پرینتر سه بعدی چند نازله چیست؟

پرینترهای سه‌بعدی از یک نازل برای رهاسازی مواد بر روی بستر چاپ استفاده می‌کنند . نازل که در انتهای سر پرینتر قرار دارد ، وظیفه توزیع مواد مورد استفاده برای ساخت اشیاء را بر عهده دارد . با این حال ، همه پرینترهای سه‌بعدی از یک نازل استفاده نمی‌کنند . برخی از آن‌ها دارای چندین نازل هستند . این پرینترها که به عنوان پرینترهای سه‌بعدی چند نازله شناخته می‌شوند ، در کاربردهای چاپ سه‌بعدی چند ماده‌ای استفاده می‌شوند . برای درک بهتر پرینترهای سه‌بعدی چند نازله و نحوه عملکرد آن‌ها ، به خواندن ادامه دهید .

مبانی پرینترهای سه‌بعدی چند نازله

پرینتر سه‌بعدی چند نازله ، همان‌طور که از نامش پیداست ، نوعی پرینتر سه‌بعدی است که دارای چندین نازل است. این پرینترها معمولاً در کاربردهای استاندارد چاپ سه‌بعدی تک‌ماده‌ای استفاده نمی‌شوند. بلکه به طور خاص برای استفاده در کاربردهای چاپ سه‌بعدی چند ماده‌ای طراحی شده‌اند .

همه پرینترهای سه‌بعدی دارای یک نازل هستند . این قطعه در انتهای سر پرینتر سه‌بعدی قرار دارد و از طریق آن ، مواد آزاد می‌شوند . پرینترهای سه‌بعدی چند نازله تنها چندین نازل در انتهای سرهای مربوطه خود دارند. برخی از آن‌ها دارای دو نازل هستند ، در حالی که برخی دیگر دارای چهار نازل هستند . به هر حال ، ویژگی بارز پرینترهای سه‌بعدی چند نازله استفاده از چندین نازل است .

نحوه عملکرد پرینترهای سه‌بعدی چند نازله

پرینترهای سه‌بعدی چند نازله همانند پرینترهای سه‌بعدی تک نازله کار می‌کنند ، با این تفاوت که دارای چندین نازل هستند. این پرینترها همیشه یک مخزن ذخیره فیلامنت یا مواد دارند . مواد معمولاً قبل از آزاد شدن بر روی بستر چاپ ، گرم می‌شوند . با این حال ، پرینترهای سه‌بعدی چند نازله مواد را از چندین نازل به‌جای یک نازل واحد آزاد می‌کنند.

ممکن است این سوال برایتان پیش بیاید که پرینترهای سه‌بعدی چند نازله چه کاربردی دارند . با داشتن چندین نازل ، این پرینترها امکان استفاده از چندین ماده را فراهم می‌کنند . چاپ سه‌بعدی چند ماده‌ای یک فرآیند ساخت افزایشی است که از چندین ماده برای ساخت اشیاء از یک فایل مدل استفاده می‌کند . این فرآیند به‌طور همزمان از چندین ماده استفاده می‌کند. به همین دلیل به آن “چاپ سه‌بعدی چند ماده‌ای” می‌گویند.

در کاربردهای چاپ سه‌بعدی چند ماده‌ای ، اغلب از پرینترهای سه‌بعدی چند نازله استفاده می‌شود . هر یک از نازل‌های پرینتر سه‌بعدی ، یک نوع ماده متفاوت را در خود جای می‌دهد . اگر یک پرینتر سه‌بعدی چند نازله دارای چهار نازل باشد ، می‌تواند چهار نوع ماده مختلف را در خود جای دهد . استفاده از پرینتر سه‌بعدی چند نازله به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که اشیاء پیچیده‌تری را بسازند که با پرینترهای سه‌بعدی تک نازله امکان‌پذیر نیست .

یک تکنیک جدید چاپ سه‌بعدی چند نازله که توسط مهندسان دانشگاه راتگرز توسعه یافته است ، نوید افزایش چشمگیر کارایی چاپ را می‌دهد .

اگرچه فناوری چاپ سه‌بعدی به‌طور مداوم در حال پیشرفت است ، اما همچنان با مشکلاتی مانند زمان‌های طولانی چاپ و دقت پایین محدود است . یک فناوری جدید می‌تواند با استفاده همزمان از چندین نازل کوچک به جای یک نازل بزرگ ، به بهبود این مشکلات کمک کند .

قسمت “سریع” در “نمونه‌سازی سریع” به سرعت شروع فرآیند چاپ توسط کاربران اشاره دارد . روش‌های تولید سنتی ، مانند قالب‌گیری تزریقی ، نیازمند سرمایه‌گذاری‌های هنگفت زمانی و مالی برای تنظیمات اولیه هستند. اما می‌توان چاپ سه‌بعدی را ظرف چند دقیقه پس از تکمیل یک مدل CAD آغاز کرد و این امر باعث می‌شود که فرآیند چاپ، که ممکن است چندین ساعت یا حتی چند روز طول بکشد ، ارزشمند باشد . با این حال ، جامعه چاپ سه‌بعدی از پیشرفت‌هایی که به بهبود سرعت چاپ کمک می‌کنند ، سود می‌برد . این تکنیک جدید چاپ سه‌بعدی چند نازله که توسط مهندسان دانشگاه راتگرز توسعه یافته است که نوید افزایش چشمگیر کارایی چاپ را می‌دهد .

علاقه‌مندان به چاپ سه‌بعدی می‌دانند که پرینترهای FFF (ساخت با فیلامنت ذوب‌شده) با چند اکسترودر در حال حاضر وجود دارند . این پرینترها از دو یا چند پرینتر هد برای چاپ با چندین ماده یا تکثیر قطعات استفاده می‌کنند . از دیدگاه سرعت ، توانایی آن‌ها برای چاپ همزمان دو قطعه بسیار جذاب است . اما حتی مدل‌های IDEX (اکسترودر دوگانه مستقل) نیز با یک محدودیت جدی مواجه هستند : دو پرینتر هد بر روی یک ریل مشترک حرکت می‌کنند ) معمولاً در محور (X  . از آنجا که نمی‌توانند به طور مستقل در محور Y حرکت کنند ، عملاً فقط برای چاپ قطعات تکراری یا آینه‌ای مناسب هستند. چاپ دو قطعه منحصربه‌فرد به دلیل اینکه هر پرینتر هد باید به صورت متوالی کار کند، نه همزمان، هدف را ناکام می‌گذارد.

این فرآیند جدید از الگوریتم‌های پیچیده تولید کد G برای حل این مشکل استفاده می‌کند . در این سیستم ، بازوی پرینتر شامل چندین نازل کوچک داغ است که همگی بر روی یک بازوی واحد نصب شده‌اند و به طور مستقل حرکت نمی‌کنند . این نازل ها به صورت گروهی حرکت می‌کنند و تنها زمانی که لازم باشد مواد را خارج می‌کنند . این روش کارآمد است زیرا نرم‌افزار برش (slicer)  قطعات و مسیرهای ابزار را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که حرکات را تا حد ممکن ترکیب کند . به عنوان مثال ، اگر دو قطعه هر دو دارای سطوح طولانی و مستقیم باشند ، نرم‌افزار برش آن سطوح را به‌گونه‌ای هماهنگ می‌کند که دو نازل بتوانند آن سطوح را به‌طور همزمان چاپ کنند . به‌علاوه، در صورت خرابی یکی از نازل‌ها ، نرم‌افزار فرآیند چاپ را تغییر می‌دهد تا یکی یا چند نازل دیگر بتوانند وظیفه را به عهده بگیرند .

با به‌کارگیری این مفهوم برای چندین قطعه و چندین نازل ، نرم‌افزار برش قادر است مسیرهای ابزار کارآمدی ایجاد کند که به حفظ تعداد بیشتر نازل ، در حال خروج مواد به‌طور همزمان کمک می‌کند . این امر باعث نمی‌شود که زمان چاپ هر قطعه خاص سریع‌تر شود ، چاپ یک قطعه به طور جداگانه همچنان بیشتر از آنچه در یک پرینتر سه‌بعدی سنتی طول می‌کشد ، زمان‌بر است . اما این روش به‌طور چشمگیری میزان خروجی چاپ را افزایش می‌دهد . زیرا این فرآیند قادر است چندین قطعه را به‌طور همزمان تولید کند ، زمان میانگین چاپ هر قطعه بسیار کوتاه است .

البته ، پرینترهای سه‌بعدی رزین MSLA (استریولیتوگرافی با ماسک) قبلاً به نتایج مشابهی دست یافته‌اند . این پرینترها کل لایه را به‌طور همزمان جامد می‌کنند و زمان چاپ هر لایه ثابت می‌ماند ، صرف‌نظر از مساحت پوشش لایه . یک پرینتر MSLA می‌تواند ۱۰ قطعه با ارتفاع مشابه را در همان زمان چاپ کند که برای یک قطعه واحد نیاز است .

مزیت این فرآیند جدید از دانشگاه راتگرز این است که با فیلامنت‌های ترموپلاستیک استاندارد کار می‌کند . پرینترهای MSLA تنها می‌توانند با رزین‌های قابل‌پخت UV کار کنند که برای هر کاربردی مناسب نیست . این فرآیند جدید با هر نوع فیلامنتی سازگار است ، به این معنی که کاربران می‌توانند از تنوع گسترده‌ای از مواد موجود بهره‌برداری کنند .

در پایان

تمام پرینترهای سه‌بعدی از یک نازل برای آزادسازی مواد بر روی بستر چاپ استفاده می‌کنند. پرینتر سه‌بعدی چند نازله نوعی پرینتر سه‌بعدی چند ماده‌ای است که دارای دو یا چند نازل می‌باشد. نازل‌ها از یکدیگر مستقل هستند، بنابراین هر کدام مواد متفاوتی را پخش می‌کنند .

Source :

https://newatlas.com/3d-printing/multiplexed-fused-filament-fabrication-3d-printing/

https://fr.mfgrobots.com/equipment/industry/1002000781.html

https://www.hackster.io/news/new-multi-nozzle-3d-printing-technique-dramatically-improves-print-speed-17bda28d5efe