مروری بر فناوری پرینت سه بعدی کربنDLS

به روز رسانی شده در: 27 تیر 1403
زمان مورد نیاز برای مطالعه: 11 دقیقه
 مروری-بر-فناوری-پرینت-سه-بعدی-کربنDLS

این مقاله همه ی چیزهایی را که باید در مورد فناوری کربن DLSبدانید، خلاصه می کند؛ از جمله نحوه ی عملکرد آن، مواد سازگار و همچنین مزایا و محدودیت های DLS به عنوان یک فناوری پرینت سه بعدی.

 

مقدمه

کربنDLS  (سنتز نور دیجیتال) به دسته­ی پلیمریزاسیون مخزنی پرینت سه بعدی تعلق دارد. این فرآیند از تابش نور دیجیتال، نورهای قابل نفوذ به اکسیژن و رزین­ های مایع قابل برنامه­ ریزی برای ساخت محصولاتی با دوام و همچنین دارای وضوح مناسب و پرداخت سطحی خوب استفاده می ­کند.

این فناوری، همراه با رزین‌های CLIP انحصاری کربن (تولید فصل مشترک مایع پیوسته)، راه را برای طراحی محصولاتی که قبلا غیرممکن و پیچیده بوده، از جمله سفارشی‌سازی انبوه و موجودی تقاضا محور، هموار می­ نماید. فناوری کربن  DLS شرکت­ها را قادر می­ سازد تا محصولات نوآورانه ­ای را به بازار بیاورند که هرگز تصور نمی ­شد تولید آن­ها امکان­ پذیر باشد.

کربن DLS چگونه کار می ­کند؟

فرآیند کربن DLS شامل یک رزین پلاستیکی مایع است که با کمک تابش لیزر UV به جامد تبدیل می­ شود. لیزر (5) از پایین و از طریق یک پنجره­ ی قابل نفوذ به اکسیژن (3) به مخزن رزین تابیده می­ شود. با توالی لایه‌های تصاویر UV روی رزین (2) پخش شده و در حالی که پلتفرم ساخت (1) بالا می‌رود، قطعه نیز منجمد می‌شود. این فرآیند تولید فصل مشترک مایع پیوسته (CLIP) نامیده می ­شود.

دستگاه کربن DSL

·       مرحله 1 - یک لایه­ ی مایع نازک از رزین فرآوری نشده میان پنجره ­ی نفوذپذیر نسبت به اکسیژن قرار گرفته و قطعه­ ی چاپ شده نیز «محدوده­ ی مرده» نامیده می­ شود (4).

·       مرحله 2 - نوری که از محدوده­ ی مرده عبور می ­کند، رزین بالای آن را بدون چسباندن قطعه بر روی پنجره فرآوری می ­نماید. این جریان پیوسته­ ی رزین فرآوری نشده در زیر رزین عمل­ آوری شده در طی چاپ ادامه یافته و از این رو با نام فصل مشترک مایع پیوسته شناخته می­ شود.

·       مرحله 3 پس از اتمام پرینت، قطعه در کوره پخته می­ شود. حرارت دادن باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی در رزین می­ شود که خواص مکانیکی قطعه را نیز بهبود می ­بخشد.

این فرآیند بدون وقفه (مرحله 2) چیزی است که کربن DLS را از سایر فناوری­ های پلیمریزاسیون مخزنی متمایز می ­سازد.

مواد پرینت سه بعدی کربن DLS

در میان پرکاربردترین مواد کربن DLS، موارد زیر ارائه می شوند:

·       پلاستیک­ های سخت: مانند CE 221، UMA 90، DPR 10، EPX 82، FPU 50، RPU 70

·       پلاستیک­ های لاستیک مانند: مانند EPU 40، SIL 30

قطعات DSL

مزایای فناوری کربن DLS

هنگام استفاده از کربن  DLS، این موارد جزء مهم ترین عوامل تاثیر­گذار محسوب می­ شوند.

دستیابی آسان به طرح ­های پیچیده

هرچند فناوری کربن DLS سازه ­­های پشتیبانی را تولید می‌کند، اما برای طراحی‌های پیچیده نیز خوب است؛ زیرا برخلاف همتایان گداخت بستر پودری خود مانند SLS و MJF از رزین‌ها بهره می ­برد. استفاده از رزین به طراحی سیالیت بخشیده و دستیابی به طرح ­ها و اجزای داخلی پیچیده را نیز تسهیل می­ کند. اکثر طرح ­های پیچیده ­ای که حتی با استفاده از ماشینکاری معمولی مانند CNC نیز نمی ­توان به آن­ها دست یافت، با کربن DLS امکان­ پذیر هستند.

در واقع، فناوری پرینت سه بعدی مذکور به شما این امکان را می ­دهد تا بدون به خطر افتادن قابلیت ساخت، زیربرش ­ها و دیواره­ های کاملا مستقیم را تولید نمایید. بعلاوه، تولید سازه­ های مشبک که منحصر به کربن DLS است، به مهندسان این امکان را می ­دهد که محصولات را  بازطراحی کنند (به عنوان مثال، طراحی مشبک می ­تواند جایگزین فوم موجود در کفش ­ها شود).

شبکه سازی

  سازه ­های مشبک تولید شده توسط کربنDLS   

خواص مکانیکی خوب

چیزی که پرینت‌های سه بعدی کربنی را از پرینت‌هایی که با فرآیندهای مشابه مانند استریولیتوگرافی (SLA) یا پلی­ جت چاپ می‌شوند متمایز می­ سازد، این است که رزین دارای یک مرحله­ ی حرارتی ثانویه می­ باشد که اپوکسی‌های خفته یا یورتان‌ها را فعال نموده و قطعات را بسیار محکم‌تر از اشعه­ ی ماوراء بنفش فرآوری می‌کند. علاوه بر این، فرآیند DLS پیوسته بوده و مانند اکثر تولیدات افزایشی، بدون توقف لایه به لایه است. این امر به قطعات خواص ایزوتروپیک می ­دهد؛ به این معنی که استحکام بدون توجه به جهت­ گیری ثابت است. این یک مزیت قابل توجه نسبت به فرآیندهایی مانند مدل­ سازی رسوب ذوب شده (FDM) می­ باشد که در آن اجزای ساخته شده در جهت Z می­ توانند بسیار ضعیف­ تر از اجزای مشابه تولید شده در جهت XY باشند.

پرداخت سطح DSL

  تصویر نشان دهنده ­ی مدول یانگ پس از فرآوری 

پرداخت سطح صاف

از آنجایی که فرآیند کربن  DLS از مواد رزینی استفاده می­ کند، پوشش سطح شیشه مانند خواهد بود و می­ تواند جایگزین نمونه ­های اولیه­ ی معمولی ساخته شده توسط MJF یا SLS شود که از پودر استفاده می­ کنند یا FDM که از فیلامنت ­ها بهره می ­­برد. به دلیل پرداخت سطح با کیفیت و وضوح بالا، جزئیات خارجی و داخلی را می­ توان به طور کامل تولید نمود. این فرآیند همچنین برای ساخت نمونه­ های اولیه­ ی کاربردی و ارائه­ ی یک نمای کلی مناسب است.

پرداخت سطح 

پرداخت سطح صاف 

جزئیات دقیق ­تر و دقت بالا

ضخامت لایه­ ی بدست آمده توسط کربن DLS بسیار کمتر است (0.001 میلی­متر) و با پرتو لیزر بسیار باریک، می­ توان اجزای پیچیده ­ی کوچکی با پرداخت بسیار واقعی را به دست آورد. این فناوری پرینت سه بعدی همچنین امکان ساخت قطعات کوچک با وضوح بالا و همچنین قطعات بزرگ­تر تا اندازه­ ی دو متر را در حالی فراهم می ­سازد که دقت بالا و تلرانس ­های دقیق را نیز حفظ می­ کند.

بدون اتلاف مواد

رزین CLIP که پس از ساخت قطعه تخلیه می­ شود، می­ تواند مجددا بدون هدر رفت مورد استفاده قرار گیرد. در مقایسه با ضایعات تولید شده توسط MJF یا SLS، مواد ضایعاتی تولید شده توسط کربن  DLS ناچیز بوده و همین امر یک عامل کلیدی در انتخاب فناوری پرینت سه بعدی مناسب می ­باشد.

پرینت ­های مناسب مواد غذایی و زیست ­سازگار

رزین­ هایی مانند SIL 30 و RPU 70 که در کربن  DLS استفاده می­ شوند، زیست­ سازگار بوده و یکی از مزایای اصلی این فرآیند محسوب می­ شوند. سایر فناوری‌ها مانند MJF مناسب مواد غذایی یا زیست­ سازگار نبوده و لذا کربن  DLS یکی از بهترین فناوری‌ها برای چاپ ایمپلنت‌های پزشکی یا ظروف غذا است.

دسترسی به گزینه­ های پرینت سه بعدی انعطاف­ پذیر

رزین‌های CLIP مانند SIL 30، EPU 40 و FPU 50 رزین‌های انعطاف‌پذیر بوده و قابلیت ساخت اجزای انعطاف‌پذیر لاستیک مانند قطعات را دارند. آن­ها حتی برای استفاده به عنوان قطعات کاربردی در عملیات­ های فوری نیز مناسب هستند.

ملاحظاتی در مورد کربن DLS

گران بودن

کربن  DLS یکی از گران­ ترین فناوری ­های پرینت سه بعدی موجود در بازار است. در مقایسه با MJF یا FDM که برای نمونه‌سازی مناسب و ارزان‌تر هستند، فناوری DLS در صورت آزمایش‌ها و اصلاحات طراحی متعدد برای نمونه‌های اولیه، می‌تواند به یک گزینه ­ی گران قیمت تبدیل شود. نمونه ­های اولیه­ ی تک نیز به دلیل عوامل مرتبط با هزینه ­ی نصب و راه ­اندازی تولید پرهزینه ­تر هستند.

انتخاب محدود مواد

فرآیند کربن  DLS از مواد چاپی استفاده می­ کند که کاملا منحصر به فرد بوده و در حال حاضر فقط هشت ماده در دسترس دارد. علاوه بر این، تنها استفاده از چند رنگ امکان­پذیر است. با این حال، پس ­پردازش به رنگ ­آمیزی به قطعه کمک می ­نماید؛ اما در نهایت امری پرهزینه تلقی می ­شود.

خدمات پرینت سه بعدی کربن  DLS

مجموعه 3DHUB خدمات کربن  DLSرا برای پروژه ­های پرینت سه بعدی تقاضا محور ارائه می ­دهد. برای دریافت هزینه ساخت می تواندی فایل قطعات خود را در داخل سایت آپلود کنید و یا جهت مشاوره با همکاران ما تماس بگیرید.

 

 

دیدگاه خود را بنویسید دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *