
eBeam DED (توزیع انرژی با الکترون)	متوسط تا بزرگ	نسبتا گران	0.2 میلی‌متر	2,000 سانتی‌متر مکعب در ساعت
Micro 3D Printing (پرینت میکرو سه‌بعدی)	بسیار کوچک تا متوسط	گران	0.005 میلی‌متر	تا 300 لایه در ساعت
Cold Spray (اسپری سرد)	متوسط تا بزرگ	نسبتا ارزان	0.38 میلی‌متر	100 گرم در متر
Molten Direct Energy Deposition (توزیع انرژی ذوبی مستقیم)	متوسط تا بزرگ	گران	0.015 میلی‌متر	320 سانتی‌متر مکعب در ساعت

همان‌طور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید، ویژگی‌های تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلز برای تولید قطعات فلزی سفارشی به یک شکل اندازه‌گیری نمی‌شوند و این موضوع می‌تواند کمی گیج‌کننده باشد، به‌ویژه وقتی به سرعت ساخت می‌رسیم. برخی از تکنولوژی‌ های پرینت سه بعدی فلز سرعت ساخت را بر اساس وزن ماده‌ای که استفاده می‌کنند اندازه‌گیری می‌کنند، در حالی که دیگر تکنولوژی‌ های پرینت سه بعدی فلزات به مساحت قطعه توجه دارند. جالب اینجاست که شکل قطعه هم می‌تواند بر این سرعت تأثیر بگذارد. همچنین، توجه داشته باشید که هر پرینتر سه‌ بعدی در یک دسته خاص نمی‌تواند به همان سرعت عمل کند.

ارتفاع لایه هم یکی دیگر از عواملی است که می‌تواند در توانایی چاپ جزئیات تأثیر داشته باشد. این ویژگی به نوع ماده، شکل قطعه و حتی سرعت چاپ بستگی دارد و ممکن است باعث سردرگمی شود.

اگر قصد دارید در یک تکنولوژی خاص از بین تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلز برای تولید قطعات فلزی سفارشی خود سرمایه‌گذاری کنید، بهتر است از چند تولیدکننده پرینتر سه‌ بعدی بخواهید یک نمونه از یک قطعه مشابه برایتان ارسال کنند. این نمونه‌ها باید شامل گزارشی درباره زمان چاپ، تعداد قطعاتی که می‌توانند به‌صورت هم‌زمان چاپ شوند، هزینه هر قطعه و مقدار ماده‌ای که مصرف شده باشد. همچنین، می‌توانید با بررسی انواع خدمات پرینت سه‌ بعدی در حوزه ساخت قطعات فلزی مختلف و دریافت نمونه‌های چاپ شده، درک بهتری از کیفیت و هزینه‌های پرینت سه بعدی فلزی داشته باشید. ثبت سفارش ساخت قطعات فلزی سفارشی در این شرکت ها به شما کمک می‌کند تا با اطمینان بیشتری در مورد تکنولوژی مناسب برای نیازهای خود تصمیم‌گیری کنید.

آشنایی با تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلزی: روش‌های نوین برای تولید قطعات فلزی سفارشی با کیفیت

پرینت سه‌ بعدی فلز به‌عنوان یک فناوری پیشرفته برای تولید قطعات فلزی در صنایع مختلف، با روش‌های متنوع و جذابی در حال تحول است. هر یک از تکنولوژی‌ های پرینت سه بعدی فلزات ویژگی‌های خاص خود را دارند که می‌توانند بر اساس نیازها و اهداف پروژه‌های شما انتخاب شوند. در این مقاله، به بررسی روش‌های پرینت سه بعدی فلزات می‌پردازیم و نکات کلیدی مربوط به هر یک را به شما ارائه خواهیم داد تا بتوانید بهترین انتخاب را برای تولید قطعات فلزی سفارشی و با کیفیت خود داشته باشید.

1- پرینت سه بعدی فلزی FDM و اکستروژن فلزات: ارزان ترین روش پرینت سه‌ بعدی فلز برای ساخت قطعات فلزی سفارشی

تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلزی به سرعت در حال تحول هستند و یکی از روش‌های رایج در این زمینه، مدل‌سازی ذوب‌شده یا همان پرینت سه بعدی FDM است. در پرینت سه بعدی فلزی FDM با استفاده از فیلامنت‌های پلاستیکی که حاوی ذرات فلزی هستند، امکان تولید قطعات فلزی با کیفیت را فراهم می‌کند. فیلامنت‌های فلزی در این روش باید حدود 80 درصد پودر فلز را در خود داشته باشند و پس از چاپ، به مراحل پس‌پردازش نیاز دارند تا اجزای پلاستیکی حذف و قطعه فلزی فشرده‌تری به‌دست آید. در حال حاضر، چاپگرهای FDM رومیزی فلزی متعددی در بازار وجود دارند که می‌توانند با فیلامنت‌های فلزی از جمله استیل ضدزنگ 316L و 17-4 PH، مس و تیتانیوم کار کنند.

روش دیگری که باید به آن اشاره کرد، استفاده از فیلامنت‌هایی با غلظت بسیار بالاتر از پودر فلز است. این مواد به قدری متراکم هستند که تقریباً به شکل میله‌ای از فلز درآمده‌اند، اما همچنان قابلیت گرمایش و اکستروژن را دارند. این نوع فیلامنت‌ها معمولاً به چاپگرهای خاصی مانند Markforged و Desktop Metal اختصاص دارند و اگرچه هزینه آن‌ها بیشتر از فیلامنت‌های معمولی است، اما هنوز هم از سایر روش‌های پرینت سه‌ بعدی فلز ارزان‌ترند.

در نهایت، روش سوم اکستروژن فلز به استفاده از پلت‌های فلزی مربوط می‌شود. این پلت‌ها می‌توانند همان موادی باشند که در قالب‌گیری تزریقی استفاده می‌شوند و این امر باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود، یا اینکه به‌طور خاص برای پرینت سه‌بعدی طراحی شده‌اند. با اینکه تعداد چاپگرهای پلت فلزی در حال حاضر محدود است، برندهایی مانند Pollen به گسترش این بخش کمک می‌کنند و نشان‌دهنده آینده‌ای روشن برای این فناوری هستند.

2. پرینت سه بعدی فلزی SLM یا فیوژن پودر لیزری فلز (LPBF): از محبوب ترین تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلزی و روش های تولید قطعات فلزی

فیوژن پودر لیزری فلز (LPBF)، یکی از محبوب‌ ترین و متداول‌ ترین روش‌ های پرینت سه‌ بعدی فلز در دنیای امروز است. در این فناوری، چاپگرهای سه‌ بعدی از لیزرهای پرقدرت برای ذوب انتخابی پودر فلزی استفاده می‌کنند و این فرآیند به‌صورت لایه‌به‌لایه انجام می‌شود. این تکنیک اغلب به‌عنوان ذوب لیزری انتخابی (پرینت سه بعدی فلزی SLM) یا فیوژن پودر شناخته می‌شود و به همراه اصطلاحات خاص هر چاپگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در پرینت سه بعدی SLMT با ذوب شدن پودر، اجزای قطعه به‌صورت مولکولی به یکدیگر متصل می‌شوند تا مدل همگن و نهایی شکل بگیرد. طی این فرآیند، اپراتورهای چاپگر می‌توانند از مواد فلزی «خالص» استفاده کنند، هرچند آلیاژها نیز کاربرد فراوانی دارند.

در یک چاپگر سه بعدی SLM، پودر فلز به عنوان مواد اولیه پرینتر سه بعدی درون محفظه چاپگر قرار می‌گیرد. چاپگر با استفاده از یک تیغه پخش‌کننده (مشابه برف‌پاک‌کن) یا یک غلطک، پودر را به‌صورت لایه‌ای نازک بر روی صفحه ساخت پخش می‌کند. سپس، لیزر پرقدرت به‌صورت انتخابی یک برش دو بعدی از قطعه را ذوب می‌کند. پس از آن، صفحه ساخت به ارتفاع یک لایه کوچک پایین می‌آید و لایه جدیدی از پودر تازه بر روی سطح پخش می‌شود. این مراحل به‌طور مکرر تا تکمیل قطعه نهایی تکرار می‌شوند. تمامی این مراحل ساخت قطعات فلزی با پرینت سه بعدی فلزی SLM را در ویدیوی زیر میتوانید ببینید.

فیوژن پودر لیزری فلز (LPBF) معمولاً دارای سطح پایانی بهتر و دقت بالاتری نسبت به ذوب الکترون‌ beams (EBM) است، که این ویژگی‌ها آن را به انتخابی جذاب برای بسیاری از صنایع تبدیل می‌کند.

3.فیوژن پودر با الکترون (EBM): فناوری پیشرفته در ساخت قطعات فلزی

فیوژن پودر با الکترون (EBM) یک فناوری پرینت سه‌ بعدی است که از پودر فلزی به‌عنوان ماده اولیه استفاده می‌کند، اما به‌جای لیزر، از پرتو الکترون به‌عنوان منبع انرژی بهره می‌برد. این روش بیشتر برای ساخت قطعات فلزی با فلزات رسانا مانند پودر تیتانیوم کاربرد دارد. هر چاپگر EBM شامل چندین بخش کلیدی است: منبع انرژی که قادر به تولید پرتو الکترون باشد، مخزن پودر، فیدر پودر، تیغه پخش‌کننده پودر و یک پلتفرم ساخت گرم شده. نکته مهم این است که فرآیند چاپ باید در یک محیط خلا انجام شود، زیرا برخورد الکترون‌های پرتو با مولکول‌های گاز می‌تواند عملکرد پرتو الکترون را مختل کند.

تکنولوژی EBM به دلیل قدرت بالای انرژی پرتو الکترون، می‌تواند سریع‌تر از روش فیوژن پودر لیزری (پرینت سه بعدی SLM) عمل کند و همچنین قطعاتی با تنش باقی‌مانده کمتر نسبت به LPBF تولید کند.

نمونه‌هایی از ایمپلنت‌های مفصل ران و زانو (تصاویر بالا) که با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی فلزی EBM چاپ شده‌اند، به دقت طراحی شده و از تیتانیوم گران‌قیمت ساخته شده‌اند. این قطعات با بالاترین کیفیت و دقت مواد ساخته می‌شوند تا با استانداردهای دولتی برای ایمپلنت‌های پزشکی مطابقت داشته باشند. محیط خلا در چاپگرهای EBM شرایط ساخت تمیز و کنترل‌شده‌ای را تضمین می‌کند و پرتو الکترون با قدرت بالا به چاپگر امکان می‌دهد تا در هر بار ساخت، چندین قطعه را تولید کند و در نتیجه بهره‌وری بالایی را ارائه دهد.

4.پرینت سه بعدی فلزی بایندر جتینگ: سرعت و دقت در تولید قطعات فلزی سفارشی

متال بایندر جتینگ یکی از تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلزی است که از پودر فلزی و یک چسب مایع برای ساخت قطعات استفاده می‌کند. در این روش، قطعات به شکل اولیه تولید می‌شوند و سپس طی مراحل پس‌پردازش به یک جسم کاملاً فلزی تبدیل می‌شوند. مشابه دیگر روش‌های تولید افزودنی، بایندر جتینگ امکان تولید قطعات پیچیده با ساختارهای داخلی و کانال‌های داخلی را فراهم می‌کند، که نیاز به جوشکاری را حذف کرده و تعداد قطعات و وزن نهایی را کاهش می‌دهد. طراحی مجدد قطعات برای این تکنولوژی می‌تواند به کاهش چشمگیر مواد مصرفی و هدررفت آن‌ها منجر شود.

به طور کلی، خواص مواد در قطعات فلزی تولید شده با متال بایندر جتینگ معادل با قطعات تولید شده از طریق قالب‌گیری تزریقی فلزات (MIM) است، که یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای تولید انبوه قطعات فلزی محسوب می‌شود. علاوه بر این، قطعات فلزی تولید شده با بایندر جتینگ سطح بسیار صاف‌تری دارند، به خصوص در کانال‌های داخلی.

یکی از مزیت‌های بزرگ بایندر جتینگ فلز، سرعت بالاتر آن نسبت به تکنولوژی LPBF است که این ویژگی آن را برای تولید انبوه مناسب می‌کند. پس از اتمام چاپ، قطعات در دمای بالا قرار می‌گیرند تا چسب پلیمری حذف و قطعات فلزی تثبیت شوند. این فرآیند گاهی منجر به ایجاد تخلخل در فلز می‌شود که به عنوان ویژگی مطلوبی در ساخت قطعات سبک‌تر، به ویژه در کاربردهای پرینت سه بعدی در پزشکی مانند ایمپلنت‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تعداد دستگاه‌های متال بایندر جتینگ در بازار محدود است، اما چند نمونه برتر در حال حاضر وجود دارد. به عنوان مثال، Cobra Golf با استفاده از این فناوری از شرکت HP، چوب‌های گلف خود را به‌صورت سه‌ بعدی چاپ کرده است. طراحی منحصر به فرد این چوب‌ها با هیچ روش تولید دیگری امکان‌پذیر نبود.

به دلیل نیاز به تولید هزاران قطعه یکسان، بایندر جتینگ به دلیل سرعت و توان تولید بالا انتخاب شد. همچنین، این تکنولوژی سطح نهایی بسیار صافی را ارائه می‌دهد. Cobra Golf همچنین توانست تولید چوب‌های گلف خود را به یک تولیدکننده افزودنی در آمریکا انتقال دهد و به این ترتیب از هزینه‌های زیست‌محیطی و مالی حمل‌ونقل از آسیا جلوگیری کند.

5.Wire Arc Additive Manufacturing: راهکاری نوآورانه از چاپ سه بعدی فلزی برای تولید سریع قطعات فلزی بزرگ

(Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM یک تکنولوژی چاپ سه‌ بعدی فلزی است که از سیم فلزی به عنوان ماده و قوس الکتریکی به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کند؛ فرآیندی که بسیار شبیه به جوشکاری است. در این روش، قوس الکتریکی سیم را ذوب کرده و لایه به لایه توسط بازوی رباتیک روی یک سطح، مانند صفحه چرخان چندمحوره، قرار می‌دهد. همانند جوشکاری، استفاده از گاز خنثی به جلوگیری از اکسیداسیون کمک کرده و خواص فلز را بهبود یا کنترل می‌کند.

این فرآیند به تدریج مواد را به یک جسم سه‌ بعدی کامل یا برای ترمیم یک شیء موجود تبدیل می‌کند. برخلاف برخی روش‌های پرینت سه بعدی فلز دیگر، این تکنولوژی نیازی به ساختارهای حمایتی ندارد، و قطعات تولید شده می‌توانند در صورت نیاز با ماشین‌کاری CNC به دقت‌های بالا برسند یا سطح آن‌ها پرداخت شود. معمولاً، قطعات تولید شده با این روش پس از چاپ، یک فرآیند عمل‌آوری حرارتی را طی می‌کنند تا تنش‌های باقی‌مانده در فلز از بین برود.

یکی از مزیت‌های بزرگ ساخت قطعات فلزی به روش پرینت سه بعدی فلزی WAAM این است که از سیم‌های فلزی مشابه با جوشکاری و سایر فرآیندها استفاده می‌کند، که از نظر اقتصادی به‌صرفه است.

به عنوان مثال، در تصویر بالا، یک قلاب جرثقیل عظیم با استفاده از WAAM چاپ و سپس ماشین‌کاری شده است. قطعات بسیار بزرگ و سنگینی مانند این قلاب برای WAAM ایده‌آل هستند، زیرا این تکنولوژی در مقایسه با روش‌های سنتی ساخت قطعات فلزی مانند فورج یا ریخته‌گری بسیار سریع‌تر عمل می‌کند و همان استحکام را نیز ارائه می‌دهد. همچنین، این قطعات می‌توانند در یک کارخانه نزدیک به محل نیاز یا حتی در همان محل (مانند یک دکل نفتی) تولید شوند که هزینه‌های حمل‌ونقل و زمان تحویل را به شدت کاهش می‌دهد.

6. فناوری لیزر (Directed Energy Deposition (DED

فناوری (Directed Energy Deposition (DED با استفاده از لیزر، یک روش نوین برای ذوب و رسوب‌دهی همزمان مواد فلزی از طریق یک نازل است. این مواد می‌توانند به‌صورت پودر یا سیم فلزی باشند. با وجود اینکه این تکنولوژی قادر به ساخت کامل قطعات فلزی است، اغلب برای تعمیر یا افزودن مواد به اشیاء فلزی از پیش ساخته شده به کار می‌رود. وقتی با ماشین‌کاری CNC ترکیب شود، می‌تواند قطعات فلزی با دقت بالا تولید کند.

DED با سیستم‌های LPBF تفاوت دارد؛ چرا که پودرهای استفاده‌شده معمولاً بزرگ‌تر هستند و به انرژی بیشتری نیاز دارند. این ویژگی باعث افزایش سرعت ساخت قطعات فلزی می‌شود، اما منجر به کیفیت سطحی ضعیف‌تر می‌گردد که ممکن است به ماشین‌کاری اضافی نیاز داشته باشد. برخلاف سیستم‌های LPBF که به ساپورت گذاری در پرینت سه بعدی نیاز دارند، DED به ندرت از ساپورت استفاده می‌کند و معمولاً از میزهای چند محوره برای چرخاندن پلتفرم ساخت استفاده می‌شود تا ویژگی‌های مختلف قطعه ایجاد گردد.

در سال 2022، شرکت Relativity Space، به عنوان اولین شرکتی که موشک‌های خود را با پرینت سه‌ بعدی می‌سازد و بزرگ‌ترین پرینترهای سه بعدی فلزی جهان را تولید می‌کند، آخرین نسخه پرینتر سه بعدی فلزی DED خود به نام Stargate نسل چهارم را رونمایی کرد. این پرینترها پایه‌گذار توسعه و تولید سریع موشک Terran R هستند؛ موشکی که به طور کامل با پرینت سه‌ بعدی ساخته می‌شود و قابلیت ارسال ۲۰,۰۰۰ کیلوگرم بار به مدار پایین زمین را دارد.

پرینتر Stargate با شکستن محدودیت‌های سنتی پرینت، به‌صورت افقی حرکت کرده و چندین سیم را به یک هد چاپ واحد تغذیه می‌کند تا موشک‌های فضایی بسازد. Relativity Space همچنین در حال توسعه نرم‌افزارهای سفارشی و تکنیک‌های یادگیری ماشین برای بهبود پیچیدگی و سرعت پرینت است. این پرینترها زنجیره‌های تأمین تولید را به‌شدت ساده می‌کنند، به طوری که می‌توانند موشکی با 100 برابر قطعات کمتر را تنها در چند ماه پرینت کنند.

7.Electron Beam Directed Energy Deposition: تکنولوژی پیشرفته پرینت سه بعدی فلزات برای تولید قطعات فلزی سفارشی با دقت بالا

در فناوری پرینت سه بعدی فلزی Directed Energy Deposition با استفاده از پرتو الکترونی (Electron Beam DED)، یک پرتو الکترونی برای ذوب کردن سیم فلزی به کار می‌رود، که همزمان از طریق نازل روی سطح مورد نظر لایه به لایه رسوب می‌کند. این روش شباهت زیادی به WAAM دارد، اما از پرتو الکترونی برای دقت و سرعت بیشتر در تولید قطعات فلزی بهره می‌برد.

بر خلاف WAAM، در این فناوری چاپ سه بعدی فلز، چاپگرها نیاز به یک محفظه خلاء دارند. قطعات معمولاً به‌صورت نزدیک به شکل نهایی چاپ می‌شوند و سپس برای دستیابی به دقت بالا توسط دستگاه CNC ماشین‌کاری می‌شوند.

8.Micro 3D Printing Metals: دنیای تولید قطعات فلزی ریز با جزئیات میکروسکوپی

Micro 3D printing یک دسته از تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلزات است که به تولید قطعات فلزی ریز در مقیاس میکرو می‌پردازد. این روش‌ها شامل پرینت سه بعدی (micro selective laser sintering (μSLS هستند که نسخه‌ای کوچک از فناوری Laser Powder Bed Fusion به شمار می‌رود. همچنین، Metal Lithography یا همان Metal-Infused Resin 3D Printing و Electrochemical Deposition که یک فناوری اختصاصی از شرکت Exaddon است، در این دسته قرار می‌گیرند.

در فناوری Metal Lithography، همانند پرینت سه بعدی رزینی SLA ، از یک نوع رزین حساس به نور حاوی پودر فلز، که به آن slurry می‌گویند، به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. این slurry تحت نور به‌طور انتخابی لایه‌به‌لایه پلیمر می‌شود. این تکنیک به خاطر کیفیت سطح عالی و جزئیات بسیار بالا، به‌ویژه در پرینت سه‌ بعدی میکرو و برای ساخت قطعات فلزی ریز شناخته شده است.

با استفاده از این تکنولوژی‌ها ی پرینت سه بعدی فلز پیشرفته، می‌توان قطعات فلزی ریز با دقت و کیفیت سطح بی‌نظیر تولید کرد که در صنایع مختلف کاربردهای بسیاری دارند.

9. پرینت سه بعدی فلزی Cold Spray: فناوری پیشرفته برای تولید و تعمیر قطعات فلزی صنعتی

Cold Spray یک فناوری پر کاربرد برای تولید قطعات فلزی به خصوص تولید قطعات فلزی صنعتی است که با استفاده از پودرهای فلزی را با سرعت‌های فوق‌صوت می‌پاشد تا آن‌ها را بدون ذوب کردن به هم بچسباند و در نتیجه تقریباً هیچ تنش حرارتی ایجاد نمی‌کند. از اوایل دهه ۲۰۰۰، این فناوری به عنوان یک فرایند پوشش‌دهی استفاده شده، اما به تازگی چندین شرکت آن را برای تولید افزایشی تطبیق داده‌اند. این روش قادر است فلزات را با دقت هندسی بسیار بالا و با سرعتی تقریباً ۵۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از چاپگرهای سه‌ بعدی فلزی معمولی لایه‌به‌لایه تولید کند.

در زمینه تولید افزایشی، فناوری چاپ سه بعدی فلزی Cold Spray برای ساخت سریع قطعات فلزی جایگزین و همچنین تعمیر و بازسازی قطعات فلزی صنعتی در محل، از جمله تجهیزات نظامی و ماشین‌آلات در صنعت نفت و گاز، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سفارش ساخت قطعات فلزی صنعتی با این روش می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا میلیون‌ها دلار در هزینه‌های بازسازی و قطع فعالیت‌ها صرفه‌جویی کنند. در برخی موارد، قطعات فلزی تعمیرشده با استفاده از خدمات ساخت قطعات فلزی با پرینت سه بعدی می‌توانند از قطعات جدید نیز بهتر باشند.

10.پاشش مستقیم فلز مایع: نوآوری در فناوری چاپ سه‌ بعدی فلزات

پاشش مستقیم فلز مایع (Molten Direct Energy Deposition)، که گاهی اوقات به عنوان چاپ سه‌ بعدی فلز مایع یا پاشش فلز مایع به‌صورت درخواستی نیز شناخته می‌شود، فرایندی است که از حرارت برای ذوب (یا نزدیک به ذوب) فلز، معمولاً آلومینیوم، استفاده می‌کند و آن را لایه به لایه بر روی یک صفحه ساخت قرار می‌دهد تا یک شی سه‌ بعدی ایجاد کند.

این فناوری با چاپ سه‌ بعدی اکستروژن فلز تفاوت دارد؛ در اکستروژن، ماده اولیه معمولاً یک پلیمر حاوی پودر فلز است که برای اکسترود شدن آماده شده و سپس در مرحله حرارت ثانویه حذف می‌شود. در پاشش مستقیم فلز مایع، از فلز خالص، مانند سیم آلومینیومی، استفاده می‌شود که به حرارت داده می‌شود تا قابلیت اکسترود شدن پیدا کند و سپس سفت می‌شود. این فناوری نیازی به فرآیندهای ثانویه ندارد.

اگرچه پرینترهای سه بعدی فلز مایع نسبتاً نادر هستند، مانند GMP300 از Grob و ElemX از Additec، اما این فناوری پتانسیل بالایی دارد. یک استارتاپ به نام Valcun در سال 2023 پرینتر اکستروژن آلومینیومی Minerva خود را معرفی کرد.

مزیت اصلی استفاده از حرارت برای ذوب و سپس پاشش فلزات، توانایی صرفه‌جویی در انرژی نسبت به سایر فرآیندهای پرینت سه بعدی فلزی DED و امکان استفاده از فلزات بازیافتی به‌عنوان ماده اولیه به جای سیم یا پودرهای فلزی پردازش‌شده است، که می‌تواند به کاهش هزینه‌های مواد اولیه کمک کند.

سایر روش های ساخت قطعات فلزی سفارشی با تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلزات

اگرچه ده روش گفته شده در بالا برای تولید قطعات فلزی سفارشی با چاپ سه‌ بعدی فلزات کافی به نظر می‌رسد، اما چندین روش منحصر به فرد و تخصصی دیگر نیز وجود دارد که می‌توانند به این فهرست اضافه شوند.

چاپ سه بعدی فلز با استفاده از فناوری اتصال فلز سرد (Cold Metal Fusion) :

یک فناوری جدید و امیدوارکننده از بین تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلزی است که به شما امکان می‌دهد فلز را با پرینترهای سه بعدی SLS خود چاپ کنید. در حالی که پرینت سه بعدی SLS معمولاً به عنوان فناوری‌ای برای چاپ پلیمر شناخته می‌شود، با استفاده از یک ماده جدید از شرکت Headmade Materials، می‌توانید فلز را بر روی دستگاه‌های SLS چاپ کنید. این ماده شامل ذرات فلز است که با یک پوشش پلیمر پوشیده شده‌اند و به همین دلیل می‌توانند در تئوری در هر دستگاه SLSی مورد استفاده قرار گیرند، هرچند که تنها تعداد کمی از آن‌ها هنوز تأیید شده‌اند. قطعات فلزی تولید شده مشابه روش چاپ فلز به‌وسیله اتصال چسبنده هستند، اما دستگاه‌های SLS معمولاً هزینه کمتری نسبت به دستگاه‌های چاپ فلز به‌وسیله اتصال چسبنده دارند، بنابراین مزیت تولید قطعات فلزی سفارشی با این روش به صرفه‌جویی در هزینه و دسترسی بیشتر مربوط می‌شود.

پاشش انرژی اصطکاکی (Friction Energy Deposition):

پاشش انرژی اصطکاکی (Friction Energy Deposition) که به آن پاشش انرژی اصطکاکی stir نیز گفته می‌شود، یک فناوری جالب دیگر در زمینه پرینت سه بعدی فلزات و ساخت قطعات فلزی سفارشی است. این فرآیند از نوع جامد است، به این معنی که مواد در حین چاپ به دمای ذوب نمی‌رسند، که این امر باعث تولید قطعات با تنش‌های باقی‌مانده کم و چگالی کامل می‌شود و از انرژی کمتری نسبت به فرآیندهای جوش‌کاری متداول استفاده می‌کند. پاشش انرژی اصطکاکی همچنین یک فرآیند یک مرحله‌ای است که نیازی به سینتر کردن یا پردازش پس از تولید ندارد. این روش تنها از سوی تعداد محدودی از شرکت‌ها، از جمله Meld Manufacturing، ارائه می‌شود و پتانسیل تولید سریع قطعات فلزی را بدون استفاده از پودرهای فلزی خطرناک یا حرارت فراهم می‌آورد.

فلزات قابل استفاده در تکنولوژی‌های پرینت سه‌ بعدی فلزات

اگر برایتان سوال است که خب ” چه فلزاتی را می توان با پرینت سه بعدی چاپ کرد؟” باید بگوییم امروزه به لطف تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلز ی تقریباً هر فلزی را می‌توان به صورت سه‌ بعدی چاپ کرد که این امر امکانات زیادی را برای کاربردهای مختلف فراهم می‌کند. در ویدیوی زیر میتوانید در چند ثانیه ساخت یک قطعه فلزی از جنس مس با پرینت سه بعدی فلزی را مشاهده کنید.

یکی از مزایای بارز ساخت قطعات فلزی سفارشی به روش پرینت سه‌ بعدی فلزی، توانایی تولید قطعات فلزی پیچیده با سرعت بالا و کاهش ضایعات مواد است. این نکته به‌ویژه در کار با مواد گران‌بهایی مانند تیتانیوم اهمیت دارد.

روش‌های مختلف چاپ سه‌ بعدی فلزات از مواد رایجی که معمولاً در فرآیندهای تزریق، جوشکاری یا ریخته‌گری به کار می‌روند، استفاده می‌کنند از جمله برخی پودرها، سیم‌ها و گرانول‌ها. علاوه بر این، برخی مواد به‌طور خاص برای کاربردهای پرینت سه‌ بعدی فلزی فرموله شده‌اند. 

بررسی مواد اولیه مناسب برای چاپ سه‌ بعدی فلزات

در جدول زیر، بهترین گزینه‌های مواد برای هر یک از تکنولوژی‌ های پرینت سه‌ بعدی فلزات آورده شده است. این مواد بر اساس نوع تکنولوژی و خواص مورد نیاز هر یک از روش‌های پرینت سه بعدی فلزی انتخاب شده‌اند. با آگاهی از این اطلاعات، شما می‌توانید پروژه‌های خود را با دقت بیشتری طراحی کنید و از مزایای پرینت سه‌ بعدی فلزات بهره‌مند شوید. اگر به دنبال راه‌حل‌های کارآمد و با کیفیت برای ساخت قطعات فلزی سفارشی هستید، احتمالا ثبت سفارش ساخت قطعات فلزی در شرکت های ارائه دهنده خدمات پرینت سه بعدی فلزی در ایران فرصت‌های جدیدی برای استفاده از فناوری‌های مدرن در دسترس شما قرار دهد.

تکنولوژی	مواد اولیه مناسب در این تکنولوژی
پرینت سه بعدی فلزی FDM	استیل ضد زنگ (316L، 17-4 PH)، مس، پودر تیتانیوم، برنج، تنگستن، پودر آلومینیوم
ذوب انتخابی لیزری (SLM/PBF)	آلومینیوم (+آلیاژها)، مس (+آلیاژها)، نیکل (+آلیاژهای نیکل)، استیل‌های ضد زنگ و ابزار، تیتانیوم (+آلیاژها)، فلزات قیمتی
ذوب با پرتو الکترون (EBM/PBF)	آلومینیوم (+آلیاژها)، مس (+آلیاژها)، نیکل (+آلیاژها)، استیل‌های ضد زنگ و ابزار، تیتانیوم (+آلیاژها)، فلزات قیمتی
چاپ با اتصال فلزی (Metal Binder Jetting)	استیل ماراجینگ، استیل‌های ضد زنگ و ابزار، نیکل، کبالت، تیتانیوم، آلومینیوم (+آلیاژها)، مس، برنج
تولید افزایشی قوس الکتریکی (WAAM)	استیل‌های ضد زنگ و ابزار، تیتانیوم، آلیاژهای نیکل
رسوب انرژی مستقیم با لیزر (DED Laser)	استیل‌ها، چدن، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای تیتانیوم، آلومینیوم، مس
رسوب انرژی مستقیم با پرتو الکترون (DED eBeam)	استیل‌های ضد زنگ و ابزار، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای تیتانیوم
چاپ سه‌بعدی میکرو	استیل، مس، فلزات قیمتی، استیل‌های ضد زنگ، تیتانیوم، مس، نیکل، برنج
پاشش سرد (Cold Spray)	تیتانیوم، مس، استیل‌های ضد زنگ و ابزار، آلومینیوم، نیکل، نیوبیوم، تانتالیوم
رسوب مستقیم فلزی مذاب (Molten DED)	آلومینیوم

 

خدمات پرینت سه‌ بعدی فلزی و سفارش ساخت قطعات فلزی

در دنیای فناوری، استفاده از تکنولوژی های پرینت سه‌ بعدی فلزی مزایای بسیاری از جمله صرفه‌جویی در مصرف مواد و تولید قطعات با دقت بالا را به همراه دارد. این تکنولوژی به ویژه برای تولید قطعاتی با مواد گران‌قیمت مانند تیتانیوم بسیار کارآمد است. بدون نیاز به هدر رفتن مواد و زمان، می‌توانید قطعاتی پیچیده و مستحکم را با استفاده از پرینت سه‌ بعدی فلزی تولید کنید.

اگرچه خرید تجهیزات پرینت سه‌ بعدی فلزی ممکن است نیازمند سرمایه‌گذاری بالایی باشد، اما خوشبختانه امروزه دیگر امکان دسترسی به خدمات پرینت سه‌ بعدی فلزی در ایران به راحتی فراهم شده است. با این خدمات، شما بدون نیاز به خرید دستگاه‌های گران‌قیمت، می‌توانید از مزایای این تکنولوژی در ساخت قطعات فلزی بهره‌مند شوید.

اکنون زمان آن رسیده است که به صورت مستقیم از تجربه و تخصص ما در ساخت قطعات فلزی استفاده کنید. تیم ما با بهره‌گیری از تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلزی روز دنیا آماده است تا قطعات سفارشی شما را با بهترین کیفیت و در کمترین زمان ممکن تولید کند.

حال، فرصت آن است که از تجربه و تخصص ما در زمینه خدمات پرینت سه‌ بعدی فلزی و ساخت قطعات فلزی سفارشی بهره‌مند شوید. تیم حرفه‌ای ما با استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌ها، آماده است تا قطعات مورد نیاز شما را با بالاترین کیفیت و در سریع‌ترین زمان ممکن تولید کند، تا اطمینان حاصل کنید که پروژه‌های شما به بهترین شکل به نتیجه می‌رسند. برای ثبت سفارش ساخت قطعات فلزی و بهره مندی از خدمات پرینت سه بعدی فلزی ما تنها یک کلیک بین مان فاصله است.