پرینت سه بعدی سیلیکونی
یک ماده منحصر به فرد
قطعات سیلیکونی چاپ سه بعدی توسط شرکت سوئیسی Spectroplast
بیشتر مهر و موم های سیلیکونی امروزی، اتصالات، فناوری پوششی، گیره های رباتیک و موارد مشابه با قالب گیری تزریقی یا فشرده سازی ساخته می شوند. این فرآیندی است که به یک مدل نیاز دارد، سپس یک قالب ساخته شده از آن مدل، سپس سیلیکون به قالب تزریق می شود.
سیلیکون پرینت سه بعدی مراحل مدل و قالب را به طور کامل حذف می کند و به سادگی قسمت نهایی را پرینت می کند. که به وضوح باعث صرفه جویی در زمان و هزینه زیادی می شود( تا 90٪ سریعتر از قالب گیری تزریقی).
اما پرینت سه بعدی سیلیکون با چالش هایی همراه است. این ماده بر خلاف فیلامنت های پلیمری جامد است که هنگام گرم شدن چکش خوار هستند و پس از سرد شدن دوباره جامد می شوند، مانند PLA یا TPU. سیلیکون، پس از جامد شدن، نمی تواند دوباره انعطاف پذیر شود. همچنین بر خلاف رزین های فوتوپلیمر است زیرا سیلیکون ها در برابر اشعه ماوراء بنفش بسیار مقاوم هستند و نمی توانند پخته شود و به شکل خالص خود عمل کنند. سیلیکون ها برای حساس کردن شدن به نور یا گرما به یک ماده افزودنی نیاز دارند.
این پیچیدگی مواد به این معنی است که سیلیکون به پرینترهای سه بعدی ویژه نیاز دارد. در جایی که سیلیکون ها در پرینترهای سه بعدی مسطح سازی vat با کربن، استفاده می شوند. ماده سیلیکون با رزین های پلیمری دیگر ترکیب می شود و بنابراین تعدادی از ویژگی های متمایز خود را از دست می دهد.
با وجود پیچیدگی، کاربردهای زیادی برای قطعات و محصولات سیلیکونی پرینت سه بعدی امروزی وجود دارد. بیایید تا نگاهی به آنها بیندازیم.
سیلیکون و مواد سیلیکون مانند
قطعات پرینت سه بعدی ماده سیلیکونی از کربن
با پیشرفت در علوم مواد و فرآیندهای ساخت، سیلیکون به آرامی اما مطمئناً وارد تولید افزودنی شده است. اگرچه علاقمندان نباید انتظار داشته باشند که به این زودی سیلیکون را در کارگاه خود پرینت کنند، پرینت سه بعدی سیلیکونی برای صنعت، به ویژه تولید و مراقبت های بهداشتی قطعاً تکامل خواهد یافت.
خواص مواد سیلیکون
- پایداری حرارتی عالی
- در سختی های مختلف موجود است
- مقاومت در برابر آب و مناسب بودن به عنوان درزگیر
- مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش
- مقاومت در برابر اکسیداسیون
- مقاومت فشاری و برشی
- ضد شعله
- عایق برق
- زیست سازگاری
- غذا ایمن
- قابل استریل شدن است
- گزینه های رنگی و دارای شفافیت
دانشگاهیان و شرکت های پرینتر سه بعدی، انواع تکنیک ها و تنوع مواد را توسعه داده اند. تقاضای فزاینده برای نوآوری منجر به چندین پرینتر و خدمات شده است که در زیر به جزئیات می پردازیم.
یک نکته مهم این است که اکثر پرینترهای سه بعدی سیلیکونی نمی توانند دقیقاً با همان ماده ای که برای قالب گیری تزریقی استفاده می شود پرینت کنند.
یک شرکت به نام Spectroplast ادعا می کند که می تواند با سیلیکون 100٪ چاپ سه بعدی کند، در حالی که بسیاری از شرکت های دیگر مواد سیلیکونی را با مواد افزودنی ارائه می دهند که پرینت سه بعدی آنها را آسان تر می کند. مواد افزودنی مانند مواد پخت کننده اشعه ماوراء بنفش می توانند مواد را ضعیف کرده یا کیفیت و طول عمر قطعه نهایی را کاهش دهند، بنابراین ترکیبات ویژه با سایر پلیمرها این اثر را جبران می کند. گفته می شود، این سیلیکون های اصلاح شده هنوز هم خواص مثبت زیادی دارند و برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب هستند.
نحوه و چرایی پرینت سه بعدی با سیلیکون
پرینت سه بعدی سیلیکون
در پنج سال گذشته، تعدادی از شرکت ها رویکردهای جدیدی را برای پرینت سیلیکون سه بعدی توسعه داده اند. برخی از روش جت مواد با رسوب سر چاپ جوهر افشان و نور UV استفاده می کنند. یکی از نسخههای آن به نام drop-on-demand، سیلیکون را با کاشت یک وکسل محلول سیلیکونی (سیلیکون به همراه باند فعال کننده UV) در یک زمان پرینت سه بعدی میکند. پس از هر لایه، یک منبع نور UV بایندر را فعال می کند و سپس لایه بعدی کاشته می شود. اگرچه این رویکرد امیدوارکننده در اواخر سال 2021 کاملاً کنار گذاشته شد.
Liquid Additive Manufacturing یا LAM اصطلاحی است که توسط آلمانی RepRap برای توصیف فرآیند اکسترود کردن سیلیکون مایع ابداع شده است که سپس با گرمای یک لامپ هالوژن پخته می شود. LAM با همکاری شرکت Dow Chemical توسعه داده شد و این پرینترهای سه بعدی مبتنی بر LAM اکنون پس از خرید RepRap آلمان تحت نام تجاری InnovatiQ هستند.
روش های دیگر از روش فوتوپلیمریزاسیون vat استفاده می کنند. در اینجا، سیلیکونها با رزینهای حساس به نور دیگر ترکیب میشوند، بنابراین میتوان از آنها در همان پرینترهای سهبعدی که مواد دیگر را پردازش میکنند، استفاده کرد، همانطور که در مورد سازندگان چاپگرهای سه بعدی کربن و دسکتاپ متال وجود دارد.
همه رویکردها قطعاتی قابل مقایسه با قالب گیری تزریقی تولید می کنند.
نرم افزار، پشتیبانی و پردازش
همانطور که ممکن است حدس بزنید، شما به نرم افزار مخصوص اسلایس نیاز دارید که بتوانید محدودیت ها و ویژگی های این ماده منحصر به فرد را توضیح دهید.
مانند بسیاری از روشهای پرینت سه بعدی، ساختارهای ساپورت میتوانند برای هندسهها و برآمدگیهای پیچیده ضروری باشند. برخی از روشهای سیلیکونی فقط از یک ماده استفاده میکنند، اما برخی دیگر امکان استفاده از یک ماده ساپورت قابل حل را همراه با مواد سیلیکونی فراهم میکنند.
پردازش قطعه شامل حذف مواد ساپورت و اغلب پخت اضافی برای سفت شدن بیشتر قطعه سیلیکونی است. رنگ آمیزی قطعات سیلیکونی در حین چاپ نیز امکان پذیر است. از آنجایی که قطعات سیلیکونی پس از پخت دارای کیفیت پرداخت سطحی خوبی هستند، به طور کلی نیازی به پردازش گسترده نیست.
کاربرد های برتر برای سیلیکون پرینت سه بعدی
- مدلسازی آناتومیک
- مهر و موم و واشر
- قالب ها
- اورینگ ها و بسته ها
- سمعک
- مبحث اعضای مصنوعی
- دستگاه های پوششی
- سوپاپ و شیلنگ
- دمپر
- گریپر
از نظر کاربرد، پرینت سه بعدی با سیلیکون برای تولیدات 100 هزار عددی در نظر گرفته نشده است. دستههای کوچک تا متوسط، اشکال منحصربهفرد فقط با پرینت سهبعدی امکانپذیر است، یا محصولات منحصربهفرد و مخصوص بیمار، جایی هستند که پرینت سه بعدی سیلیکونی بیشترین کاربرد و مزیت را دارد.
ترجمه و جمع آوری : واحد خدمات و تحقیق و توسعه پرینتر های سه بعدی ثمین samin3d