پرینت سه بعدی سرامیک

برای تولید سنتی سرامیک با استحکام مناسب ، به کوره های دما بالا نیاز است. همچنین ماشینکاری سرامیک ها بسیار سخت و پر هزینه است. معمولا رسیدن به شکل نهایی با کیفیت سطح مطلوب و بدون ترک با این روش بسیار دشوار است. زیرا سرامیک ها در عین مستحکم بودن، بسیار شکننده می باشند.

از این رو با تکنولوژی پیشرفته پرینت سه بعدی سرامیک و با استفاده از کنار هم قرار دادن مواد به صورت نقطه به نقطه ، خط به خط یا لایه به لایه قطعه مورد نظر ایجاد می شود. با این روش می توان قطعات پیچیده، که ساخت آن ها با روش های سنتی ریخته گری و ماشین کاری دشوار (یا گاهی غیر ممکن) است ، با دقت بالا ساخت.

سرامیک ها در بسیاری از صنایع از جمله هوافضا ، هوانوردی، خودروسازی و پزشکی کاربرد دارند و همچنین چاپ سه بعدی سرامیک به سرعت جایگزین روش های تولید سنتی سرامیک شده است.

روش های پرینت سه بعدی سرامیک

به طور کلی پرینت سه بعدی سرامیک با چهار روش اصلی انجام می شود که در ادامه به توضیح هر یک از آن ها پرداخته می شود.

بایندرجت (binder jetting)

در روش باندرجت برای پرینت سه بعدی سرامیک ، یک ماده اتصال دهنده به صورت انتخابی بر بستری از پودر سرامیک به صورت لایه به لایه اعمال می شود.

پرینت سه بعدی تزریقی

در روش پرینت سه بعدی تزریقی ، خمیر یا دوغاب سفالی از طریق نازل تزریق شده و قطعات به صورت لایه به لایه ساخته می شوند. دقت در این روش نسبت به سایر تکنیک ها کمتر است اما می توان قطعات بزرگ و حجیم را با استفاده از این تکنولوژی ساخت.

تف جوشی پودر (powder sintering)

در روش تف جوشی پودر برای پرینت سه بعدی سرامیک ، از یک اشعه پرقدرت لیزر برای اتصال ذرات پودر سرامیک بر سطح مقطع هر لایه استفاده می شود.

فوتو پلیمرسازی (DLP)

در روش فوتو پلیمرسازی ، از رزینی پر از ذرات سرامیکی در چاپگر DLP استفاده می شود که هر لایه را با یک نور ماوراء بنفش به جامد تبدیل می کند و سخت می شود. سرامیک های هندسی را که نمی توان از طریق تکنیک های قالب گیری تزریقی سنتی ساخت را می توان با استفاده از پرینت سه بعدی ایجاد کرد.

لازم به ذکر است که از نظر فعالیت های لازم پس از پرینت نیز، فرآیندهای پرینت سه بعدی به دو دسته تولید مستقیم و تولید غیر مستقیم تقسیم می شوند.

در روش تولید مستقیم قطعه خروجی از پرینتر، قطعه نهایی است. اما در تولید غیر مستقیم، قطعه نیازمند فرآیندهای تکمیلی است. پرینت سه‌بعدی سرامیک از نوع تولید غیر مستقیم است ، چرا که قطعه خروجی لازم است وارد کوره شود تا به استحکام و دیگر خواص مد نظر برسد.

نحوه عملیات چاپ سه بعدی

پرينت سه بعدي سراميک با استفاده از یک پرینتر سه بعدی مخصوص برای مواد سرامیکی انجام می شود. این پرینتر با استفاده از پودر سرامیک روی یک بستر پودر قرار می گیرد. سپس مدل لایه به لایه از پایین به بالا ساخته می شود.

پس از اینکه ایجاد مدل توسط پرینتر انجام می شود ، شکل حاصل به همراه بستر پودر بیرون آورده می شود و سپس در آون خشک می شود. فرآیند خشک کردن این مدل سرامیکی باعث افزایش استحکام می شود ولی در این مرحله همچنان بسیار شکننده می باشد.

در فرآیند پرینت سه بعدی سرامیک هنگامی که فرآیند خشک کردن به اتمام می رسد ، مدل از بستر پودر خارج شده و پودر اضافی را حذف می گردد. سپس برای افزایش استحکام، مدل داخل یک آون (کوره) قرار داده می شود. در اولین مرتبه استفاده از آتش نیز، روکش پیش لعاب به کار می رود.

زمانی که روکش به طور کامل خشک شد ، مدل مجددا به درون کوره برده می شود. سپس مدل لعاب داده شده و دوباره وارد کوره می شود و بعد از آن روی مدل سرامیکی یک روکش لعاب کاملا براق و یکدست حاصل می شود.

لازم به ذکر است پرينت سه بعدي سراميک برای قطعاتی که روی یکدیگر سوار (اسمبل) می شوند ، مناسب نیست. اما می توان برای اشیائی که هنگام اسمبل کردن نیاز به دقت بالا ندارند از این روش استفاده کرد.

هزینه پرینت سه بعدی سرامیک ها

استفاده از خدمات پرینت سه بعدی سرامیک در کاهش قیمت فرآیند ریخته گری بسیار موثر است. دلیل آن این است که روش پرينت سه بعدي ، بر خلاف روش های دیگر، هدررفت مواد نداشته و سازندگان تنها هزینه ی همان مقدار ماده ی اولیه ای را پرداخت می کنند که در ساخت مدل به کار گرفته شده است.

هزینه پرینت سه بعدی سرامیک به میزان ساعت کاری که چاپگر سه بعدی مشغول انجام پرینت محصول بوده است ، بستگی دارد.

زمانی که فایل پرینت درون نرم افزار مربوط به پرینت سه بعدی قرار می گیرد ، این نرم افزار به صورت خودکار بر اساس پارامترهایی مانند سرعت پرینت، دقت لایه های پرینت، ضخامت محصول و …. ، مدت زمان اجرای عملیات چاپ سه بعدی سرامیک را اندازه گیری می کند.

همچنین هزینه پرینت سه بعدی سرامیک شامل مواد مصرفی هم می باشد ، در پرینترهای سه بعدی صنعتی به مراتب بالاتر از پرینترهای سه بعدی چینی است. در نتیجه کیفیت خروجی بالاتری نسبت به پرینترهای سه بعدی چینی دارد.

پرینت سه بعدی مدلسازی سه بعدی پرینت سه بعدی فلزات پرینت سه بعدی پلیمر پرینت سه بعدی کامپوزیت تولید قطعات پودری پرس ایزواستاتیک سرد