آشنایی با پرینتر سه‌ بعدی 3D Printer و نقطه شروع ساخت آن

پرینتر سه‌ بعدی 3D Printer دستگاهی است که به وسیله آن می توان ایده‌های خود را به واقعیت تبدیل کرد. در واقع پرینتر سه بعدی یک کارخانه کوچک است که هر قطعه ای که لازم داشته باشیم را برایمان تولید می کند. داشتن پرینتر سه بعدی برای کاربرای الکترونیک و رباتیک بسیار واجب است چون برای ساخت ربات و پیاده سازی ایده های خود به قطعاتی نیاز دارند که شاید در بازار پیدا نشود. اگر در نت سرچ کنید مطالب پراکنده زیادی می بینید که بیشتر شما را سردرگم می کند. با ما همراه باشید تا از نقطه صفر مرزی پرینتر سه بعدی شروع کنیم و به یک کاربر حرفه ای پرینتر سه بعدی 3D Printer تبدیل شویم.

مراحل ساخت یک قطعه توسط 3D Printer پرینتر سه‌بعدی

در اینجا به صورت خلاصه مراحل ساخت یک قطعه با استفاده از پرینتر سه بعدی را شرح می دهیم و در ادامه مباحث را به صورت کلی تر دنبال می کنیم تا ابهامی باقی نماند . میخواهیم به صورت کلی یک تصوری از مراحل کار داشته باشید و سپس بخش ها را بیشتر شرح دهیم .

• انتخاب یک مدل پرینتر متناسب با حوزه فعالیت شما
• خرید یا ساخت پرینتر سه بعدی
• طراحی مدل مدنظر یا دانلود آن از اینترنت (فایل STL)
• انتقال فایل STL به نرم افزارهای اسلایسر و انجام تنظیمات
• گرفتن خروجی G-Code  از نرم افزار اسلایسر
• انتقال G-Code به پرینتر سه‌ بعدی اجرای فرآیند چاپ
• اتمام فرایند چاپ و تمیز کاری قطعه

این تمام چیزی است که شما لازم دارید. یک کاربر عادی که حتی تجربه کمی هم دارد به راحتی می تواند یک پرینتر سه بعدی تهیه و شروع به پرینت کند. موردی که کار را برای ما دشوار می کند انتخاب های زیاد است . اگر برای خرید پرینتر سه بعدی یک جستجوی ساده در اینترنت داشته باشید نمونه های متنوع با مشخصات متفاوتی می بینید که قیمت های بالایی نیز دارند . (اگه ما را همراهی کنید یک نمونه حرفه ای با دقت بالا و هزینه بسیار بسیار پایینی خواهیم ساخت)

این موارد بیان شده فقط بحث خرید بود که شاید ساده ترین مورد باشد. بحث اپراتوری و کار با پرینتر سه بعدی، انجام تنظیمات برای برای بهترین نتیجه و انتخاب و کار با نرم افزار های زیاد مواردی دیگری هستند که باعث سردرگمی و آشفتگی شما می شود. تجربه کردن مسیرهای اشتباه باعث ضررهای مالی و اتلاف وقت زیادی می شود که اگر یک راهنما خوب داشته باشید مسیر بسیار ساده لذت بخش خواهد بود

انتخاب یک مدل پرینتر سه بعدی متناسب با حوزه فعالیت

پرینتر های سه بعدی از نظر تکنولوژی چاپ مکانیزم های مختلفی دارند و هر مکانیزم براساس سرعت پرینت، دقت ساخت ، هزینه تمام شده و استحکام قطعه تولید مناسب یک حوزه خاص هستند. از معروف ترین تکنولوژی های پرینتر سه بعدی می توان به موارد زیر اشاره کرد

• FDM مدل سازی رسوب ذوب شده
• SLA  استریولیتوگرافی
• DLP پردازش نور دیجیتال
• SLS لیزر انتخابی
• SLM ذوب لیزر انتخابی
• LOM ساخت اشیاء چند لایه
• EBM ذوب پرتو دیجیتال

در بالا چند نوع پرینتر با تکنولوژی های متفاوت چاپ آورده شده است که هر کدام از آن ها به مواد اولیه خاص و شرایط خاص برای چاپ نیاز دارد. بالای 90 درصد پرینتر های موجود در بازار ایران از نوع FDM  و  مابقی نیز از سایر تکنولوژی های موجود استفاده می کنند.

یکی از بهترین تکنولوژی های چاپ سه بعدی برای ما که با الکترونیک و رباتیک سروکار داریم FDM است چون هم سریع هست، هم قیمت چاپ پایینی داره، هم دستگاه هاش تنوع داره و کلی هم دیگه … پس انتخاب قطعی ما پرینتر نوع FDM است و لازم نیست ذهن خود را درگیر سایر مدل های پرینتر کنیم. پس هرجا به پرینتر سه بعدی اشاره کردیم منظور ما پرینتر سه بعدی از نوع FDM است. بیایید کمی با تکنولوژی FDM آشنا شویم و ببینیم چطوری کار می کند.

دستگاه سی ان سی CNC چیست و چگونه کار میکند؟

به صورت خلاصه و مختصر و مفید، CNC یک دستگاه یا وسیله الکترو-مکانیکی است که قادر است یک فایل دیجیتال طراحی شده در کامپیوتر را با برش و حکاکی متریال خام مانند چوب، پلاستیک، فلز و … ، به یک محصول تولید شده و فیزیکی تبدیل کند. در این مطلب به پرسش د...

مطلب پیشنهادی

پرینتر سه بعدی FDM چگونه کار می کند؟

توضیحاتی که در بالا ارائه شد کلیات یک پرینتر سه بعدی است واگر بخواهیم به صورت کامل شرح دهیم از زمانی که فیلامینت کشیده و تا زمانی که ذوب شده و شکل نهایی را ایجاد می کند، اجرا مختلفی با هم همکاری کرده و مراحل مختلفی طی می شود (به زودی در یک مطلب جدید کاملا شرح داده خواهد شد)

مکانیک های مختلف پرینتر سه بعدی FDM 

پرینترهای سه بعدی که برپایه FDM طراحی شده می توانند بخش مکانیکی متفاوتی داشته باشند ولی در نهایت همه آن ها یک خروجی مشترک دارند. آن چیزی که باعث می شود از مکانیک های متفاوت استفاده کنیم پارامترهایی مانند دقت پرینت، سرعت، هزینه، جنس فیلامنت، فضای کاری و … می باشد.

حال بیایید سیستم مکانیکی پرینترهای FDM را بررسی کنیم . در حالت کلی 4 نوع مکانیک متفاوت برای پرینترهای سه بعدی موجود است

1. پرینترهای سه بعدی دکارتی (Cartesian)
2. پرینترهای سه بعدی دلتا (Delta)
3. پرینترهای سه بعدی پولار (Polar)
4. پرینترهای سه بعدی رباتیک (Scara)

پرینترهای سه بعدی FDM با این چهار مکانیک متفاوت ساخته می شوند که هرکدام از آنها معایب و مزایای خودش را دارد . پرینترهای دکارتی پرکاربردترین و جزو اولین شیوه مکانیکی کنترل پرینتر های سه بعدی می باشد و بعداز آن به ترتیب مدل های دیگر متولد شدند و جدید ترین شیوه مکانیکی کنترل پرینتر سه بعدی بازوی رباتیک می باشد .

از محبوب ترین و پر استفاده ترین شیوه مکانیکی پرینترهای سه بعدی سیستم کنترل دکارتی می باشد. این سیستم دارای مکانیک ساده و قابل درک و منابع آموزشی و سیستم های اپن سورس زیادی می باشد به همین علت بیشتر گسترش پیدا کرده و مدل های مختلفی از دل سیستم مختصاصی دکارتی پدید آمده است. این پرینترها به سبک های مختلفی ساده می شوند که در زیر به معروف ترین آن ها اشاره می کنیم .

• پرینتر سه بعدی دکارتی سبک پروسا (Prusa)
• پرینتر سه بعدی دکارتی سبک اولتیمیکر (Ultimaker)
• پرینتر سه بعدی دکارتی سبک CoreXY و H-Bot
• پرینتر سه بعدی دکارتی سبک نقاله ای (Belt)

هریک از مدلهای معرفی شده را کمی بیشتر شرح میدهیم و به معایب و مزایای هر کدام اشاره می کنیم و در انتها نمونه ای را برای ساخت انتخاب خواهیم کرد

پرینتر سه بعدی دکارتی سبک پروسا (Prusa) :

این سبک طراحی جزو نسل های اولیه پرینتر سه بعدی است و یکی از پرکاربرد ترین مکانیک ها می باشد . سادگی و قابل درک بودن از ویژگی های این مدل می باشد و هرکس براساس سلیقه و خلاقیت می تواند آن را تغییر دهد و یک پرینتر اختصاصی بر اساس بودجه و نیاز خود بسازد. در این مدل ها بستر چاپ (Bed) در راستای محور Y حرکت می کند (بستر چاپ به جلو و عقب حرکت می کند) و اکسترودر و نازل روی محور X  به سمت راست و چپ حرکت می کنند و محور Z نیز با حرکت به سمت بالا لایه گذاری را ممکن می سازد .

مزایای پرینتر سه بعدی دکارتی سبک پروسا :

• ساخت آن ساده است
• یک سیستم اپن سورس است
• عیب یابی آن ساده است
• منابع آموزشی خوبی دارد
• دارای تنوع زیاد طراحی
• با نرم افزار های موجود سازگار است

معایب پرینتر سه بعدی دکارتی سبک پروسا :

• کالیبره و تنظیم اولیه کمی سخت
• گاهی تراز کردن بستر چاپ کمی دشوار است
• به علت جابجایی بستر چاپ سرعت کاهش می یابد
• جابجایی بستر چاپ روی کیفیت چاپ تاثیر می گذارد

پرینتر سه بعدی دکارتی سبک اولتیمیکر (Ultimaker) :

نسل بعدی سبک طراحی پرینترهای اولتیمیکر می باشند، این پرینتر ها بخش مکانیکی بیشتری دارند و ساخت آن ها کمی دشوار تر می باشد. پرینترهای اولتیمیکر بسیار دقیق خروجی نهایی با کیفیتی دارند. طراحی این پرینتر ها به شیوه ای است که به راحتی می توان برای آن محفظه تعادل دمایی ایجاد کرد. در این سیستم ها نازل و سیستم اکسترودر در بالای پرینتر ثابت و برای حرکت در امتداد محورهای X و Y از تسمه و موتور استفاده می کند و بسرچاپ به وسبله پیچ هایی که لید اسکرو نامیده می شوند از سمت بالا به سمت پایین حرکت می کند و لایه گذاری به این شکل میسر می گردد .

مزایای پرینتر سه بعدی دکارتی سبک اولتیمیکر :

• در صورت کالیبره بودن چاپ با کیفیتی دارند
• تراز کردن بستر چاپ خیلی ساده است
• منابع آموزشی خوبی دارد
• با نرم افزار های موجود سازگار است

معایب پرینتر سه بعدی دکارتی سبک اولتیمیکر:

• ساخت آن کمی دشوار است
• عیب یابی آن کمی سخت تر است
• هزینه ساخت بالاتری دارد
• دارای بخش های متحرکت زیاد است

پرینتر سه بعدی دکارتی سبک CoreXY و H-Bot :

برای فردی که تازه وارد دنیای پرینترها شده تشخیص پرینتر CoreXY و H-Bot از Ultimaker بسیار دشوار است چون از نظر ظاهر و شیوه عملکردی بسیار مشابه هستند و فقط در برخی جزئیات با هم اختلاف دارند و جالبتر اینکه تشخیص CoreXY از H-Bot حتی برای یک حرفه ای نیز کمی دشوار است و تنها در شیوه تسمه بندی و جزئیاتی تفاوت وجود دارد . برای اینکه باعث سردرگمی شما عزیزان نشود در اینجا زیاد به این دو مدل نمی پردازیم و اگر لازم شد در آینده پست های جداگانه ای برای آن ها منتشر می کنیم .

پرینتر سه بعدی دکارتی سبک نقاله ای (Belt) :

یکی از جالب‌ترین و خلاقانه ترین نوع پرینترهای سه بعدی بِلت یا Continuous 3D Printing می باشند. در این نوع پرینترها بستر چاپ یک نقاله می باشد که به پرینتر این اجازه را می دهد که در راستای محور Y هیچ محدودیتی نداشته باشد و به این شیوه می تواند اشیای بسیار بلند و طویل را پرینت کنند. البته این پرینتر چون بستر چاپ آن همیشه در حال حرکت است برای گر شدن بستر کمی مشکل دارد و موادی مانند ABS که به گرمای بستر وابسته هستند برای چاپ به مشکل میخورند .

مزایای پرینتر سه بعدی دکارتی سبک نقاله ای:

• مانند یک خط تولید می توانند اشیای زیادی چاپ کند
• می توانند اشیای بسیار طویل و پپوسته را چاپ کند
• به صورت اتوماتیک می تواند اشیا را از نقاله جدا کند

معایب پرینتر سه بعدی دکارتی سبک نقاله ای:

• نمی توانند موادی مانند ABS را به خوبی پرینت بگیرند
• تنظیم صاف بودن و عدم لرزش بستر کمی سخت است
• چسپیدن لایه اول به بستر چاپ کمی سخت است
• عیب یابی این پرینتر ها کمی سخت است
• منابع آموزشی کمی دارند

پرینتر سه بعدی دلتا (Delta) :

پرینتر سه‌ بعدی که در بالا به آن ها اشاره کریم از نوع دکارتی بودند و برای پیداکردن مختصات نقطه ای که قرار است در آن فیلامینت ریخته شود از محاسبات مختصات ساده دکارتی استفاده می شد ولی پرینترهای دلتا کمی متفاوت تر عمل می کنند و برای بدست آوردن نقطه مورد نظر از محاسبات پیچیده مثلثات استفاده می کند. این پرینترها روی یک مثلث بنا شده اند و در راس های مثلث ستون هایی قرار دارد که با استفاده از ریل هایی می توانند به بالا و پایین حرکت کنند و نازل در مرکز پرینتر قرار دارد و با کمک بازو هایی به این ریل ها متصل است و با حرکت مستقل هر بازو به سمت بالا و پایین نازل می تواند حرکت کند . پرینتر سه بعدی دلتا دارای بستر چاپ دایره ای هستند و می توانند اشیا با ارتفاع زیاد را چاپ کنند.

مزایای پرینتر سه بعدی دکارتی دلتا :

• مانند یک خط تولید می توانند اشیای زیادی چاپ کند
• می توانند اشیای بسیار طویل و پپوسته را چاپ کند
• به صورت اتوماتیک می تواند اشیا را از نقاله جدا کند

معایب پرینتر سه بعدی دکارتی دلتا :

• نمی توانند موادی مانند ABS را به خوبی پرینت بگیرند
• تنظیم صاف بودن و عدم لرزش بستر کمی سخت است
• چسپیدن لایه اول به بستر چاپ کمی سخت است
• عیب یابی این پرینتر ها کمی سخت است
• منابع آموزشی کمی دارند

پرینتر سه بعدی پولار (Polar) :

پرینتر سه بعدی پولار یک تکنولوژی جدید و نوپا است و هنوز به بلوغ کامل خود نرسیده است. در این پرینترها بستر چاپ دایره ای می باشد که می تواند 360 درجه بچرخد . نازل و اکسترودر روی یک ریل نصب شده و می توانند به سمت بالا، پایین، چپ و راست حرکت کنند. سیستم های قبلی با محورهای X , Y و Z و مختصاص سرو کار داشتند ولی در این سیستم بر اساس زاویه و طول عملیات تشخیص نقطه انجام می گیرد.

مزایای پرینتر سه بعدی پولار :

• به قطعات مکانیکی کمی نیاز دارند
• هزینه طراحی آن ها پایین تر ست
• سر و صدای کمی ایجاد می کنند
• وزن پایینی دارند و کم مصرف هستند
• فضای کمی اشغال می کنند

معایب پرینتر سه بعدی پولار :

• کیفیت چاپ پاینی دارند
• سرعت پرینت پایینی دارند
• دارای منابع آموزشی کمی هستند
• اپن سورس و رایگان نیستند

پرینتر سه بعدی رباتیک (Scara)

پرینتر سه بعدی اسکارا برای چاپ صنعتی در مقیاس های بزرگ مثل ساختمان سازی و … کاربرد دارد. این پلتفرم نیز مانند پولار به اوج بلوغ خود نرسیده و در مرحله توسعه می باشد. درصورتی که به پرینتر سه بعدی اسکارا علاقه دارید نمونه اپن سورس رومیزی موجود هست و می توان آن را ساخت.

مزایای پرینتر سه بعدی اسکارا :

• مناسب سازه های صنعتی و بزرگ
• چاپ سریع و راحت
• آزادی حرکت
• مصرف بهینه انرژی
• دارای منابع اپن سورس

معایب پرینتر سه بعدی اسکارا :

• پلتفرم صنعتی بسیار گران قیمت است
• دقت چاپ بسیار پایینی دارد
• با قطعات پرینتر موجود ناسازگار است
• ساختار مکانیکی آن پیچیده است
• منابع آموزشی کمی دارد
• نسخه کامل و پایداری وجود ندارد

دوره آموزش ساخت لیزر حکاکی و برش

در این دوره آموزش ساخت دستگاه لیزر حکاکی و برش را بیان میکنیم و روش کار با دستگاه را به صورت کامل آموزش میدهیم. این دستگاه در واقع یک لیزر حکاکی یا برشکاری است که قادر است طرحها، تصاویر و متنهای مختلف و متنوع را با دقت بسیار بالای 0.1mm و حتی کمتر، ت...

مطلب پیشنهادی

پرینتر سه بعدی را بسازیم یا بخریم ؟

اکنون با پلتفرم های مختلف پرینتر سه بعدی آشنا شدید و می دانید هر کدام چه ویژگی هایی دارند. پرینترهای تجاری مختلفی با اندازه و شکل و کارایی متفاوتی به صورت تجاری طراحی شده اند که پایه و اساس همه آن ها مدل های معرفی شده بالا می باشد.

اینکه خودتان پرینتر سه بعدی بسازید یا از نمونه های آماده استفاده کنید به عوامل مختلفی مانند میزان بودجه شما، هدف شما از ساخت پرینتر، کاربرد پرینتر و … بستگی دارد. در صورتی که خودتان یک پرینتر بسازید یک سری مزایا و معایب دارد .

مزایای ساخت پرینتر سه بعدی :

• بسیار ارزان تر از نمونه تجاری تمام می شود
• برای خطاها و ایرادات که ممکن است پیش بیاید ترسی نخواهید داشت
• خودتان آن را طراحی کرده اید و رفع خطا های آن بسیار ساده خواهد بود
• به راحتی می توانید آن را ارتقا داد و امکاناتی را به آن اضافه نمود
• هر بلایی که خواستید سرش میاورید بدون ترس از خراب شدن
• می توانید نمونه تجاری خودتان را برای فروش بسازید
• درک بهتری از عملکرد پرینتر سه بعدی خواهید داشت

معایب ساخت پرینتر سه بعدی :

• در صورتی که مبتدی باشید ممکن است کمی گیج شوید.
• تنظیمات اولیه ممکن است وقت گیر باشد.
• ساخت یک پرینتر سه بعدی ممکن است کمی طول بکشد.

بنظر من ساخت پرینتر سه بعدی بسیار به صرفه تر از خرید آن است و می توان پرینتری ساخت که با نمونه های تجاری رقابت کند. درصورتی که خودتان پرینتر سه بعدی را طراحی کرده باشید با یک سری نکات ریز و عملکردهایی از پرینتر سه بعدی آشنا خواهید شد که برای کار با پرینتر به کمک شما می آیند و می توانید یک چاپ خوب داشته باشید. پس من پیشنهاد میدم اگر حتی کمی هم دانش الکترونیک دارید دست به کار شوید و خودتان یک نمونه طراحی کنید چون هم لذت بخش تر است و هم تجریه مفیدی برای شما خواهد بود و ما نیز در کنار شما خواهیم بود و به شما کمک می کنیم.

دوره آموزش ساخت ربات نویسنده و نقاش

در این دوره آموزش ساخت ربات CNC نویسنده و نقاش را از 0 تا 100 بیان میکنیم و روش کار با دستگاه را به صورت کامل آموزش میدهیم. این دستگاه در واقع یک ربات نویسنده و طراح یا نقاش است که قادر است به صورت اتوماتیک و بدون دخالت کاربر، طرحها و متنهای مختلف و ...

مطلب پیشنهادی

کدام مدل پرینتر را انتخاب کنیم؟

در صورتی که می خواهید خودتان پرینتر سه بعدی را بسازید یک فرد مبتدی هستید و تا حالا تجربه کار با پرینتر سه بعدی را نداشته اید بهتر است برای شروع از پلتفرم پروسا استفاده کنید چون ساخت آن ساده و هم منابع آموزشی فراوانی دارد . اگر تجربه کار با پرینتر سه بعدی را دشته اید و کمی حرفه ای تر هستید به سراغ ساخت اولتیمیکر  بروید چون هم جدید تر است و هم دقیق تر و هم سریع تر . اما اگر قصد شما خرید پرینتر سه بعدی است به سراغ مدل هایی مانند اولتیمیکر بروید .