معرفی و راهنمای انواع پرینترهای سه بعدی چندرنگ

امروزه دیگر چاپ سه بعدی یک فناری همه‌ کاره است و در کارگاههای بزرگ تا اتاق خواب کودک یافت میشود، زیرا پرینترهای سه بعدی می توانند هر چیزی، از اسباب بازی گرفته تا قطعات خودرو را بسازند. با این وجود، چند ایراد وجود دارد، که یکی از آنها رنگ آمیزی است: چاپ سه بعدی استاندارد، فارغ از نوع فناوری، ذاتاً یک روش تولید تک رنگ است و این می تواند برای افرادی که به دنبال الگوهای رنگی خلاقانه یا جزئیات واقعی هستند، دردرسرزا باشد. اما: راه حل هایی وجود داد! در این مقاله، در مورد روش های اصلی چاپ طرح های چندرنگ، از ساده ترین تا صنعتی ترین تکنیک ها، صحبت خواهیم کرد.

می خواهیم روش های چاپ سه بعدی چندرنگ را بررسی کنیم.

با این حال، پیش از آغاز کار، بیایید چند اصطلاح کلیدی را مورد بحث قرار دهیم تا در درک مطلب راحت تر باشیم.

• چاپ چندرنگ تفریحی (خانگی) از لحاظ ابعاد دستگاه و بودجۀ مالی در سطح سرگرمی قرار می گیرد. چاپگرهای سه بعدی چندرنگ سطح سرگرمی معمولاً زیر 2000 دلار هستند، ضمن این که یک کیت مونتاژ نشده می تواند کمتر از 500 دلار هزینه در بر داشته باشد. این سیستم ها روی یک میز معمولی جا میشوند و برای ساخت وسایل شخصی مناسب هستند. از بین این سیستم ها می توان به Prusa mk3s دارای MMU یا Mosaic Palette اشاره کرد.
• چاپ چندرنگ حرفه ای گران تر، دقیق تر و مناسب برای نمونه سازی و توسعۀ محصول است. چاپگرهایی با این ویژگی ها، بیش از 10000 دلار قیمت دارند و برای محیط های اداری مناسب هستند، چون مشاغل بودجۀ بیشتری از کاربران روزمره دارند. برای مثال، Ultimaker S5 و Raise 3D Pro2 Plus نمونه های درخشانی از سیستم های سه بعدی چندرنگ هستند که برای مشاغل مرتبط با چاپ سه بعدی گزینۀ مناسبی به شمار می روند.
• چاپ چندرنگ صنعتی عملاً محدودیت مالی و اندازه ای ندارد؛ پس بسیار گرانقیمت هستند. آنها ماشین آلات رده بالایی هستند که برای تولید و عرضۀ محصول نهایی مورد استفاده قرار می گیرند (مثلاً Stratasys J-Series). این دستگاه ها عالی کار می کنند و برای محیط های اداری یا کارخانه ای بزرگ مناسب میباشند.

چاپ سه بعدی FDM با رنگ های جداگانه

چاپ سه بعدی FDM با رنگ های جداگانه شاید ساده ترین نوع از روش های چاپ سه بعدی چندرنگ باشد و برای هر رنگ در چاپ سه بعدی از متریال جداگانه ای استفاده می شود.

نازل چندگانه، اکسترودر چندگانه

چاپگرهای دارای نازل یا اکسترودر چندگانه، همانطور که گفته خواهد شد، پرینترهای چندمنظوره و تمام عیار هستند. نازل های متعدد نیاز به بازکشش فیلامنت قدیمی و برج های پاکسازی دردسرساز را از بین می برد. از طرف دیگر، این دستگاه ها برای درست کار کردن به مراقبت و کالیبراسیون بیشتری نیاز دارند.

در اینجا چند نمونه از دستگاه های چندنازل و چنداکسترودر آورده شده است:

• Ultimaker S5 موردی بسیار محبوب است. این دستگاه می تواند دو رنگ از یک متریال مشابه یا دو متریال کاملاً متفاوت را مدیریت کند! هر نازل توسط یک اکسترودر جداگانه تغذیه می شود، اما هر دو بر روی یک حائل جرثقیلی XY نصب می شوند. S5 یک دستگاه رومیزی بزرگ با قیمتی کمتر از 6000 دلار است که آن را برای مشتریان حرفه ای مناسب می کند.
• BCN3D Sigma D25 از سیستم IDEX (اکسترودر دوگانه مستقل) استفاده می کند که در آن هر نازل مربوط به یک اکسترودر جداگانه و یک حائل XY جداگانه است. این امر به D25 اجازه می دهد که نه تنها با دو رنگ یا دو متریال چاپ را انجام دهد، بلکه توانایی استفاده از حالت های «دوگانه» یا «چاپ آینه ای» را داشته باشد، که در این چنین حالت هایی نازل ها به صورت همزمان کار خود را انجام می دهند. D25 با قیمتی نزدیک به 4000 دلار دستگاهی بزرگ است که ویژۀ مشتریان حرفه ای محسوب می شود.
• Flashforge Creator Pro 2 نمونه ای عالی از دستگاه های سرگرمی است. این چاپگر IDEX برای بودجه ای 700 دلاری مناسب است و می تواند با استفاده از رایانه های معمولی رومیزی راه اندازی شود.

پیوند زدن (Splicing)

پیوند زدن شامل برش و اتصال رنگ ها یا متریال های مختلف است، به طوری که چاپگر می تواند بدون نیاز به توقف برای کارهای مربوط به تغییر رنگ (مانند بازکشش، پاکسازی یا تمیزکاری نازل) به طور پیوسته چاپ کند. دستگاه Mosaic Palette نمونه ای عالی از این تکنیک است.

• سیستم های Mosaic Palette به کاربران اجازه می دهند که با 8 رنگ مختلف چاپ را انجام دهند (البته در مورد Mosaic Palette 3 Pro). هرگاه جی‌کد نشان دهندۀ تغییر رنگ باشد، دستگاه فیلامنت قدیمی را می بُرد و با استفاده از حرارت فیلامنت جدید را به فیلامنت قدیمی پیوند می دهد و فیلامنت پیوسته می تواند بدون وقفه به چاپ ادامه دهد.

تعویض (Swapping)

تعویض روش دیگری برای دستیابی به چاپ های چندرنگ است. این تکنیک فقط به یک نازل نیاز دارد و به سادگی فیلامنت قبلی را به عقب کشیده و در صورت نیاز به تغییر رنگ فیلامنت جدید را وارد می کند. این روش ساده و موثر ولی بسیار کند است.

تعویض همچنین نیاز به پاکسازی دارد، تا باقیماندۀ فیلامنت قدیمی پیش از رسوب فیلامنت جدید پاک شود. این امر زمان و متریال بیشتری را هدر می دهد.

• MMUهای Prusa فیلامنت را تعویض می کنند تا چاپ سه بعدی با حداکثر 5 رنگ انجام شود. در صورت کارکرد صحیح نتایج می تواند چشمگیر باشد، اما این امر به فرایند نصب نیز وابسته است. این ارتقاء در دستگاه های Prusa حدود 300 دلار هزینه دارد و برای علاقه‌مندان، متخصصان و حتی تولیدکنندگان مناسب است.
• همچنین می توانید با متوقف کردن چاپ در نقطه ای خاص، فیلامنت را به صورت دستی عوض کنید. طبیعتاً، این امر می تواند در چاپ های سه بعدی پیچیده باشد.

انواع پرینترهای سه بعدی رنگی صنعتی

فناوری های چاپ سه بعدی Material Jetting، Drop on Demand و CMYK قادر به چاپ سه بعدی تمام رنگی و دقیق هستند که شما را شگفت زده می کنند. این ها دستگاه های سطح بالا و صنعتی هستند که برای ایجاد نمونه های نهایی به کار می روند.

Material Jetting

Material Jetting یک فناوری پرینت سه بعدی بسیار سریع و دقیق است. پرینترهای سه بعدی این فناوری با دپوزیت کردن قطرات پلیمر و پرداخت آنها با اشعۀ ماوراء بنفش قطعات را می سازند. این دستگاه ها برای تولید قطعات تمام رنگی از قطرات CMYK (فیروزه ای، سرخابی، زرد، سیاه و سفید) استفاده می کنند که مجموعۀ کاملی از رنگ ها و سایه ها را در اختیار آنها قرار می دهد.

• دستگاه های Stratasys J-Series نمونه های اصلی پرینترهای سه بعدی Material Jetting تمام رنگی هستند. فقط برای خرید آنها باید 250000 دلار کنار بگذارید! این هزینه برای بسیاری از علاقه‌مندان دور از ذهن است... پس بهتر است آن را به برنامه های حرفه ای و صنعتی سطح بالا واگذار کنیم.

Multi Jet Fusion

Multi Jet Fusion فناوری مشابه قبلی است که به جای متریال مایع از پلیمرهای پودری استفاده می کند.

• پرینترهای سه بعدی HP Multi Jet Fusion دستگاه های پیشرفته ای هستند. این سیستم ها حدود 50000 دلار قیمت دارند، هزینه ای که برای موسسات حرفه ای، صنعتی و دانشگاهی قابل پرداخت است.

آشنایی بیشتر با فناوریهای چاپگر سه بعدی در پیج اینستاگرام:

https://www.instagram.com/3dpe/