اختصاصی بسپار/ چاپ سه‌بعدی از نمونه سازی دیروز تا تولیدات امروزی
بسپار/ایران پلیمر قابلیت‌های چاپ سه‌بعدی با مواد جدید مقاوم در برابر شعله، زیست‌پایه و دارای براقیت کم در کنار اتاقک شبیه‌ساز بالگردی (Helicopter simulator cockpit) ساخته شده با استفاده از روش ساخت برهم‌افزا، هم‌چنان در حال گسترش است.
با اینکه چاپ سه‌بعدی ابتدا به عنوان روشی برای تولید نمونه‌های اولیه آغاز شد، اما در شکل‌های گوناگون خود، به روشی برای تولید تبدیل شده است. پیشرفت‌هایِ مواد و ماشین‌آلات، به روش‌هایی مانند تنواره‌سازی نهشت همجوش(FDM) کمک کرده است تا در برخی از موارد با قالب‌گیری تزریقی رقابت کند. این رقابت معمولا در تیراژ کمتر محصولات تخصصی، که طراحی و ساخت قالب اقتصادی نیست به چشم می‌اید.
مهارت‌های پرداخت
چاپ سه‌بعدی، که به عنوان ساخت برهم‌افزا (additive manufacturing) نیز شناخته می‌شود، به طور مداوم درحال بهبود است. شرکتِ KraussMaffei اخیرا متخصصانی از بخش‌های ساخت برهم‌افزا و قالب‌سازی خود را گردهم آورده است تا قطعات چاپ سه‌بعدی با کیفیت‌تری تولید کنند.
این همکاری یعنی قطعات سه‌بعدی چاپ‌شده، مانند قطعات خروجی از قالب‌ها، می‌توانند با استفاده از فناوری‌هایی مانند فرزکاری در محل تولید، پرداخت شوند و از یک منبع واحد تامین شوند.
مهندس پروژه در بخش ساخت برهم‌افزا در KraussMaffei گفت: «در ابتدا ما با دیگر شرکت‌های فرزکاری کار کردیم، اما کار در محل شرکت بسیار کارامدتر است، ضمن اینکه تخصص را حفظ می‌کنید.»
درحال حاضر، پلی‌اتیلن ترفتالات گلیکول(PETG) بازیافتی تقویت‌شده با 30 درصد الیاف شیشه برای چاپ سه‌بعدی استفاده خواهد شد که معمولا با ماده‌ای به نام ureol (عمدتا از جنس پلی‌یورتان و یا رزین اپوکسی) انجام می‌شد.
در یکی از پروژه‌هایی که قبلا اجرا شده است، از روش ریخته‌گری ماسه‌ای (Sand-casting) برای بالشتک‌های فشاری (Pressure pad) استفاده شد. برای این کار ابتدا یک قالب مادگی (Negative Mould) تولید و با آن قالب ماسه‌ای ساخته می‌شود که در آن فلز مذاب (مانند آهن یا آلومینیوم) ریخته می‌شود. قالب ماسه‌ای هنگام بیرون آوردن، از بین می‌رود و بدنه¬ی سه‌بعدی باقی‌مانده می‌تواند بارها استفاده شود.
این همکاری برای هر دو طرف سودمند است زیرا هر دو طرف می‌توانند خدمات بیش‌تری ارایه دهند. مشتریان چاپِ متناسب با تقاضا، قطعات خود را از یک واحد با پرداخت (finish) بهینه دریافت می‌کنند. ضمن اینکه مشتریان فعلی محصولات بر پایه‌ی ureol می‌توانند از PET GF30 که مقاوم‌تر است، استفاده کنند.
به‌علاوه، شرکت KraussMaffei پس از حضور در نمایشگاه NPE، فناوری ساخت برهم‌افزای خود را به بازار آمریکا معرفی کرد. یکی از اجزای کلیدی این فناوری، سامانه‌ی LSAM (ساخت برهم‌افزا در مقیاس بزرگ) به نام PowerPrint است، که در کنار سامانه استریولیتوگرافی (Stereolithography که در آن رزین با نور لایه به لایه چاپ می‌شود) با نام PrecisionPrint عرضه شده است. این سامانه قادر است ساختارهایی با حجم ساختی تا ۱۰ متر مکعب تولید کند و به پیاده‌سازی طرح‌های پیچیده کمک کند. به گفته‌ی KraussMaffei، این روش جایگزینی برای روش‌های تولید متداول است.
تقویت قطعات
شرکت آلمانی Aim3D، فرایند Voxelfill خود را بهبود بخشیده و امکان تولید قطعاتی با خواص نزدیک به فرایندهای سنتی مانند قالب‌گیری تزریقی را فراهم کرده است.
این اقدام پس از پشت سر گذاشتن یک سال دشوار برای شرکت صورت گرفت؛ سالی که در آن عواملی هم‌چون هزینه‌های بالای انرژی شرکت را وادار به تغییراتِ ساختاری و تملک مدیریتی (Management buy-out) کرد.
Voxelfill به رفع مشکلات استحکام ناهمگن که در قطعات چاپ سه‌بعدی به دلیل فرایند ساخت لایه‌ای (layer-based) رایج است، کمک می‌کند. این مشکلات می‌توانند به کاهش استحکام کششی و خمشی (flextural) و رفتار ترد (brittle behaviour) در محور Z منجر شوند. در مقابل، استحکام به دست آمده در محورهای X و Y، نزدیک به استحکامی است که در قالب‌گیری تزریقی رایج است. Aim3D این مزیت را با فراورش قطعات پر شده با الیاف مثل PA6 GF30 و گرمانرم‌هایی خالص مانند Ultem 9085 نشان داده است.
فناوری Voxelfill هم‌چنین می‌تواند برای تولید قطعات چند‌ماده‌ای استفاده شود و به طور کلی برای ساخت قطعات سه‌بعدی با استفاده از بسپارها، فلزات و سرامیک‌ها مناسب است.
برگردان: مهندس عمادالدین درانی
[email protected]
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 272 ماهنامه بسپار که در نیمه خرداد ماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
