چگونه فیلامنت پرینتر سه بعدی ساخته می شود
ساخت قرقره ها
شکل دادن گلوله های ذوب شده و تبدیل به فیلامنت، رویداد اصلی در تولید فیلامنت است
فیلامنت بخش مهمی از تولید افزودنی است. در اصل منبع غذایی پرینت سه بعدی FDM است. همانطور که صنعت رشد کرده است، انواع فیلامنت های موجود نیز افزایش یافته است. امروزه برندهای متعدد، اندازه های مختلف و طیف وسیعی از مواد جدید وجود دارد.
فیلامنت از کجا می آید؟ فرآیند ساخت فیلامنت را می توان به پنج مرحله تقسیم کرد که با مواد اولیه شروع می شود و با قرقره پایان می یابد.
در این مقاله، فرآیند ساخت فیلامنت پرینت سه بعدی را توضیح می دهیم. با توجه به تنوع انواع فیلامنت ها و تنوع در نحوه ساخت آنها، ما روی مراحل اصلی مشترک برای همه فیلامنت ها تمرکز خواهیم کرد.
مرحله 1: پلاستیک
فیلامنت با گرانول های رنگی شفاف یا سفید شروع می شود
اولین مرحله در فرآیند تولید فیلامنت، ساخت پلاستیک است. در طول پالایش، نفت خام در یک کوره صنعتی گرم می شود که بسیاری از اجزای مختلف آن را جدا می کند. یکی از اجزا، نفتا، بیشترین نقش را در ساخت پلاستیک دارد.
نفتا، کاتالیزورها و سایر اجزای شیمیایی در یک راکتور پلیمریزاسیون هستند که به صورت شیمیایی پیوند می خورند. سپس محصولات نفتای پلیمریزه شده ترکیب و فرآوری می شوند. این فرآیند شامل ذوب محصولات و مخلوط کردن آنها با مواد دیگر برای تشکیل پلاستیک است. سپس پلاستیک به دست آمده به قطعات کوچکی به نام گرانول یا رزین، دانه بندی می شود.
تامین کنندگان پلاستیک معمولا گرانول ها و رزین های شفاف یا سفید را تولید می کنند. این امر به مصرف کنندگان آنها مانند فیلامنت سازها اجازه می دهد تا کنترل بیشتری بر فرآیند رنگ آمیزی داشته باشند.
در مقایسه با قرقره های فیلامنت، گرانول ها بسیار ارزان هستند. می توانید 1 کیلوگرم گرانول را با کسری از هزینه 1 کیلوگرم فیلامنت خریداری کنید. البته این به این دلیل است که شرکتهای فیلامنت مواد خام را به محصولات نهایی تبدیل میکنند که قیمت آنها در هزینه فرآیند تبدیل و همچنین حاشیه سود مورد نظر شرکتها موثر است.
اگر مایل به انجام این چالش هستید، می توانید با خرید گرانول ها به طور مستقیم از تامین کننده پلاستیک و ساختن فیلامنت در هزینه خود صرفه جویی کنید. حتی محصولات تجاری برای تسهیل فرآیند ساخت فیلامنت وجود دارد.
مرحله 2: آماده سازی
گرانول ها در مرحله بعدی با افزودنی های مختلف مخلوط می شوند
مرحله دوم در این فرآیند، آماده سازی گرانول ها برای مرحله بعدی، شکل دادن است، جایی که آنها به شکل رشته مانند خود جامد می شوند. گرانول ها در یک مخلوط کن صنعتی قرار می گیرند و با مواد افزودنی مخلوط می شوند تا یک ترکیب ثابت ایجاد کنند و خواص خاصی به فیلامنت بدهند.
افزودنیها میتوانند شامل رنگها باشند که رنگ را تعیین میکنند، یا چیزهای دیگری که به خواصی مانند مقاومت در برابر ضربه، استحکام، یکپارچگی ساختاری و حتی خواص مغناطیسی کمک میکنند. فیلامنت های عجیب و غریب، مانند چوب، با مخلوط کردن مواد افزودنی خاص مانند خاک اره یا ذرات چوب با گلوله های پلاستیکی ساخته می شوند.
- خشك كردن: هنگامی که گرانول ها به درستی مخلوط شدند، به مرحله خشک شدن می روند. گرانول ها مانند فیلامنت، رطوبت هوا را جذب می کنند. این می تواند پلاستیک را تغییر شکل داده یا تخریب کند، بنابراین، حذف هر گونه رطوبت از گرانول ها برای اطمینان از تولید فیلامنت با کیفیت ضروری است. گرانول ها معمولاً در دمای 60 تا 80 درجه سانتیگراد برای چند ساعت خشک می شوند، اما این فرآیند بسته به سازنده متفاوت است.
مرحله 3: شکل دادن
گرانول ها ذوب می شوند و به شکل رشته ای اکسترود می شوند
مرحله سوم فرآیند تولید فیلامنت، شکل دادن به گرانول ها به شکل رشته ای است، فرآیندی که شامل گرمایش و سرمایش می شود.
- گرمایش : در بخش اول شکل دهی، گرانول ها به یک اکسترودر رشته ای که شامل یک محفظه گرمایشی است، وارد می شوند. در این محفظه تک تک گلوله ها به صورت یک ماده ذوب می شوند تا به راحتی به آنها شکل داده شود.
در این حالت، گرانول ها به یکدیگر متصل می شوند و به یک ماده ثابت و رشته ای تبدیل می شوند. مواد چسبنده رشته مانند که بیشتر به عنوان فیلامنت شناخته می شود، از محفظه گرمایش از طریق یک نازل گرد خارج می شود و به بخش خنک کننده می رود.
- خنک کننده
برای خنک شدن، فیلامنت تازه اکستروژن شده وارد حمام می شود
- خروج فیلامنت از بخش گرمایش : از داخل چندین محفظه آب حرکت داده می شود. محفظه اول پر از آب گرم است که عامل مهمی در دستیابی به یک فیلامنت گرد است. تنظیم دمای مناسب با توجه به مواد به جلوگیری از فیلامنت بیضی شکل کمک می کند که برای چاپ سه بعدی مشکل ساز است. محفظه دوم پر از آب خنک است که فیلامنت را خنک می کند و آن را به شکل جدید جامد می کند. سرعت کشیده شدن فیلامنت، قطر فیلامنت را تعیین می کند. سرعت کمتر باعث قطر بیشتر می شود، در حالی که سرعت بیشتر برعکس است.
مرحله 4: قرقره کردن
فیلامنت دور یک قرقره پیچیده می شود
در مرحله بعد، موتورها فیلامنت را از محفظه خنک کننده به مکانیزم قرقره می کشند. فرآیند قرقره کردن با اندازه گیری قطر فیلامنت توسط یک دستگاه لیزر شروع می شود تا اطمینان حاصل شود که در محدوده تحمل قطر هدف قرار دارد، که معمولا 1.75 میلی متر یا 2.85 میلی متر.
سپس فیلامنت به یک قرقره متصل می شود و دور آن پیچیده می شود. هنگامی که حسگرها تشخیص دادند که قرقره پر است، رشته بریده شده و محکم می شود. این فرآیند دوباره شروع می شود و قرقره بعدی را پر می کند تا زمانی که دسته فیلامنت تمام شود.
مرحله 5: بسته بندی
در نهایت فیلامنت با برچسب های مارک بسته بندی می شود و سپس ارسال می شود
آخرین مرحله فرآیند، آماده سازی قرقره ها برای فروش است. آنها با بسته بندی های مخصوص شرکت مارک گذاری می شوند که اغلب به شکل برچسب های مارک روی قرقره ها است. بسته بندی همچنین معمولاً شامل برچسب و بارکد برای اهداف تجاری و سازمانی است.
هنگامی که فیلامنت به درستی بسته بندی شد، آماده ارسال به مشتریان است. قرقره هایی که فوراً ارسال نمی شوند تا زمانی که شخصی مانند شما آن را سفارش دهد ذخیره می شوند.
تمام این فرآیند بارها و بارها هر روز برای تامین سوخت برای شما و چاپگر سه بعدی شما اتفاق می افتد. همانطور که می بینید، زمان زیادی برای اطمینان از کیفیت بالای فیلامنتی که دریافت می کنید وجود دارد. دفعه بعد که بستهای از فیلامنت تازه خریداری شده را باز کردید، حس بهتری از تمام کارهایی که در پشت صحنه اتفاق میافتد خواهید داشت.
ترجمه و جمع آوری : واحد خدمات و تحقیق و توسعه پرینتر های سه بعدی ثمین samin3d