چکیده : اگر در زمینهٔ چاپ سه بعدی فلز تازه کار هستید، این راهنما برای شما مناسب است. در این مطلب درباره تولیدکنندگان متریال، سازندگان پرینترهای سه بعدی فلزی، ارائه دهندگان خدمات چاپ صحبت می کنیم.

چاپ سه بعدی فلزی Metal 3d Printing، از موتورهای موشک و ایمپلنتهای استخوان لگن انسان گرفته تا قطعات یدکی خودرو و جواهرات، تقریباً در هر صنعتی استفاده می شود. پیشرفتهای تکنولوژی باعث شده است که پرینت3بعدی فلز سریع تر، ارزان تر و مطمئن تر از همیشه باشد.

اگر در زمینهٔ چاپ سه بعدی فلز تازه کار هستید، این راهنما برای شما مناسب است. ما در وبسایت خودمان ده‌ها مقاله دربارهٔ چاپ و پرینترهای سه بعدی فلزی داریم (3DPE.ir/academy). در این مطلب درباره تولیدکنندگان متریال، سازندگان پرینترهای سه بعدی فلزی، ارائه دهندگان خدمات چاپ و کاربرانی که از آن برای تولید ابزارآلات تا موتور توربین استفاده می کنند، صحبت میشود.

در کشورهای پیشرفته، چاپ سه بعدی فلزی (یا تولید افزایشی فلزی) نمونه های کاربردی اولیه را با سرعتی زیاد و با استفاده از متریال نهایی تولید می نماید. این فناوری همچنین باعث می شود که ساخت قطعات فلزی تخصصی در حوزه های پیشرفته، مانند تجهیزات هوافضا و صنعتی، کم هزینه تر و سریع تر انجام شود. همچنین می توان قطعات پرینت سه بعدی فلزی را بعنوان محصولات مصرفی، از چوب گلف و دوچرخه گرفته تا محصولات پزشکی مانند ایمپلنت های دندانی و ابزار جراحی پیدا کرد.

برای پرینت سه‌ بعدی فلزی بیش از 10 نوع فناوری و چندین متریال در دسترس دارد. هم دستگاه های رومیزی با کاربری آسان و مقرون بصرفه موجود است و هم دستگاه های صنعتی در مقیاس بزرگ. بطور خلاصه، چیزهای زیادی برای دانستن وجود دارد، پس بیایید کار را آغاز کنیم.

چاپگر سه بعدی فلزی به چه درد می خورد؟

باید پرسید چاپ فلزی به چه دردی نمی‌ خورد؟! این پرسش بهتری است. تولید افزایشی فلزی یک فناوری بسیار متنوع است. در کشورهای صنعتی با اقتصاد قوی این تکنیک، برای مشاغل کوچک به اندازهٔ کافی در دسترس و برای تولیدکنندگان بزرگ به اندازهٔ کافی پیشرفته است.

در چند سال گذشته، با متوقف شدن زنجیره های تأمین قطعات فلزی از خارج از کشور، تولیدکنندگان مختلف، از فروشندگان محلی گرفته تا خودروسازان بزرگ، تولید قطعات فلزی را به ویژه برای نمونه های اولیه و ابزارآلات به داخل منتقل کردند.

چاپ سه بعدی فلزی برای تولید قطعات خاص، یدکی و کم حجم جایگزین ماشینکاری شده است زیرا سریع تر و ارزان تر انجام می شود. در این فرایند هیچ ضایعاتی در کار نیست و به شما اجازه می دهد که یک قطعه را به جای چند روز در عرض چند ساعت چاپ کنید. شرکت هایی که زمانی تولیدات فلزی خود را برون سپاری می کردند، اکنون می توانند خودشان آنها را تولید کنند. ارتشها در سراسر جهان جزو بزرگ ترین مصرف کنندگان چاپ سه بعدی فلزی محسوب می شوند و از آن برای تولید قطعات یدکی و آماده سازی سربازان بهره می برند.

شرکتها، بویژه در صنایع هوا فضا و پزشکی، از ویژگی های منحصر بفرد پرینت سه بعدی فلزی برای تولید محصولات کاملاً جدید استفاده میکنند. چاپ می تواند اشکال پیچیده ای ایجاد کند که با انواع دیگر تولید فلزی امکان پذیر نیست. قطعات نوآورانهٔ پرینت فلز شامل همه چیز می شود؛ از کانال های داخلی و دیوارهای مشبک گرفته تا ادغام ده ها قطعه در یک واحد مستقل؛ از موتور موشک گرفته تا ایمپلنت های ستون فقرات.

طراحی اولیه برای پرینت فلز بمنظور تولید قطعاتی با وزن سبک تر و کارآمدتر انجام می شود.

برترین کاربردهای پرینت سه بعدی فلزی

• قطعات کم حجم و تخصصی
• نمونه های اولیهٔ فلزی کاربردی
• قطعات یدکی و منسوخ شده
• ایمپلنت های جراحی و دندان پزشکی
• جواهرات و هنرهای تزئینی

چگونه فلز را پرینت کنیم؟

چاپ فلز یک فناوری نیست بلکه شامل چندین فناوری ترکیبی است. در واقع، حدود 10 روش برای پرینت قطعات فلزی وجود دارد، از چاپگرهای فلزی رومیزی در دسترس و مقرون بصرفه گرفته تا نسخه های صنعتی که به اندازهٔ یک کانتینر حمل و نقل هستند. می توانید قطعات فلزی ساده را بر روی یک پرینتر با قیمت کمتر از 1000 دلار یا قطعات ماهواره ای دارای مجوز پرواز را بر روی یک پرینتر با قیمت حدود نیم میلیون دلار چاپ کنید.

شیوه های چاپ فلزی بسته به نوع متریال، رشته فیلامنت فلزی، پودر فلز، سیم فلزی در دسته های مختلفی قرار می گیرند. حتی فلز آمیخته با رزین، میله های فلزی و گلوله های فلزی بعنوان گزینه های متریال وجود دارند که هر یک قطعاتی با ویژگی های مختلف تولید می کنند. در ادامه از این 10 فناوری، از DED گرفته تا WAAM، نام می بریم.

انتخاب نوع فناوری به نیازها بستگی دارد. اهمیت جزئیات و شکل، اندازه، استحکام، نوع فلز، هزینه، سرعت چاپ و حجم را در نظر بگیرید. برخی از فناوریها می توانند قطعات را به صورت نهایی آماده کنند، اما برخی دیگر به پرداخت نهایی طولانی نیاز دارند. همهٔ فناوری های کنونی دارای مزایا و معایبی هستند و متاسفانه هیچ روشی نمی تواند بطور همزمان قطعات را سریع، ارزان و با کیفیت عالی تولید کند، پس اولویت های خود را بشناسید.

10 نوع فناوری چاپ سه بعدی فلزی

• Fused Deposition Modeling (FDM)
• Laser Powder Bed Fusion (LPBF) / Selective Laser Melting (SLM)
• Electron Beam Melting (EBM) / Powder Bed Fusion with Electron Beam
• Metal Binder Jetting
• Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)
• Directed Energy Deposition With Laser (DED)
• Directed Energy Deposition with electron Beam (DED eBeam)
• Metal Lithography
• Cold Spray
• Micro 3D Printing

از چه فلزهایی در چاپ سه بعدی استفاده می شود؟

چاپ لزوماً به فلزات خاص نیاز ندارد. بسیاری از دستگاه ها و فناوری ها می توانند دقیقاً از همان متریال فلزی استفاده کنند که در سایر روشهای تولید مانند قالب گیری تزریقی و یا جوشکاری استفاده می شود. با این حال، برخی از فناوری های چاپ سه بعدی فلزی، به ویژه پودرهایی که بطور خاص برای چاپ تولید شده اند، بهترین کارایی را دارند. برخی از فلزات، عمدتاً فلزات واکنشی یا بازتابنده، مانند مس، به پرینترهای سه بعدی خاص با ویژگی های خاص نیاز دارند.

در نهایت، تقریباً هیچ فلزی وجود ندارد که نتوان آن را چاپ کرد. شما می توانید هر چیزی از طلای خالص گرفته تا کروم کبالت را بصورت سه بعدی چاپ کنید.

رایج ترین فلز برای چاپ فولاد ضدزنگ است. تمام فناوری های پرینت می توانند این متریال را با سطوح مختلف قدرت و چگالی استفاده کنند. برای نمونه، هنگام ارزیابی گزینه های فولاد ضدزنگ، تراکم مورد نیاز در قطعهٔ نهایی (90 تا 99.6 درصد)، تخلخل (که بسته به کاربرد شما می تواند ایراد یا مزیت باشد) و مجموعه خواص مکانیکی مور نیاز مثلاً استحکام کششی را در نظر بگیرید.

رایج ترین فلزها برای پرینت سه بعدی

• فولاد ضدزنگ
• تیتانیوم
• آلومینیوم
• مس
• فولاد ابزاری

در یک پرینتر سه بعدی متریال فلزی به دنبال چه چیزی باشیم؟

فرقی نمی کند که اولین پرینتر خود را می خرید یا دهمین بار است که این کار را انجام می دهید، در هر صورت باید عوامل کلیدی را در نظر بگیرید. خوشبختانه، سازندگان زیادی برای انتخاب وجود دارند، اما بازار آنقدر بزرگ نیست که نتوانید خودتان را به چند گزینه محدود کنید.

همانطور که در بالا گفته شد، ابتدا باید نیازهای خود را بشناسید: چه چیزی را چاپ خواهید کرد، چگونه از آن استفاده خواهید کرد، چه تعداد چاپ خواهید داشت، چه موادی برای شما ایده‌آل است و بودجهٔ شما چقدر است.

شش گام برای خرید پرینتر سه بعدی فلزی

• یک طرح توجیهی و انگیزهٔ منطقی برای خرید پرینتر فلزی در نظر بگیرید
• فناوری را بشناسید
• آن را آزمایش کنید و درخواست نمونه چاپ ارائه دهید
• خرید مالکیت یک سیستم موجود و در حال کار را در گزینه های خود قرار دهید
• هزینه های پنهان را شناسایی کنید
• از یک توزیع کنندهٔ معتبر خرید کنید

یک راه عالی برای ارزیابی اینکه آیا پرینتر فلزی برای شما مناسب است یا خیر، سفارش قطعات فلزی به یکی از شرکت های خدمات پرینت است.

برترین پرینترهای سه بعدی فلزی

ما با شرکتهایی صحبت کرده ایم که از آنها استفاده می کنند و از آخرین پیشرفت ها مطلع هستیم. راهنمای ما دربارهٔ پرینتر3بعدی فلزی برتر دوبار در سال به روز می شود و در طول سال دربارهٔ تمام دستگاه های جدید و ارتقاء دستگاه های موجود گزارش تهیه می کنیم.

ما حدود 20 پرینتر سه بعدی فلزی را در راهنمای ویژهٔ برترین پرینترهای سه بعدی فلزی آورده ایم که تقریباً همهٔ فناوری ها را در بر می گیرند. راهنمای چاپ سه بعدی Powder Bed Fusion را به طور جداگانه منتشر کرده ایم، زیرا این محبوب ترین فناوری برای پرینت فلز محسوب می شود. همچنین، مقاله هایی دربارهٔ پرینترهای سه بعدی برتر تولید افزایشی، اسپری سرد فلز و ذوب پرتو الکترونی در سایت ما وجود دارد (3DPE.ir/academy).

وقتی صحبت از چاپ FDM (عمومیترین روش پرینت3بعدی که حتی کاربران خانگی هم از آن استفاده میکنند) با استفاده از فیلامنت فلزی می شود، نمی توان دستگاه های برتر را فهرست کرد زیرا تعدادشان زیاد است. اساساً، هر چاپگر سه بعدی رومیزی با یک نازل فولادی مستحکم و شرایط حرارتی حدود 180 تا 220 درجهٔ سانتیگراد می تواند فیلامنت فلزی را که همان پودر فلز جاسازی شده در پلیمر ترموپلاستیک است، چاپ سه بعدی کند.

اخیراً چند سازندهٔ پرینترهای سه بعدی از جملهUltiMaker، BCN3D، Zortrax و Anycubic پروفایل هایی را ارائه کرده اند که به شما امکان می دهد با فیلامنت فلزی بر روی دستگاه خود چاپ را انجام دهید، در حالی که سایر سازندگان مانند Raise3D اعلام کرده اند که پرینترهای سه بعدی جدیدی را برای چاپ فیلامنت فلزی عرضه خواهندکرد. حتی سرویس های خدماتی اصلی چاپ، از جمله Craftcloud، فیلامنت فلزی را به فهرست متریال های موجود خود افزوده اند.

آخرین دسته از پرینترها سه بعدی فلزی که در اینجا مطرح می کنیم، پرینترهایی هستند که چاپ سه بعدی فلزی و ماشینکاری CNC را در یک واحد ترکیب می کنند. این پرینترها اصطلاحاً دوکاره می توانند به سرعت قطعهٔ تقریباً نهایی، مثلاً یک قالب، را بسازند و سپس از طریق ابزار CNC دقت ابعادی آن را بهبود ببخشند. برای سرمایه گذاری کم هزینه در چاپ فلزی، می توانید یک اکسترودر فلزی بخرید و آن را روی دستگاه CNC یا بازوی رباتیک کنونی خود نصب کنید.

پیشرفت ها در پرینت سه بعدی فلزی

مسدود شدن زنجیرهٔ تأمین، ژئوپلتیک، تحریم ها و رقابت شدید صنعتی برای عرضهٔ هر چه سریع تر نوآوری ها به بازار، از جمله نیروهایی هستند که روزانه شرکت های بیشتری را بسمت استفاده از چاپ سه بعدی فلزی سوق می دهند. تولید محصولات با عملکرد بهتر، تولید مجدد، سفارشی سازی بر اساس تقاضا، بازتولید و نمونه سازی سریع، تولید قطعات یدکی و تولید قطعات ضروری در عرض چند روز به جای چند ماه، همگی آینده ای روشن را برای پرینتر3بعدی فلزی نوید می دهند و این آینده چندان دور نیست.

با این حال، سازندگان مختلف پرینترهای فلزی همچنان با هم رقابت می کنند تا فناوری خود را سریع تر، ارزان تر و مطمئن تر از قبل کنند. جدیدترین پیشرفت ها در زمینهٔ نرم افزارهای نظارتی و تجزیه و تحلیل قطعات در حین ساخت و مستندسازی فرایند بدست آمده است. پیشرفتهایی نیز در متریال پودر فلز بطور خاص برای تولید افزایشی بدست آمده که منجر به تولید قطعاتی با استحکام ریخته‌گری اما با وزن سبک تر می شود. همچنین، می بینیم که هر روز استفاد از فلز برای مشاغل کوچک تر قابل دسترس تر می شود زیرا سازندگان پرینترهای رومیزی فرایندها و متریال ها را با دستگاه های خود سازگار می کنند.

منبع: 3DPE.ir/academy

/پایان رپرتاژ آگهی

این مطلب صرفاً جنبه تبلیغاتی داشته و اپریویو مسئول تایید صحت آن نیست