راهنمای خرید پرینتر سه بعدی رزینی [مقایسه تکنولوژی‌ها]

در دهه اخیر، پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری باعث شده پرینت سه‌ بعدی رزینی یا همان وات فوتوپلیمریزیشن به یکی از مهم‌ترین روش‌ها برای تولید قطعات دقیق در حوزه‌هایی مانند نمونه‌سازی سریع، ساخت ابزار، تولید قطعات کاربردی و حتی قطعات مصرفی نهایی تبدیل شود. پرینترهای سه‌ بعدی رزینی به‌دلیل دقت بالا، سرعت مناسب، تنوع گسترده مواد و خواص مکانیکی عالی، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند. با رشد مداوم نوآوری‌ها در سخت‌افزار، نرم‌افزار و مواد، انواع مختلفی از فناوری‌های پرینت سه‌ بعدی رزینی معرفی شده‌اند.

برای سال‌ها تنها دو فناوری اصلی یعنی SLA و DLP شناخته می‌شد، اما امروزه زیرمجموعه‌هایی مانند LCD و MSLA نیز به این خانواده افزوده شده‌اند. در حالی‌که روزگاری استفاده از این فناوری‌ها پیچیده و بسیار پرهزینه بود، اکنون پرینترهای سه‌ بعدی رومیزی و کارگاهی می‌توانند با قیمتی مناسب، قطعاتی با کیفیت صنعتی و ویژگی‌های مکانیکی و ظاهری بسیار خوب تولید کنند.

در این راهنما به بررسی دقیق هر یک از فناوری‌های پرینت سه‌ بعدی رزینی، مزایا، هزینه‌ها و کاربردهایی که هر نوع پرینتر در آن بهترین عملکرد را دارد، خواهیم پرداخت.

بهترین پرینترهای سه بعدی

پرینت سه بعدی SLA چیست؟

در گذشته، پرینترهای سه‌ بعدی SLA از مخازن بزرگ رزین استفاده می‌کردند و لایه‌های بالایی رزین با تابش لیزر پخت می‌شدند؛ این سیستم‌ها بسیار بزرگ، گران و وابسته به زیرساخت‌های پیچیده بودند و فقط شرکت‌های بزرگ قادر به استفاده از آن‌ها بودند. با معرفی فناوری SLA معکوس در سال ۲۰۱۱ توسط Formlabs، تحول بزرگی در دنیای پرینت سه‌ بعدی ایجاد شد.

در این روش، لیزر از طریق کف شفاف مخزن رزین تابیده می‌شود و فقط به مقدار کمی رزین نیاز است، بنابراین استفاده از پرینترهای سه‌ بعدی رزینی کوچک و رومیزی امکان‌پذیر شد. معرفی Form 2 در سال ۲۰۱5 همراه با تنوع بیشتر مواد، باعث شد پرینت سه‌ بعدی SLA برای بسیاری از حرفه‌ای‌ها قابل‌اعتمادتر و کاربردی‌تر شود.

سپس در سال ۲۰۱۹، Formlabs فناوری LFS را در پرینترهای Form 3 و Form 3L ارائه کرد؛ روشی که با استفاده از مخزن انعطاف‌پذیر، قطعه را با نیروی کمتر از کف مخزن جدا می‌کند و در نتیجه فشار وارد بر قطعه طی فرآیند پرینت سه‌ بعدی به شکل چشمگیری کاهش می‌یابد. این نوآوری‌ها باعث شده فناوری SLA به یکی از بهترین و پایدارترین روش‌ها در بین پرینترهای سه‌ بعدی تبدیل شود.

پرینترهای سه بعدی رزینی

پرینت سه‌ بعدی DLP چیست؟

در فناوری پرینت سه‌ بعدی DLP یا Digital Light Processing، به‌جای لیزر از یک پروژکتور نوری برای پخت رزین مایع استفاده می‌شود و هر لایه از مدل به‌صورت یک‌باره نوردهی می‌شود. در پرینترهای سه‌ بعدی DLP نور توسط مجموعه‌ای از میکرومیرورها که روی یک تراشه نیمه‌رسانا قرار گرفته‌اند، پخش می‌شود.

هر میکرومیرور نشان‌دهنده یک وکسل یا همان پیکسل سه‌ بعدی است و تعداد این میکرومیرورها به همراه اندازه سطح ساخت، دقت و کیفیت نهایی قطعه را تعیین می‌کند. از آن‌جایی که نور در یک لحظه کل مقطع قطعه را تابش می‌کند، هر لایه بسیار سریع پخت می‌شود و به همین دلیل پرینت سه‌ بعدی DLP معمولاً سرعت بالاتری نسبت به سایر روش‌های پرینت رزینی دارد.

درست مانند تحول ایجادشده در پرینت سه‌ بعدی SLA معکوس، نسخه‌های معکوس DLP نیز امکان تولید پرینترهای سه‌ بعدی کوچک، رومیزی و مقرون‌به‌صرفه را فراهم کرده‌اند و امروز این فناوری در دسترس کاربران بیشتری قرار دارد.

🧺 خرید پرینتر سه بعدی iDenT

پرینت سه‌ بعدی MSLA (یا LCD) چیست؟

فناوری پرینت سه‌ بعدی MSLA یا Masked Stereolithography به هر فرآیند فوتوپلیمریزیشنی گفته می‌شود که در آن نور به‌صورت انتخابی ماسک می‌شود تا فقط بخش دلخواه از رزین پخت شود. به‌دلیل استفاده گسترده از نمایشگرهای LCD در این فناوری، MSLA اغلب با پرینت سه‌ بعدی LCD مترادف شناخته می‌شود، اما در واقع هر نوع پرینت سه‌ بعدی رزینی ماسک‌شده صرف‌نظر از نوع منبع نور، جزو خانواده MSLA محسوب می‌شود.

ورود نمایشگرهای LCD به دنیای پرینت سه‌ بعدی پس از توسعه فناوری‌های SLA و DLP ممکن شد، زیرا تولید نمایشگرهای با پیکسل کوچک و قابلیت عبور نور ۴۰۵ نانومتر، مسیر استفاده از آن‌ها در پرینترهای سه‌ بعدی رزینی را هموار کرد. در فناوری MSLA، تابش هم‌زمان LEDها باعث می‌شود هر لایه تقریباً به‌صورت لحظه‌ای پخت شود و سرعت پرینت سه‌ بعدی مشابه DLP باشد. هرچه تراکم پیکسلی نمایشگر LCD بیشتر باشد، رزولوشن بالاتر خواهد بود؛ اما کوچک‌تر شدن پیکسل‌ها باعث کاهش عبور نور و در نتیجه افت سرعت پرینت می‌شود.

فرم‌لبز با معرفی موتور چاپ Low Force Display™ (LFD) در پرینترهای Form 4 و Form 4L نسل جدیدی از پرینت سه‌ بعدی MSLA را ارائه داده که با به‌کارگیری سیستم نورپس ازپردازشی جدید، بافت رهاسازی پیشرفته، دوربین یکپارچه، مخزن فیلم انعطاف‌پذیر بهینه‌شده، کارتریج هوشمند رزین و کنترل خودکار مواد، سرعت بالا، کیفیت عالی و پایداری موردنیاز متخصصان را همگی در یک پرینتر سه‌ بعدی حرفه‌ای فراهم می‌کند.

پرینترهای سه بعدی فورم لبز

مقایسه فناوری‌های پرینت سه‌ بعدی SLA، DLP و MSLA/LCD

پرینترهای سه‌ بعدی SLA، DLP و MSLA/LCD همگی در خانواده استریولیتوگرافی قرار می‌گیرند، زیرا اساس کار آن‌ها پخت رزین مایع با استفاده از منبع نور است. تفاوت اصلی این فناوری‌های پرینت سه‌ بعدی رزینی در نوع منبع نور، دقت تابش، کیفیت پردازش نور و دوام اجزای نوری است که هرکدام می‌توانند بر دقت، سرعت و کیفیت نهایی قطعه تأثیر بگذارند. در کنار این موارد، تفاوت‌هایی مانند روند کاری، سهولت استفاده و نوع کاربردها نیز بیشتر به برند و سازنده هر پرینتر سه‌ بعدی بستگی دارد؛ عواملی مانند نرم‌افزار اختصاصی، لوازم جانبی و تنوع مواد پرینت هم می‌توانند تجربه کاربر و نتیجه نهایی پرینت سه‌ بعدی را کاملاً متفاوت کنند.

🟠 رزولوشن در پرینت سه‌ بعدی | واقعاً چقدر اهمیت دارد؟

تعریف رزولوشن در پرینت سه‌ بعدی نسبت به دستگاه‌های معمولی مثل چاپگرهای کاغذی بسیار پیچیده‌تر است، زیرا کیفیت نهایی قطعه فقط به یک عامل وابسته نیست. در پرینترهای سه‌ بعدی رزینی عواملی مثل اندازه و شکل منبع نور، نحوه توزیع قدرت نور، رفتار رزین در برابر پخش و شکست نور، و ویژگی‌های پلیمری‌شدن مواد تأثیر زیادی بر میزان جزئیات قابل چاپ دارند. برای مثال، بعضی رزین‌ها نور را بیشتر پخش می‌کنند و همین موضوع باعث می‌شود جزئیات ریز در پرینت سه‌ بعدی به‌خوبی شکل نگیرند.

در ابتدا رزولوشن فقط در محورهای X و Y تعریف می‌شد، اما با اضافه شدن محور Z در پرینت سه‌ بعدی، موضوع پیچیده‌تر شد. بنابراین برای تعیین رزولوشن واقعی هر دستگاه باید دقت حرکت در محورهای XY و حداقل ارتفاع لایه در محور Z را با هم بررسی کرد.

⇚ در پرینت سه‌ بعدی SLA رزولوشن تحت‌تأثیر چهار عامل است: اندازه نقطه لیزر، نحوه توزیع انرژی لیزر، دقت قرارگیری نور توسط گالوانومترها در صفحه XY، و حداقل ضخامت لایه در محور Z. نکته جالب این است که کوچک بودن نقطه لیزر به‌تنهایی تعیین‌کننده کوچک‌ترین جزئیات نیست؛ چون لیزر می‌تواند با دقتی بالاتر از اندازه نقطه خود، مسیرهای ریز را در صفحه XY رسم کند. برای نمونه، پرینتر Form 3+ اندازه نقطه لیزر ۸۵ میکرون دارد اما رزولوشن XY آن ۲۵ میکرون است، چون دقت حرکت آن بسیار بالاست.

⇚ در پرینت سه‌ بعدی DLP رزولوشن عمدتاً به اندازه پیکسل در محورهای X و Y، یکنواختی نور، قدرت منبع نوری، وجود قابلیت Anti-Aliasing و حداقل لایه Z بستگی دارد. هرچه پیکسل کوچک‌تر باشد، رزولوشن بالاتر است. اما از آن‌جایی که تعداد پیکسل‌های پروژکتورها محدود است، با افزایش حجم ساخت کیفیت تصویر کاهش می‌یابد و در نتیجه رزولوشن و کیفیت پرینت سه‌ بعدی افت می‌کند.

⇚ در پرینت سه‌ بعدی MSLA/LCD نیز رزولوشن توسط اندازه پیکسل LCD، یکنواختی و هم‌راستایی نور (Collimation)، قابلیت ضد‌پله‌ای (Anti-Aliasing) و حداقل ضخامت لایه تعیین می‌شود. پیکسل کوچک مهم است، اما تنها شرط نیست؛ چون نور باید کاملاً موازی و یکنواخت باشد تا هنگام عبور از پیکسل‌ها پخش نشود و رزین با قدرت برابر در همه‌ نقاط پخت شود.

در محور Z، تقریباً تمام پرینترهای سه‌ بعدی رزینی لایه‌هایی بین ۲۵ تا ۲۰۰ میکرون ارائه می‌دهند و ضخامت هر لایه به فاصله بین کف مخزن و پلتفرم ساخت بستگی دارد.

برای مطالعه بیشتر: راهنمای جامع نگهداری پرینترهای سه‌بعدی FDM

در نهایت، آیا رزولوشن مهم است؟

بله، اما نه به‌تنهایی. رزولوشن بالا همیشه به‌معنی کیفیت بهتر نیست و گاهی فقط یک شاخص تبلیغاتی محسوب می‌شود. زیرا حتی اگر اندازه لایه یا پیکسل‌ها کوچک باشد، ممکن است کیفیت، دقت ابعادی یا سطح نهایی قطعه در پرینت سه‌ بعدی تحت‌تأثیر نوع نور، رفتار رزین، و حتی سرعت پرینتر قرار بگیرد. از طرفی کوچک‌تر شدن لایه‌ها می‌تواند سرعت چاپ را کاهش دهد و احتمال خطا را افزایش دهد.

به‌طور خلاصه
رزولوشن مهم است، اما تنها عامل تعیین‌کننده کیفیت پرینت سه‌ بعدی نیست و باید همراه با دقت حرکت، نوع نور، یکنواختی تابش و کیفیت مواد بررسی شود.

🟠 دقت ابعادی و پایداری در پرینت سه‌ بعدی | چرا برخی پرینترهای سه‌ بعدی دقیق‌تر هستند؟

در فرایند پرینت سه‌ بعدی که به‌صورت لایه‌به‌لایه انجام می‌شود، هر لایه می‌تواند منبع خطا باشد و کوچک‌ترین انحراف در هر مرحله باعث کاهش دقت نهایی قطعه شود. دقت ابعادی در پرینت سه‌ بعدی رزینی به عوامل مختلفی وابسته است: نوع فناوری چاپ، طراحی سخت‌افزار، ویژگی‌های رزین، تنظیمات چاپ، و حتی روند پس‌پردازش. به‌طور کلی، پرینترهای سه‌ بعدی رزینی دقیق‌ترین فناوری‌های چاپ محسوب می‌شوند، اما میزان دقت آن‌ها بیشتر از فناوری، به مدل و برند سازنده وابسته است.

اولین عامل کلیدی در دقت ابعادی، عملکرد نوری پرینتر است. در پرینت سه‌ بعدی SLA دقت به اندازه نقطه لیزر، شکل تابش، یکنواختی نور و دقت گالوانومترها بستگی دارد. دستگاه‌هایی مانند Form 3+ با سیستم‌های نوری پیشرفته و کالیبراسیون دقیق، نور را کاملاً در نقطه هدف متمرکز می‌کنند و از بروز انحراف جلوگیری می‌کنند.

در پرینت سه‌ بعدی DLP رزولوشن و دقت پیکسل‌ها، قدرت پروژکتور و کیفیت میکرومیرورها نقش حیاتی دارند. معمولاً در لبه‌های صفحه ساخت، دقت کاهش پیدا می‌کند؛ چون نور باید فاصله بیشتری طی کند و همین موضوع باعث اعوجاج پیکسل‌ها می‌شود.

در پرینت سه‌ بعدی MSLA/LCD نیز دقت به یکنواختی نور، هم‌راستایی پرتوها (Collimation) و کیفیت پیکسل‌های LCD بستگی دارد. بسیاری از LCDهای معمولی نور یکنواختی ندارند و نقاط تیره یا پراکندگی نور باعث می‌شود قطعه با دقت پایین‌تری چاپ شود. کیفیت خودِ LCD نیز بسیار مهم است؛ چون این صفحه مسئول کنترل مسیر نور و ایجاد جزئیات دقیق است.

فرملبز با توسعه سیستم LPU 4 این مشکل را حل کرده است. این سیستم شامل LCD اختصاصی با پیکسل ۵۰ میکرونی و Anti-Aliasing پیش‌فرض است. همچنین واحد Backlight دستگاه Form 4 با ۶۰ LED قدرتمند و لنزهای ویژه، نوری کاملاً یکنواخت و شدید تولید می‌کند که دقت ابعادی را بهبود می‌دهد.

عامل مهم بعدی، نیروهای واردشده به قطعه در هنگام چاپ است. همه پرینترهای سه‌ بعدی رزینی معکوس دو نوع نیرو ایجاد می‌کنند:

• نیروی Peel زمانی که لایه پخته شده از کف مخزن جدا می‌شود.
• نیروی Squish زمانی که پلتفرم دوباره پایین می‌آید و رزین را برای تشکیل لایه بعدی فشرده می‌کند.

اگر این نیروها زیاد باشند، لایه‌ها جابه‌جا شده و دقت ابعادی کاهش می‌یابد. برخی پرینترها از مخزن‌های فیلمی ساده استفاده می‌کنند که اگرچه نیروی Peel را کم می‌کنند، اما به‌سرعت آسیب می‌بینند و همچنین به‌دلیل ایجاد مکش، باعث افزایش نیرو و خطا می‌شوند.

Form 4 و Form 4L از مخزن دو‌لایه بسیار مقاوم استفاده می‌کنند که هم نیروی Peel را کم می‌کند و هم از ایجاد مکش جلوگیری می‌کند. وجود لایه Release Texture نیز هوا را بین LCD و مخزن عبور می‌دهد و از چسبندگی شدید جلوگیری می‌کند، که این موضوع دقت را به‌طرز چشمگیری افزایش می‌دهد.

سومین عامل تأثیرگذار، ویژگی‌های خود رزین است. رفتار رزین وابسته به دما، یکنواختی، ویسکوزیته، میزان پراکندگی نور و بسیاری عوامل دیگر است. کوچک‌ترین تغییر در این پارامترها می‌تواند صدها میکرون انحراف در ابعاد ایجاد کند. تعداد زیادی از پرینترهای سه‌ بعدی رزینی هیچ کنترلی بر این شرایط ندارند و همین باعث نوسان زیاد در کیفیت می‌شود.

فرملبز این مشکل را با کنترل دقیق دما، هم‌زدن سریع رزین، سنسورهای حرارتی مادون‌قرمز و سیستم‌های هوشمند رفع کرده است. همچنین از آن‌جایی که مواد مصرفی را خودش تولید می‌کند، کنترل کاملی بر روی ویسکوزیته، واکنش‌پذیری و پخش نور دارد. نرم‌افزار برش‌دهی، کالیبراسیون سخت‌افزاری و پروفایل‌های چاپ از پیش تنظیم‌شده نیز با توجه به هر ماده، دقت را افزایش می‌دهند.

در نهایت، دقت ابعادی در پرینت سه‌ بعدی تنها به نوع فناوری (SLA، DLP یا MSLA) بستگی ندارد، بلکه ترکیب طراحی سخت‌افزار، کیفیت رزین، تنظیمات چاپ و روند پس‌پردازش است که دقت واقعی را تعیین می‌کند.

برای مطالعه بیشتر: پرینت سه بعدی در صنعت خودرو

🟠 حجم ساخت در پرینت سه‌ بعدی رزینی (انتخاب مناسب بر اساس نیاز)

پیش از ظهور فناوری پرینت سه‌ بعدی SLA معکوس، پرینترهای سه‌ بعدی رزینی حجم ساخت بزرگی داشتند و بسیار پرهزینه بودند. با معرفی SLA معکوس، دسترسی به پرینت سه‌ بعدی رزینی ساده‌تر شد، اما حجم ساخت این دستگاه‌ها کوچک‌تر بود، زیرا چاپ قطعات بزرگ با نیروی Peel بالا بسیار دشوار بود. امروزه ترکیب SLA معکوس با فناوری‌های نوین کاهش نیروهای Peel، امکان چاپ با حجم ساخت بزرگ را بدون نیاز به سیستم‌های صنعتی چندصد هزار دلاری فراهم کرده است. برای صنایعی مانند کالاهای مصرفی، طراحی محصول و بهداشت و درمان، پرینترهای سه‌ بعدی رزینی با حجم ساخت بزرگ گزینه‌ای ایده‌آل برای چاپ قطعات در مقیاس انسانی و نمونه‌سازی سریع هستند.

هنگام انتخاب پرینتر سه‌ بعدی رزینی مناسب، ابتدا باید کاربرد مورد نظر را مشخص کرد. سه دسته اصلی دستگاه‌ها عبارت‌اند از: رومیزی، نیمه‌صنعتی (Benchtop) و صنعتی. در دهه‌های گذشته، سیستم‌های صنعتی بیشتر در دسترس شرکت‌های بزرگ بود که توانایی پرداخت هزینه خرید، نگهداری و زیرساخت‌های لازم برای چاپ استریولیتوگرافی سنتی را داشتند.

اختراع SLA معکوس امکان تولید پرینترهای سه‌ بعدی رومیزی را فراهم کرد که حجم ساخت آن‌ها معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ سانتی‌متر در هر محور است. برای مثال، Form 3+ حجم ساخت ۱۴.۵ × ۱۴.۵ × ۱۹.۳ سانتی‌متر دارد و Form 4 حجم ساخت ۳۰٪ بزرگ‌تر، یعنی ۲۰ × ۱۲.۵ × ۲۱ سانتی‌متر را ارائه می‌دهد. پرینترهای سه‌ بعدی نیمه‌صنعتی مانند Form 4L نیز با حجم ساخت ۳۵.۳ × ۱۹.۶ × ۳۵ سانتی‌متر، امکان نمونه‌سازی سریع قطعات انسانی و تولید محصولات نهایی یا ابزارهای سریع را فراهم می‌کنند.

در پرینترهای سه‌ بعدی DLP همیشه یک تعادل مستقیم بین رزولوشن و حجم ساخت وجود دارد، زیرا رزولوشن توسط پروژکتور تعیین می‌شود. کاهش فاصله پروژکتور تا پنجره نوری، پیکسل‌ها را کوچک‌تر و رزولوشن را افزایش می‌دهد، اما حجم ساخت را محدود می‌کند. استفاده از پروژکتورهای ۴K یا ۸K ممکن است رزولوشن بالا بدهد، اما هزینه‌ها را افزایش می‌دهد. اغلب پرینترهای DLP بزرگ‌فرمت هنوز از فناوری Top-Down استفاده می‌کنند که نیازمند مقدار زیادی رزین است، در حالی که دستگاه‌های رومیزی و کوچک برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند؛ برخی برای چاپ قطعات کوچک و دقیق مانند جواهرات بهینه شده‌اند و برخی دیگر قطعات بزرگ‌تر با رزولوشن پایین‌تر تولید می‌کنند.

پرینترهای سه بعدی رزینی

در پرینترهای سه‌ بعدی LCD و MSLA، حجم ساخت تأثیری بر دقت و رزولوشن ندارد، زیرا این دستگاه‌ها از آرایه LED و صفحه LCD ماسک‌کننده استفاده می‌کنند. یک پرینتر سه‌ بعدی رزینی بزرگ‌فرمت LCD یا MSLA همان دقت مدل کوچک‌تر را دارد، به شرطی که از همان اندازه پیکسل و یک منبع نور LED یکنواخت استفاده شود. با این حال، اضافه کردن هر LED و هر سانتی‌متر مربع LCD هزینه تولید را افزایش می‌دهد، در حالی که در پرینترهای SLA لیزری می‌توان با همان لیزر حجم‌های بزرگ‌تر را پوشش داد، هرچند برخی مدل‌های بزرگ رومیزی مانند Form 3L برای افزایش سرعت چاپ از یک واحد لیزر دوم استفاده می‌کنند که هزینه را مشابه افزایش LED و LCD افزایش می‌دهد.

برای مطالعه بیشتر: راهنمای جامع نگهداری پرینترهای سه‌بعدی FDM

🟠 کیفیت سطح در پرینت سه‌ بعدی رزینی

یکی از مزایای برجسته پرینت سه‌ بعدی رزینی، ایجاد قطعات با سطح بسیار صاف و آماده استفاده است، به‌گونه‌ای که نیاز به پس‌پردازش زیادی برای رسیدن به ظاهر قطعات تزریقی ندارد. چه از لیزر، پروژکتور یا آرایه‌ای از LEDها استفاده شود، پرینترهای سه‌ بعدی رزینی قادرند رزین مایع را با کیفیت سطحی بسیار بهتر از پرینترهای FDM اکسترودکننده فیلامنت پخت کنند. بسته به طراحی قطعه، ممکن است برای چاپ نیاز به ساپورت باشد که پس از جدا کردن آن‌ها نقاط تماس یا آثار جزئی روی سطح باقی می‌ماند و گاهی لازم است کمی سنباده یا اصلاح شوند.

در پرینت سه‌ بعدی رزینی، لایه‌ها نه تنها از نظر فیزیکی بلکه به صورت شیمیایی نیز به هم متصل می‌شوند، بنابراین تمایز بین لایه‌های عمودی بسیار سخت قابل مشاهده است و این امر ظاهر سطح را بسیار صاف می‌کند. برای مواد شفاف مانند Clear Resin، این سطح صاف باعث افزایش شفافیت و وضوح قطعه می‌شود و فناوری رزینی را برای قطعاتی که نیاز به عبور نور یا نمایش جزئیات داخلی دارند، ایده‌آل می‌کند.

پرینترهای سه‌ بعدی لیزری مانند Form 3+ و Form 3L به دلیل سطح تقریباً کاملاً صاف و لبه‌های گرد، محبوب هستند. اندازه نقطه لیزر گرد بودن لبه‌ها را واقعی می‌کند و ظاهر کلی قطعه بسیار نرم و حرفه‌ای است.

پرینترهای سه‌ بعدی DLP و LCD نیز معمولاً سطوح بسیار صاف ارائه می‌دهند و نیاز به سنباده‌کاری یا صیقل‌کاری کمی دارند تا مشابه قطعات تزریقی به نظر برسند. با این حال، نور این دستگاه‌ها از طریق پیکسل‌ها یا وکسل‌های مستطیلی تابیده می‌شود که ممکن بود در گذشته خطوط پیکسل یا اثر پله‌ای در محورهای X و Y ایجاد کند.

با پیشرفت فناوری، پرینترهای سه‌ بعدی DLP و LCD اکنون از پروژکتورها و نمایشگرهای با رزولوشن بالا و پیکسل‌های بسیار کوچک همراه با تکنیک‌های Anti-Aliasing استفاده می‌کنند که باعث می‌شود کیفیت سطح آن‌ها تقریباً با پرینترهای SLA لیزری برابر باشد و خطوط و اثر پیکسل‌ها به‌طور قابل‌توجهی کاهش یابد. نتیجه، قطعاتی با سطح صاف و ظاهری حرفه‌ای است که تقریباً از نظر کیفیت سطح با پرینترهای سه‌ بعدی لیزری رزینی تفاوتی ندارد.

برای مطالعه بیشتر: پرینت سه بعدی در صنعت خودرو

🟠 سرعت و بازدهی در پرینت سه‌ بعدی رزینی | چگونه زمان تولید را کاهش دهیم؟

با افزایش استفاده از پرینت سه‌ بعدی در تولید و نمونه‌سازی سریع، سرعت چاپ به یکی از عوامل کلیدی در انتخاب فناوری تبدیل شده است. پرینتر سه‌ بعدی ایده‌آل، دستگاهی است که قطعات باکیفیت را سریع تولید کند بدون اینکه دقت، پایداری یا عملکرد مواد کاهش یابد. اگرچه سرعت چاپ در فناوری‌های FDM و SLS افزایش یافته است، پرینترهای سه‌ بعدی رزینی حتی سریع‌تر شده‌اند و اکنون جزو سریع‌ترین فرآیندهای تولید افزودنی به شمار می‌آیند. موتورهای چاپ پیشرفته مانند LFD این سرعت را افزایش داده‌اند و قادرند بیشتر قطعات را در چند ساعت و قطعات کوچک را در عرض چند دقیقه چاپ کنند.

برای قطعات کوچک، پرینترهای سه‌ بعدی لیزری از نظر سرعت با DLP و LCD قابل مقایسه هستند، زیرا اگر لیزر مجبور نباشد سطح بزرگی را برای پخت رزین پوشش دهد، هر لایه سریعاً کامل می‌شود. اما برای قطعات متوسط تا بزرگ یا تولید دسته‌ای، پرینترهای سه‌ بعدی لیزری معمولاً کندتر از DLP یا MSLA هستند.

پرینترهای DLP در صنایعی که سرعت چاپ تأثیر مستقیم بر سود دارد، مانند آزمایشگاه‌های دندانپزشکی، محبوب هستند. با این حال، آن‌ها بیشتر مستعد اعوجاج نوری در کل سطح ساخت بوده و برای دقت بالا به کالیبراسیون پیشرفته نیاز دارند. همچنین برای عملکرد مشابه، هزینه آن‌ها معمولاً بالاتر از پرینترهای سه‌ بعدی LCD است.

فناوری پیشرفته MSLA، مانند Form 4 و Form 4L، سریع‌ترین و مطمئن‌ترین راه‌حل چاپ سه‌ بعدی را ارائه می‌دهد. پخت هم‌زمان هر لایه عامل اصلی افزایش سرعت است، اما عوامل دیگر مانند مخزن دو‌لایه انعطاف‌پذیر، بافت Release Texture، پرکردن خودکار رزین با سرعت بالا و گرم‌کردن سریع رزین نیز زمان چاپ را کاهش می‌دهند.

هنگام استفاده از پرینترهای MSLA برای تولید، کیفیت و دوام قطعات پرینتر بسیار مهم است. بسیاری از پرینترهای LCD به دلیل استفاده از نمایشگرهای عمومی و غیرمخصوص، عمر کوتاهی دارند. در دستگاه‌های Form 4 و Form 4L، واحد نوری (LPU) بین ۶۰۰,۰۰۰ تا ۱,۹۰۰,۰۰۰ لایه عمر دارد و به راحتی و با هزینه کم توسط کاربر قابل تعویض است.

افزایش ظرفیت تولید با پرینترهای رومیزی رزینی ساده است؛ اندازه مناسب آن‌ها امکان افزودن دستگاه‌های بیشتر و افزایش تولید قطعات را فراهم می‌کند. همچنین امکان افزودن اتوماسیون وجود دارد. پرینترهای فرم‌لبز ابزارهای پیشرفته‌ای مانند Form Auto برای Form 3/B/+ ارائه می‌دهند که حذف قطعات را خودکار کرده و امکان چاپ ۲۴/۷ را فراهم می‌کنند.

ابزارهای اتوماسیون مانند Formlabs Automation Ecosystem تعداد مراحل دستی مورد نیاز در روند چاپ را کاهش می‌دهند و فرآیند چاپ قطعات کوچک و مشابه، مانند مدل‌های دندانپزشکی یا ارتوپدی، را به‌صورت تقریبا پیوسته ساده‌تر می‌کنند.

برای مطالعه بیشتر: پرینت سه بعدی در صنعت خودرو

🟠 روند کاری و سهولت استفاده در پرینت سه‌ بعدی رزینی

تجربه کار با پرینترهای سه‌ بعدی رزینی تا حد زیادی به نرم‌افزار و راه‌حل‌های کاری ارائه‌شده توسط سازنده بستگی دارد. برخی دستگاه‌ها با نرم‌افزار اختصاصی عرضه می‌شوند، مانند PreForm برای پرینترهای SLA فرم‌لبز، که آماده‌سازی مدل‌های سه‌ بعدی برای چاپ، ایجاد ساپورت‌ها، برش لایه‌ای و بارگذاری فایل‌ها را ساده می‌کند. نرم‌افزارهای حرفه‌ای اغلب امکاناتی مانند تنظیم یک‌کلیک چاپ، کنترل دستی برای بهینه‌سازی چگالی و اندازه ساپورت، ضخامت لایه تطبیقی و صرفه‌جویی در مواد و زمان را ارائه می‌دهند. خوشبختانه بسیاری از این نرم‌افزارها قبل از خرید پرینتر قابل دانلود و آزمایش هستند.

شروع به کار با پرینترهای سه‌ بعدی رزینی معمولاً ساده است، به‌خصوص در مدل‌های رومیزی که می‌توانند در چند دقیقه از جعبه خارج شده و چاپ را شروع کنند. رابط کاربری و سنسورهای موجود در دستگاه، نه تنها چاپ نخست را ساده می‌کنند، بلکه نگهداری و استفاده مداوم را نیز راحت می‌کنند.

برخی پرینترهای رزینی ارزان‌تر نیاز به مراحل کالیبراسیون اضافی دارند تا اطمینان حاصل شود رزین با ارتفاع لایه مشخص چاپ می‌شود. این مراحل شامل ریختن دستی رزین، انتخاب تنظیمات چاپ بدون راهنمایی از پروفایل‌های تایید شده و تنظیم دستی پارامترها برای موفقیت چاپ است.

پرینترهای Form 4 و Form 4L با صفحه نمایش لمسی بهبود یافته، سیستم‌های کنترل هوشمند و تزریق خودکار سریع رزین، جریان کاری بسیار روانی ارائه می‌دهند که کاربران می‌توانند آن را «تنظیم و فراموش کنند». مخزن کارتریج پیشرفته به‌طور خودکار رزین را پر می‌کند، که نیاز به توجه کم و چاپ طولانی‌مدت حتی در شب را ممکن می‌سازد. تنظیمات مواد تایید شده برای ارتفاع‌های مختلف لایه، اطمینان خاطر کاربران را فراهم می‌کند؛ آن‌ها می‌توانند با انتخاب مواد و ارتفاع لایه، مطمئن باشند که چاپ به‌درستی انجام خواهد شد.

یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب پرینتر سه‌ بعدی رزینی، روند پس از چاپ است. پس از اتمام چاپ، قطعه نیاز به شستشو، پست‌کیور و پردازش نهایی دارد، چه با حذف ساپورت ساده و چه با روش‌های پیشرفته‌تر. پرینترهای Form 4 با نیروی Peel کمتر، امکان استفاده از ساپورت‌هایی با نقاط تماس کوچک را فراهم می‌کنند که جدا کردن آن‌ها سریع و آسان است، و این باعث تسریع فرآیند پس‌پردازش و ساده‌تر شدن جریان کاری می‌شود.

سازندگان مختلف راه‌حل‌های متنوعی ارائه می‌دهند؛ برای مثال، فرم‌لبز یک جریان کاری کامل ارائه می‌دهد که شامل هم‌زدن خودکار IPA در Form Wash، تنظیمات پست‌کیور از پیش برنامه‌ریزی‌شده برای بیش از ۴۰ ماده در Form Cure و مجموعه ابزارهای پیشرفته Finishing Tools برای صیقل، براق کردن و آماده‌سازی قطعات برای استفاده می‌شود. این ابزارها تجربه کاربری با پرینترهای سه‌ بعدی رزینی را بسیار روان و کارآمد می‌کنند.

برای مطالعه بیشتر: پرینت سه بعدی در صنعت خودرو

🟠 مواد و کاربردها در پرینت سه‌ بعدی رزینی

یکی از مزایای پرینترهای سه‌ بعدی رزینی قابلیت تعویض آسان مواد است؛ بیشتر دستگاه‌ها به‌صورت «Plug and Play» طراحی شده‌اند و دارای سینی ساخت و مخزن رزین قابل تعویض هستند. همان‌طور که در دقت و صحت چاپ مشاهده شد، تنوع مواد در پرینترهای سه‌ بعدی رزینی بیشتر به مدل دستگاه بستگی دارد تا نوع فناوری مورد استفاده. برخی تولیدکنندگان رزین‌های اختصاصی خود را تولید می‌کنند، در حالی که بسیاری دیگر از مواد سایر شرکت‌ها استفاده می‌کنند یا سیستم باز ارائه می‌دهند که امکان استفاده از انواع رزین‌ها را فراهم می‌کند.

سیستم‌های باز مزایای مشخصی دارند؛ آن‌ها کنترل بیشتری به کاربر می‌دهند تا بتواند هر نوع ماده‌ای را که می‌خواهد انتخاب کند. اما نقطه ضعف این سیستم‌ها این است که تنظیمات مواد برای پرینترهای سه‌ بعدی به‌طور اختصاصی کالیبره نمی‌شوند، بنابراین دقت، قابلیت اطمینان و ویژگی‌های مواد ممکن است کاهش یابد. شرکت Formlabs هم کتابخانه‌ای گسترده شامل بیش از ۴۰ رزین اختصاصی و همچنین امکان استفاده از مواد تایید شده شخص ثالث از طریق Open Platform ارائه می‌دهد. برخی از این مواد ویژه برای کاربردهای خاص و شرایط سخت طراحی شده‌اند، مانند محیط‌های باز آتش، محفظه‌های ضد آب یا قالب‌گیری تزریقی.

مواد اغلب عامل تعیین‌کننده‌ای برای باز کردن درب کاربردهای مختلف هستند. برخی کاربردها، مانند تولید قطعات الکترونیکی، به فرمول‌های منحصر به فرد و فرآیند تأیید شخص ثالث نیاز دارند مانند رزین‌هایی که قابلیت دفع بار الکتریکی دارند. برخی دیگر، مانند ابزارهای تولید، به رزین‌هایی قوی و بادوام نیاز دارند.

بسیاری از تولیدکنندگان رزین‌هایی ارائه می‌دهند که این ویژگی‌ها را دارا هستند، اما میزان مقاومت و دوام بین برندها متفاوت است. هنگام انتخاب پرینتر سه‌ بعدی رزینی، لازم است برگه‌های داده فنی مواد را بررسی کنید تا اطمینان حاصل شود که رزین‌های اختصاصی تحت کاربرد مورد نظر شما عملکرد مناسبی دارند و برگه‌های اطلاعات ایمنی برای اطمینان از استفاده ایمن آن‌ها مطالعه شود.

برای مطالعه بیشتر: پرینت سه بعدی در صنعت خودرو

🟠 هزینه در پرینت سه‌ بعدی رزینی

به‌طور سنتی، پرینترهای سه‌ بعدی رزینی گران‌تر از پرینترهای FDM و ارزان‌تر از پرینترهای SLS بوده‌اند، اگرچه استثناهایی نیز وجود دارد. با این حال، در سال‌های اخیر قیمت‌ها کاهش یافته و پرینترهای رزینی امروزه ارزش بسیار خوبی برای طیف گسترده‌ای از کاربردها ارائه می‌دهند.

در بازه قیمتی پایین، پرینترهای سه‌ بعدی LCD کم‌هزینه با قیمت ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار در دسترس هستند. این دستگاه‌ها ممکن است برای علاقه‌مندان یا مبتدیان مناسب باشند، اما برای هر نوع رزین نیاز به کالیبراسیون و تنظیم دقیق دارند و به‌طور کلی قابل اعتماد یا بادوام نیستند، که اغلب منجر به هزینه‌های پنهان در قالب تعمیر و نگهداری، زمان هدررفته، قطعات خراب و مواد مصرفی اضافی می‌شود.

پرینترهای سه‌ بعدی رزینی حرفه‌ای شامل فناوری‌های SLA، مانند SLA لیزری، DLP و LCD/MSLA هستند. قیمت این دستگاه‌ها معمولاً بین ۲۵۰۰ تا ۱۰,۰۰۰ دلار است، در حالی که پرینترهای رزینی بزرگ‌فرمت معمولاً بین ۵,۰۰۰ تا ۲۵,۰۰۰ دلار قرار دارند. عواملی مانند منابع نوری قدرتمند و باکیفیت (چه LED، لیزر یا پروژکتور)، راهکار پردازش نور، کیفیت ساخت کلی، نرم‌افزار، لوازم جانبی و برنامه خدمات پس از فروش، همگی بر قیمت تأثیرگذار هستند.

هزینه مواد نیز بین تولیدکنندگان متفاوت است. بسیاری از سازندگان، مواد خود را از تأمین‌کنندگان دیگر تهیه یا به‌صورت وایت‌لیبل عرضه می‌کنند که می‌تواند هزینه اضافی برای مواد ایجاد کند. مواد کم‌هزینه، مانند پرینترهای رزینی ارزان، ممکن است کیفیت قطعات را کاهش داده و هزینه‌های پنهانی ایجاد کنند. همچنین، استفاده از مواد تایید نشده یا فاقد کالیبراسیون برای دستگاه خاص، ممکن است منجر به کیفیت پایین قطعات و مشکلات ایمنی شود؛ برخی از مواد کم‌هزینه حتی بو یا ترکیباتی دارند که تولید آن‌ها ارزان‌تر است اما برای استفاده ایمن تأیید نشده‌اند.

مواد فرم‌لبز برای کاربردهای خاص تایید شده و دقیق طراحی شده‌اند تا در محیط‌ها و کاربردهای مختلف عملکرد بهینه ارائه دهند. با صرف زمان و کار برای تنظیمات چاپ برای هر ارتفاع لایه و هر ماده، پرینترهای سه‌ بعدی فرم‌لبز تضمین می‌کنند که هر یک از بیش از ۴۰ رزین موجود ایمن و استفاده از آن‌ها آسان باشد.

پرینترهای سه بعدی رزینی

نتیجه گیری از راهنمای خرید پرینتر سه بعدی رزینی