ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی؛ چه زمانی باید از ساپورت استفاده کنیم؟

پرینت سه‌بعدی همواره با آزادی بی‌نظیر در طراحی و ایجاد هندسه‌های پیچیده، شناخته شده است. اما این فرآیند، به‌ویژه در مدل‌هایی با برآمدگی‌ها و بخش‌های معلق، بدون استفاده از ساپورت (پشتیبان‌ها) با چالش‌های بزرگی مواجه می‌شود. ساپورت‌ در پرینت سه‌ بعدی ، ساختار موقتی است که برای جلوگیری از افتادگی یا تخریب مدل در حین چاپ به کار می‌رود.

هرچند ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی برای تضمین موفقیت چاپ قطعات پیچیده ضروری‌اند، اما هزینه‌های اضافی مواد، افزایش زمان پس‌پردازش، و احتمال آسیب به سطح قطعه از جمله معایب استفاده از آن‌ها به شمار می‌رود. در این مقاله، به بررسی نقش ساپورت‌ در پرینت سه‌ بعدی، نحوه بهینه‌سازی استفاده از آن‌ها، و تکنیک‌های حذف و کاهش آن‌ها خواهیم پرداخت. اگر به دنبال چاپ مدل‌های دقیق و بی‌نقص هستید، این راهنما تمام نکات موردنیاز شما را پوشش خواهد داد.

منظور از ساپورت در پرینت سه بعدی چیست؟

ساپورت در پرینت سه بعدی در حقیقت نوعی سازه هندسی است که قطعه را در طول پرینت پشتیبانی می‌کند تا ابعاد و زوایای آن به درستی کامل شوند. برای ساختن یک قطعه به روش پرینت سه بعدی، لایه‌های نازکی از مواد روی هم رسوب داده می‌شوند. بنابراین به غیر از اولین لایه که با تمهیدات خاصی پرینت می‌شود، بقیه لایه‌ها روی یک لایه قبل از خود قرار می‌گیرند. گاهی اوقات این لایه‌ها نیاز به یک سازه تکیه‌گاهی دارند تا در زمانی که قطعه هنوز کامل نشده و ماده استحکام کافی را پیدا نکرده است، اجازه ندهد بار ناشی از لایه‌های بعدی مشکلی در پرینت به وجود بیاورد.

از همان ابتدای کار، یعنی زمانی که فناوری پرینت سه بعدی را انتخاب می‌کنید، باید به ساپورت‌ها و تاثیر آن‌ها در کیفیت و قیمت کار خود دقت کنید. استفاده از ساپورت در پرینت سه بعدی بر پرداخت نهایی قطعه تاثیر می‌گذارد؛ زیرا هنگام جدا کردن آن‌ها سطح قطعه را زبر و دچار چین و چروک می‌کنند.

انواع ساپورت در پرینت سه‌ بعدی

در فرآیند پرینت سه‌بعدی، هندسه ساپورت‌ها نقش بسیار مهمی در پایداری مدل‌های پیچیده ایفا می‌کند. دو نوع رایج ساپورت در پرینت سه بعدی، ساپورت شبکه‌ای و ساپورت شاخه‌ای هستند. هر کدام از این ساختارها ویژگی‌های خاص خود را دارند که آن‌ها را برای شرایط مختلف مناسب می‌سازد.

ساپورت شبکه‌ای در پرینت سه بعدی (Lattice Support)

این نوع ساپورت از ستون‌های عمودی تشکیل شده است که به طور کامل زیر بخش‌های آویزان مدل قرار می‌گیرند. ساپورت‌های شبکه‌ای معمولاً برای تمامی بخش‌های آویزان و پل‌ها قابل استفاده هستند. این نوع ساپورت، به دلیل ساختار مستحکم خود، برای چاپ مدل‌هایی با نیاز به پشتیبانی زیاد مناسب است.

اما این نوع ساپورت چالش‌هایی نیز به همراه دارد. حذف آن پس از چاپ می‌تواند سخت باشد و در برخی موارد به سطح مدل آسیب بزند. همچنین، مصرف مواد در این نوع ساپورت بیشتر است که ممکن است هزینه‌های چاپ را افزایش دهد.

ساپورت شاخه‌ای در چاپ سه بعدی (Tree-like Support)

ساپورت شاخه‌ای به گونه‌ای طراحی شده است که فقط در نقاط خاصی با بخش‌های آویزان مدل تماس دارد. این طراحی باعث کاهش مصرف مواد و تسهیل در حذف ساپورت می‌شود. ساپورت‌های شاخه‌ای برای مدل‌هایی با اشکال ارگانیک و جزئیات ظریف، مانند قوس‌ها یا نوک انگشتان، بسیار مناسب هستند.

با این حال، این نوع ساپورت برای بخش‌های آویزان صاف و بزرگ که به پایداری بیشتری نیاز دارند، کافی نیست و ممکن است باعث ناپایداری چاپ شود.

چگونه ساپورت به پرینت سه‌بعدی اضافه کنیم؟ نحوه ادغام کردن ساپورت با سازه سه بعدی

اضافه کردن ساپورت به مدل سه‌بعدی معمولاً توسط نرم‌افزارهای اسلایسر (Slicer) انجام می‌شود. برنامه‌هایی مانند Chitubox، ideaMaker و PrusaSlicer ابزارهایی داخلی برای تولید خودکار ساپورت در پرینتر سه بعدی دارند که بر اساس هندسه مدل، نقاطی که نیاز به ساپورت دارند را شناسایی کرده و ساختارهای لازم را ایجاد می‌کنند. اما تسلط بر نحوه سفارشی‌سازی ساپورت‌ در پرینت سه بعدی قطعات، کلید دستیابی به پرینت‌های تمیز و کارآمد است.

به طور کلی دو روش برای ساپورت گذاری در پرینت سه بعدی وجود دارد:

1. اعمال ساپورت در پرینت سه بعدی به صورت خودکار
2. ساپورت گذاری در پرینت سه بعدی به صورت دستی

در ادامه به ارائه توضیح مختصری درباره هر یک از این دو روش ساپورت گذاری پرینت سه بعدی میپردازیم:

• ساپورت گذاری خودکار:
  این روش سریع‌ترین و آسان‌ترین راه برای اطمینان از موفقیت چاپ مدل است. نرم‌افزار با استفاده از تنظیمات پیش‌فرض، بخش‌های نیازمند ساپورت در پرینت سه بعدی قطعه را شناسایی و ساختارهای لازم را ایجاد می‌کند. با این حال، ساپورت‌های خودکار همیشه بهینه نیستند و ممکن است ساختارهای غیرضروری اضافه کنند که باعث افزایش زمان چاپ و مصرف مواد می‌شود.

• ساپورت گذاری دستی:
  اگر نیاز به کنترل بیشتری دارید، می‌توانید ساپورت‌ها را به صورت دستی در نرم‌افزار قرار دهید. این روش برای مدل‌های پیچیده که نیاز به کاهش مصرف مواد یا جلوگیری از ساپورت در بخش‌هایی با دسترسی دشوار دارند، بسیار مفید است. به‌ویژه در پرینترهای رزینی مانند Phrozen Sonic Mini 8K، جزئیات دقیق مدل‌ها اهمیت بالایی دارند و ساپورت‌ها می‌توانند روی سطح نهایی اثر منفی بگذارند. با استفاده از ساپورت گذاری دستی، می‌توانید آن‌ها را به‌گونه‌ای قرار دهید که کمترین تأثیر را روی کیفیت نهایی داشته باشند.

در نهایت، انتخاب بین ساپورت خودکار و دستی به نوع مدل، فناوری چاپ و اولویت‌های شما بستگی دارد.

چگونه ساپورت‌های چاپ سه‌ بعدی را به درستی حذف کنیم؟ نحوه جداسازی ساپورت از سازه پرینت شده

همانطور که گفتیم ساپورت‌ها یکی از اجزای ضروری در چاپ سه‌بعدی هستند که به پایداری مدل در هنگام چاپ کمک می‌کنند، اما پس از اتمام چاپ باید به درستی حذف شوند تا مدل نهایی از کیفیت و ظاهری مطلوب برخوردار باشد. فرآیند حذف ساپورت‌ها نیازمند دقت، ابزار مناسب و رعایت نکات ایمنی است تا از آسیب به مدل یا کاربر جلوگیری شود.

ابزارهای لازم برای حذف ساپورت در پرینت سه بعدی

برای این کار معمولاً ابزارهایی مانند انبر دم‌باریک، کاتر دقیق (مانند X-Acto)، قیچی کوچک، و در صورت نیاز کاغذ سنباده یا ابزار پرداخت استفاده می‌شود. در برخی موارد، ابزارهای خاص‌تر مانند کاتر اولتراسونیک یا مواد شیمیایی حل‌کننده ساپورت (برای مواد محلول) می‌توانند کمک‌کننده باشند.

مراحل حذف ساپورت در پرینت سه بعدی

1. بررسی مدل و برنامه‌ریزی:
   قبل از شروع، مدل را به دقت بررسی کنید و نواحی دارای ساپورت را شناسایی کنید. نقاط حساس یا نازک را در نظر بگیرید تا هنگام حذف ساپورت آسیب نبینند.
2. حذف دستی ساپورت‌ها:
   در مواردی که ساپورت‌ها ساده و به راحتی قابل جدا شدن هستند، می‌توانید از دست یا انبر دم‌باریک استفاده کنید. دقت کنید که ساپورت را به آرامی جدا کنید تا به مدل فشار اضافی وارد نشود.
3. استفاده از ابزار دقیق:
   برای نواحی پیچیده یا نقاطی که دسترسی دشوار است، ابزارهایی مانند کاتر یا قیچی کوچک می‌توانند بسیار مؤثر باشند. با حرکات کنترل‌شده، ساپورت را برش دهید تا به مدل اصلی آسیب وارد نشود.
   
4. حل کردن ساپورت‌ها (در صورت استفاده از مواد محلول):
   اگر از ساپورت‌های محلول در آب یا مواد شیمیایی خاص (مانند PVA یا HIPS) استفاده کرده‌اید، مدل را در محلول مناسب قرار دهید و طبق دستورالعمل مواد، ساپورت را حل کنید. این روش برای مدل‌های حساس یا پیچیده بسیار مفید است.
5. پرداخت نهایی:
   پس از حذف ساپورت‌ها، ممکن است برخی نواحی نیاز به صاف کردن یا پرداخت داشته باشند. از کاغذ سنباده با دانه‌بندی مناسب استفاده کنید و سطح مدل را به آرامی صاف کنید. برای مدل‌هایی که نیاز به ظاهری براق دارند، می‌توانید از روش‌هایی مانند لاک زدن یا پرداخت با گرما استفاده کنید.
   

هنگام حذف ساپورت‌ در پرینت سه بعدی، همیشه از ابزارها به درستی استفاده کنید و مراقب باشید که به مدل یا خودتان آسیب نزنید. اگر از مواد شیمیایی استفاده می‌کنید، در محیطی با تهویه مناسب کار کنید و دستکش بپوشید.

آیا در همه فناوری‌های پرینت سه بعدی نیاز به ساپورت گذاری داریم؟

نیاز به ساپورت‌ در پرینت سه‌ بعدی به نوع فناوری مورد استفاده بستگی دارد. در حالی که برخی فناوری‌ها مانند FDM و SLA برای حفظ دقت و جلوگیری از افتادگی در بخش‌های معلق به ساپورت نیاز دارند، برخی دیگر مانند SLS با استفاده از مواد پودری به عنوان تکیه‌گاه طبیعی، این نیاز را برطرف می‌کنند. شناخت تفاوت‌های میان فناوری‌های مختلف و نحوه ساپورت‌گذاری در هر کدام، می‌تواند در بهینه‌سازی زمان، هزینه و کیفیت چاپ تاثیر چشمگیری داشته باشد. در این بخش، به بررسی ساپورت‌گذاری در فناوری‌های گوناگون پرینت سه‌بعدی و نقش آن در موفقیت فرآیند چاپ می‌پردازیم.

ساپورت‌ها در پرینت سه بعدی FDM چگونه عمل می‌کنند؟

در فناوری پرینت سه بعدی FDM، فیلامنت توسط یک نازل ذوب شده و لایه نازکی از آن روی سطحی به نام بستر ساخت لایه‌نشانی می‌شود. این لایه‌های نازک در جهت‌های هندسی از پیش تعیین شده رسوب داده می‌شوند. آن‌ها بعد از سرد شدن، به حالت جامد درمی‌آیند و هریک، پایه و اساس لایه بعد از خود می‌شود.

هریک از این لایه‌ها در حقیقت مجموعه‌ای از بی‌شمار رشته نازک است که هنگام ذوب فیلامنت به وجود می‌آیند. پس به طور دقیق‌تر، این رشته‌های بسیار نازک هستند که هنگام لایه‌نشانی به رشته‌های دیگر چسبیده و اتصال برقرار می‌کنند. هر رشته جدید می‌تواند با اندکی انحراف نسبت به لایه قبل از خود پرینت شود و حداکثر به‌اندازه 45 درجه در مدل چرخش ایجاد کند تا پرینت در عرض لایه‌های پیشین گسترش پیدا کند.

حالا فرض کنید بخشی از قطعه دارای برآمدگی‌هایی باشد که زاویه بیشتر از 45 درجه دارند. در حالت عادی پرینت کردن این بخش‌ها باعث شل شدن و شکم دادن آن قسمت می‌شود، به طوری که پرینت را به کلی خراب می‌کنند. در چنین مواقعی از سازه دیگری برای پشتیبانی از پرینت اصلی استفاده می‌شود که به آن ساپورت گفته می‌شود.

زاویه بخش‌های برآمده تعیین می‌کند که قطعه برای پرینت شدن به ساپورت نیاز دارد یا خیر.

ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی FDM چگونه است؟

برای بررسی نحوه ساپورت گذاری در پرینت سه بعدی FDM بهتر است با طرح یک مسئله شروع کنیم؛ فرض کنید می‌خواهیم حروف انگلیسی Y، H و T را به صورت سه بعدی پرینت کنیم.

پرینترهای FDM به راحتی می‌توانند بازوهای بالایی حرف Y را پرینت کنند و برای این کار به هیچ ساپورتی نیاز ندارند. نکته اصلی آنجاست که این قسمت‌های حرف، علیرغم آنکه به دو سوی متفاوت کشیده شده‌اند، زاویه آن‌ها نسبت به یکدیگر از 45 درجه فراتر نرفته است.

حرف H اندکی پیچیده‌تر است. به این صورت که اگر ضخامت خط وسط حرف کمتر از 5 میلی‌متر باشد می‌تواند بدون ساپورت پرینت شود و از بابت خم شدن یا شکم دادن مدل هم هیچ جای نگرانی نخواهد بود. اما اگر ضخامت بخش میانی بیشتر از 5 میلی‌متر شود، هنگام پرینت آن باید از یک ساپورت استفاده کرد. برای مثال در تصویری که اینجا آمده است عرض بخش مرکزی از 5 میلی‌متر بیشتر است که در طول پرینت از ساپورت استفاده شده است.

حرف T، در قسمت فوقانی از دو سمت مخالف گسترش پیدا می‌کند، پس برای پرینت شدن حتما به ساپورت نیاز دارد. به عبارتی، چیزی وجود ندارد که بازوهای بالایی حرف روی آن پرینت شوند و اگر تکیه‌گاهی برای آن‌ها وجود نداشته باشد به سمت پایین خم می‌شوند.

تصویر زیر، مثال‌های بالا را به خوبی نشان داده است. قسمت‌هایی که به رنگ خاکستری روشن دیده می‌شوند، ساپورت هستند.

این تصویر نشان می‌دهد در پرینت FDM چه زمانی باید از ساپورت استفاده کرد.

 

در زیر، تصاویر حروف Y، H و T را بعد از پرینت شدن مشاهده می‌کنید. دومین تصویر پایین مربوط به زمانی است که حرف T بدون ساپورت پرینت شده است. قسمت‌های زیادی از سطح دچار افتادگی شدید شده که ممکن است با انجام چندین مرحله عملیات تکمیلی برطرف شود.

پرینت سه بعدی حروف Y، H و T با استفاده از ساپورت در روش FDM

در روش FDM، پرینت کردن حرف T بدون ساپورت به خرابی مدل منجر می‌شود.

 

پل زدن یا bridging در پرینت سه بعدی FDM چیست؟

گاهی اوقات، برای قانون مربوط به پرینت برآمدگی‌ها یک استثنا وجود دارد. ماده‌ای که داغ باشد می‌تواند در فاصله کوتاه بین دو نقطه کشیده شود یا به اصطلاح، کش بیاید. به این کار، پل زدن گفته می‌شود. با استفاده از ترفند پل زدن، ماده بدون نیاز به ساپورت و با کمترین افتادگی پرینت می‌شود. اما اگر طول پل بیشتر از 5 میلی‌متر باشد، نباید انتظار سطحی صاف و دقیق داشت؛ در این موارد بهتر است از یک ساپورت در پرینت سه بعدی قطعه خود استفاده شود.

ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی FDM چه مشکلاتی به وجود می‌آورد؟

جالب است بدانید که همین ضرورت استفاده از ساپورت در پرینت سه بعدی FDM، این روش را در خیلی از موارد نامناسب می‌سازد. بیشتر به این خاطر که جدا کردن سازه تکیه‌گاهی از قطعه اصلی، اغلب اوقات سطح قطعه را خراب می‌کند یا لکه‌های ناپسندی روی آن به جا می‌گذارد، به طوری که برای از بین بردن جای ساپورت حتما باید از عملیات تکمیلی استفاده گردد. این مسئله در جایی که قطعه یا بخش‌هایی از آن بسیار کوچک و ظریف باشند بغرنج‌تر هم می‌شود. حتی اگر ساپورت را به درستی جدا کنید، احتمال شکستن چنین بخش‌هایی در حین انجام عملیات تکمیلی وجود دارد.

ایراد بعدی استفاده از ساپورت در پرینت سه بعدی FDM مربوط به زمانی است که ساپورت تکان بخورد. لایه‌های اصلی قطعه که ذوب و اکسترود می‌شوند بی‌حرکت سر جای خود باقی می‌مانند تا لایه‌های بعدی روی آن‌ها پرینت شود، اما ساپورت ثابت نیست و تعداد لایه‌هایی که می‌توانند روی آن قرار بگیرند نیز محدود است.

افزون بر مشکلاتی که ساپورت در فرآیند پرینت به وجود می‌آورد، هزینه‌ها را هم بالا می‌برد. یک ماده اضافه باید پرینت و در آخر کار جدا شود؛ این کار علاوه بر آنکه زحمت بیشتری به اپراتور متحمل می‌کند، سبب تولید ضایعات می‌شود.

چه مقداری از کل مواد پرینت سه بعدی FDM صرف ساختن ساپورت می‌شود؟

اینکه چه مقدار ماده برای ساخت ساپورت در پرینت سه بعدی نیاز است، به طراحی قطعه اصلی بستگی دارد. برای مثال اگر بخواهیم ماکت طاق دروازه شهر سنت لوئیس را پرینت کنیم (تصویر پایین)، مقدار کمی از ماده کافی است تا ساپورت‌های لازم را در محل موردنیاز قرار دهیم و پرینت بادقتی داشته باشیم.

مدل طاق دروازه سنت لوئیس مثال خوبی است که چگونگی استفاده از ساپورت را هنگام پرینت سه بعدی سازه‌های قوسی شکل نشان می‌دهد.

اینبار توپی را درون یک مکعب در نظر بگیرید؛ برای پرینت کردن چنین سازه‌ای به میزان زیادی ماده ساپورت نیاز داریم. این بدان معناست که در آخر کار نیز باید زمان قابل ملاحظه‌ای را برای جدا کردن ساپورت اختصاص دهیم.

در چنین مثالی، جدا کردن ساپورت از قطعه فوق‌العاده دشوار می‌شود. باقی‌مانده‌های ساپورت باید با ابزار مناسبی مانند دم‌باریک برداشته شوند، به طوری که کمترین آسیب به سطح قطعه وارد شود. بعد از اینکه دیگر چیزی از ساپورت باقی نماند، عملیات تکمیلی آغاز می‌شود که معمولا شامل مراحلی چون سنباده‌زنی سطح شده و به نوبه خود می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد.

از سوی دیگر، باید توجه داشت که پرینت کردن این سازه در روش FDM بدون ساپورت شدنی نیست، یا حداقل با کیفیت و دقت رضایت‌بخشی همراه نخواهد بود. این موضوع نشان می‌دهد علیرغم هزینه و زمان اضافه‌ای که صرف می‌شود، استفاده از ساپورت در پرینت سه بعدی برخی موارد ضروری است.

انواع ساپورت در پرینت سه بعدی FDM

ساپورت‌ گذاری در پرینت سه بعدی FDM از نظر ساختاری به دو دسته تقسیم می‌شود؛ نوع اول ساپورت‌ها که برای پرینت کردن بیشتر قطعات FDM استفاده می‌شود، شبیه به یک سازه آکاردئونی تخت یا ساختاری مشبک است. نوع دوم ساپورت در پرینت سه بعدی FDM، یک ساپورت درختی است که کمترین تماس را با سطح قطعه دارد. بدیهی است که در حالت دوم، پرداخت سطح پس از انجام عملیات تکمیلی بهتر خواهد بود. ساپورت درختی اگرچه رایج نیست، نزد برخی اپراتورها محبوب‌تر است. در آخر هم این اپراتور پرینتر FDM است که باید تشخیص دهد کدام نوع ساپورت‌گذاری مناسب کار شما است و آسیب کمتری به ظاهر قطعه وارد می‌کند.

دو نوع ساپورت‌گذاری معمولی (سمت چپ) و درختی (سمت راست) در پرینت سه بعدی FDM.

آیا امکان استفاده از ساپورت‌های حل‌شدنی در FDM وجود دارد؟

بعضی از پرینترهای سه بعدی دو نازل دارند و می‌توانند دو ماده را به طور همزمان اکسترود کنند. یکی برای پرینت طرح اصلی و دیگری برای چاپ ساپورت در پرینتر سه بعدی تنظیم می‌شود. ماده‌ای که برای ساپورت استفاده می‌شود می‌تواند قابلیت حل شوندگی داشته باشد. تا پیش از حل شدن نیز به راحتی از قطعه جدا نمی‌شود. برای حل کردن ساپورت کافی است از یک محلول شیمیایی مناسب استفاده شود. محلول شیمیایی باید به گونه‌ای انتخاب شود که به مدل اصلی آسیب نزند.

این روش ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی، نتیجه بهتری برای پرداخت سطح به وجود می‌آورد. اما باید توجه کرد که گران‌قیمت‌تر از حالت عادی بوده و به زمان بیشتری هم احتیاج دارد.

همه دستگاه‌های FDM صنعتی قابلیت استفاده از مواد حل شدنی را دارند. برای مثال دستگاه Ultimaker 3 می‌تواند PVA را که به راحتی حل می‌شود، پرینت کند.

آیا ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی SLA و DLP الزامی است؟

در دو فناوری پرینت سه بعدی استریولیتوگرافی (یا همان پرینت سه بعدی SLA) و پردازش دیجیتال نور (پرینت سه بعدی DLP) یک منبع نور وجود دارد که به رزین مایع (فوتوپلیمر) می‌تابد و با سفت کردن بخش‌های لازم، شی سه بعدی مورد نظر را می‌سازد. اگر با تفاوت‌های این دو روش آشنا نیستید پیشنهاد میکنیم مقاله ” مقایسه پرینت سه بعدی SLA و DLP ” دانشنامه ما را از دست ندهید

بر اساس نوع پرینتر سه بعدی، دو روش برای ساخت قطعه در روش‌های SLA و DLP وجود دارد. دسته‌ای از آن‌ها مدل سه بعدی را درون یک مخزن حاوی رزین مایع کامل می‌کنند و رفته‌رفته آن را از درون مخزن به سمت بالا، بیرون می‌کشند؛ در این شیوه که با اصطلاح «پایین به بالا» شناخته می‌شود، منبع نوری از کف نیمه‌شفاف مخزن به درون آن می‌تابد تا رزین جامد شود. در انواع دیگر که با رویکرد «بالا به پایین» کار می‌کنند، نور از بالا می‌تابد و نخستین لایه‌ای که ایجاد می‌شود، بالاترین لایه مدل است و با کامل شدن لایه اول، مدل درون مخزن مایع فرو برده می‌شود.

در این دو روش ممکن است چسبندگی لایه‌های اول با بستر ساخت کافی نباشد و مدل درون مخزن رزین جابه‌جا شود؛ برای جلوگیری از این امر ساپورت‌گذاری انجام می‌شود.

ساختار ساپورت در پرینت سه بعدی SLA و DLP همچون دنده‌های یک جاندار می‌ماند و البته در بخش بسیار کوچکی با مدل اصلی در تماس است تا از مصرف بیهوده مواد و زمان کاسته شود. مواردی از قبیل تعداد ساپورت‌های مورد نیاز، محل قرارگیری آن‌ها، ساختار و نقطه تماس آن‌ها با مدل، با استفاده از نرم‌افزار تعیین می‌شوند که مبنای محاسبه، وزن، جهت‌گیری و شکل هندسی قطعه اصلی است.

فناوری‌های SLA و DLP از جمله دقیق‌ترین روش‌های پرینت سه بعدی هستند. این دو می‌توانند حتی کوچک‌ترین جزئیات را هم با دقت تمام به وجود بیاورند. استفاده از ساپورت هم اگر با عملیات تکمیلی مناسب همراه باشد، به هیچ وجه کیفیت قطعه را زیر سوال نمی‌برد/اثر چندانی بر کیفیت قطعه شما نخواهد داشت.

جدا کردن ساپورت در SLA و DLP

نخست، از ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده می‌شود تا رزین مایعی که روی قطعه باقی مانده است، شسته شود. سپس برای برداشتن ساپورت دو راه وجود دارد: اعمال فشار و شکستن ساپورت از ناحیه‌ای که به سطح قطعه متصل است؛ دوم، استفاده از یک انبر برای جدا کردن آن. در آخر کار نیز سطح قطعه سنباده زده می‌شود تا در نقاطی که با ساپورت در تماس بوده است ردی باقی نماند.

جدا کردن ساپورت از یک پرینت SLA

آیا در روش متریال جتینگ به ساپورت‌گذاری نیاز است؟

روش متریال جتینگ با معروف‌ترین فناوری‌های آن پلی‌جت و مولتی‌جت، شباهت زیادی به پرینت جوهرافشان دارد؛ با این تفاوت که در پرینت دو بعدی قطره‌های جوهر روی کاغذ پاشیده می‌شوند، اما در پرینترهای سه بعدی لایه‌هایی از یک فوتوپلیمر مایع درون ظرفی قرار گرفته و همان لحظه با استفاده از پرتوی فرابنفش پخت می‌شوند.

در همه مواردی که طرح دارای برآمدگی باشد، باید از ساپورت استفاده شود. این موضوع به اندازه زاویه برآمدگی ارتباطی ندارد. در اینجا نیز امکان استفاده از ساپورت‌های حل شدنی وجود دارد، به علاوه ساپورت‌های معمولی که در حین عملیات تکمیلی با کمک یک انبردست یا روش‌هایی مانند واترجت، حمام التراسونیک و سنبدبلاست جدا می‌شوند.

برخلاف آنچه که در پرینت FDM اتفاق می‌افتد، ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی متریال جتینگ هیچ آسیبی بر زیبایی ظاهری قطعه، کیفیت سطح و همچنین خواص فنی آن وارد نمی‌کند. به طوری که بعد از انجام عملیات تکمیلی مناسب، تشخیص جای ساپورت‌ها در عمل غیرممکن است.

تناسب طرح و ساپورت‌گذاری در روش‌های متریال جتینگ باید چگونه باشد؟

عملیات تکمیلی در متریال جتینگ اغلب شامل روش‌هایی چون واترجت و سندبلاست می‌شود که اغلب آسیب زیادی به بخش‌های ظریف و حساس مدل وارد می‌کنند. از این رو، توصیه می‌شود که پیش از شروع کار به اصول کار با این روش مسلط شوید. از طرفی، اگر مدل شما دارای بخش‌های پیچیده و قسمت‌هایی شبیه به سیم نازک است، شاید بهتر باشد به سراغ روش SLS بروید.

آیا ساپورت‌گذاری در چاپ سه بعدی SLS ضروری است؟

اگر بخواهیم به معرفی کوتاهی از فناوری زینتر انتخابی با لیزر یا SLS بپردازیم، باید بگوییم که در این روش، ماده اولیه به صورت پودر به کار می‌رود و یک لیزر ماده‌ای را که درون مخزن دستگاه قرار گرفته ذوب یا به اصطلاح زینتر می‌کند و بدین ترتیب، قطعه ساخته می‌شود.

خوشبختانه در روش پرینت سه بعدی SLS نیازی به ساپورت‌گذاری نیست؛ به این  خاطر که همیشه در اطراف قسمتی از پودر که مورد اصابت لیزر بوده و در آن بخش بدنه قطعه در حال شکل گرفتن است، مقداری پودر دست نخورده وجود دارد که همچون ساپورت عمل می‌کنند. به طور کلی این روش کمترین قید و محدودیتی در طراحی به وجود می‌آورد، اما مسئله افزایش قیمت و زمان مورد نیاز مطرح می‌شود. پس از پایان یافتن پرینت، مدتی طول می‌کشد تا محفظه سرد شود؛ بعد از آن نوبت به عملیات تکمیلی می‌رسد که شامل چند مرحله مختلف شده که یکی از آن‌ها، زدودن پودرهای ذوب‌نشده از سطح با استفاده از یک گان هوا است.

آیا در فناوری‌های بایندرجت لزوم استفاده از ساپورت‌گذاری وجود دارد؟

طرز کار بایندر جتینگ تا حد زیادی شبیه به فناوری SLS است. در هر دو روش قطعه با لایه‌های نازکی از یک پودر ساخته می‌شود، با این تفاوت که در بایندر جتینگ به جای لیزر از یک عامل چسبندگی برای ایجاد اتصال میان ذرات پودر استفاده می‌شود.

در این روش هم درست مثل SLS نیازی به استفاده جداگانه از ساپورت در پرینت سه بعدی قطعات نیست و ذرات دست‌نخورده پودر در اطراف قطعه در حال ساخت، نقش پشتیبان را ایفا می‌کنند. با این حال، قطعه پرینتی باید با استفاده از ابزار مخصوصی مثل گان هوا تمیز شود و سپس تحت چند مرحله عملیات تکمیلی قرار بگیرد.

آیا در پرینت سه بعدی فلزی باید ساپورت‌گذاری کنیم؟

در فناوری‌های پرینت فلز حتما باید از ساپورت استفاده شود تا ثبات مدل روی بستر ساخت حفظ شود. با این وجود، هنگام پرینت کردن بخش‌های برآمده نیازی به ساپورت‌گذاری نیست، حتی اگر زاویه آن‌ها بیشتر از 45 درجه باشد.

استفاده از ساپورت‌ در پرینت سه بعدی فلز با حساسیت بیشتری همراه است؛ زیرا ممکن است ساپورت در مراحل پسین فرآیند به طور کامل جدا نشده و مشکل‌ بیافریند. از سوی دیگر، کیفیت پرینت در حالتی که از ساپورت استفاده شود با زمانی که پرینت بدون ساپورت انجام شود تفاوت چندانی ندارد. به علاوه که با انتخاب روش مناسب پرداخت‌کاری، می‌توان همه عیب و ایرادات سطحی قطعه را برطرف کرد.

چند نکته مهم هنگام ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی جهت بهینه‌سازی فرآیند

فارغ از اینکه قصد استفاده از ساپورت‌ در پرینت سه بعدی خود را دارید یا خیر، خوب است با نکات مربوط به این جنبه از فرآیندهای پرینت سه بعدی آشنا شوید.

• ساپورت‌ها اغلب بر ظاهر قطعه تاثیر می‌گذارند و انجام عملیات تکمیلی را برای بهبود پرداخت سطح قطعات ضروری می‌سازند. تنها فرآیندهای متریال جتینگ مستثنی از این موضوع هستند.
• هرچقدر تعداد ساپورت‌ها بیشتر شود، به معنای پیچیده‌تر بودن طرح برای پرینت شدن است. برای بهینه‌سازی مقدار استفاده از ماده ساپورت، علاوه بر عوامل مربوط به طراحی و تولید می‌توانید جهت و دقت پرینت شدن قطعه را تغییر دهید؛ این کار نه تنها هزینه را پایین می‌آورد، بلکه مدت زمان پرینت را هم کاهش می‌دهد.

در کدام روش‌های پرینت سه بعدی باید ساپورت‌گذاری انجام شود؟

برای پاسخ به این پرسش، جدول زیر تدوین شده است.

فناوری پرینت سه بعدی	چه موقع باید ساپورت‌گذاری کنیم؟
FDM (هر دو نوع رومیزی و صنعتی)	به هندسه قطعه بستگی دارد
SLA و DLP	در همه موارد باید ساپورت‌گذاری صورت بگیرد
متریال جتینگ	در همه موارد باید ساپورت‌گذاری صورت بگیرد (ساپورت‌های حل شدنی)
SLA و MJF	بدون نیاز به ساپورت‌گذاری
بایندر جت	بدون نیاز به ساپورت‌گذاری
پرینت سه بعدی فلزی	در همه موارد باید ساپورت‌گذاری صورت بگیرد

برای درک بهتر تفاوت‌های تکنولوژی‌های FDM،SLAو SLS، پیشنهاد میکنیم مقاله ” مقایسه پرینت سه بعدی FDM و SLA و SLS” را از دست ندهید.

سوالات متداول کاربران درباره ساپورت گذاری پرینت سه بعدی

آیا استفاده از ساپورت در پرینت سه بعدی ضروری است؟

اگر در قطعه شما برآمدگی یا بخش‌هایی مانند پل که دو نقطه را به هم متصل می‌کنند وجود داشته باشد، و از روشی مانند FDM یا مشابه آن استفاده می‌کنید، پس به احتمال زیاد بله، باید ساپورت‌گذاری داشته باشید. گرچه پیشنهاد ما این است که تا جای ممکن از روشی استفاده کنید که در آن نیازی به ساپورت‌گذاری نباشد، یا حداقل امکان به کار گرفتن ساپورت‌های حل شدنی در آن وجود داشته باشد.

کدام یک از فناوری‌های پرینت سه بعدی بدون نیاز به ساپورت‌گذاری کار می‌کنند؟

پرینت با روش‌های SLS، MJF و بایندر جتینگ به هیچ ساپورت یا سازه تکیه‌گاهی نیاز ندارد و بهترین انتخاب برای ساخت هندسه‌های پیچیده به شمار می‌روند.

چه ساختارهایی به طور متداول برای ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی استفاده می‌شوند؟

معروف‌ترین نوع ساپورتی که در روش‌های پرینت سه بعدی به کار می‌رود، ساپورت با ساختار شبکه‌ای است. این نوع سازه‌های تکیه‌گاهی تقریبا برای همه مدل‌های سه بعدی مناسب هستند. زیرا ساختن آن‌ها راحت است و برای هر نوع طراحی قابلیت اجرا دارند. تنها مشکلشان این است که جدا کردن آن‌ها ممکن است دردسر ایجاد کند و سپس ردی از خود بر قطعه به جا بگذارند.

آیا استفاده از ساپورت‌ در پرینت سه بعدی گران‌قیمت و پر هزینه است؟

به طور کلی، ساپورت‌گذاری در پرینت سه بعدی بر مجموع هزینه‌های تولید قطعه می‌افزاید. به این خاطر که شما باید از ماده بیشتری استفاده کنید و زمان جداگانه‌ای به آن اختصاص دهید. افزون بر این، بیشتر ساپورت‌ها قابلیت استفاده دوباره ندارند و دور ریخته می‌شوند. درست است که هزینه مورد نیاز بر اساس مواد و فناوری تغییر می‌کند، اما ساپورت‌گذاری همیشه هزینه بیشتری را به پروژه متحمل می‌سازد.