سیستم های بر پایه پلیمر نورپز

سیستم های پودری

در سیستم های پودری که به صورت لایه به لایه بستر پودری را ته نشین می سازد، نیازی به بکارگیری از ساپورت ( به استثنای ساپورت برای سیستم های فلزی ). راحت ترین روش برای ساخت قطعات ساده، سیستم های بستر پودری هستند. قطعاتی که با استفاده از پاشش همبند درون بستر پودری ساخته می شوند می توانند با استفاده از مواد پودری همبتد، رنگ شوند. اگر از رنگ استفاده کنیم، کد دادن به فایل ها ممکن است زمان زیادی ببرد، زیرا اطلاعات استاندارد STL شامل رنگ نمی شود. به هرحال، فرمت های دیگری از فایل ها هم بر اساس VRML وجود دارند که امکان ساخت هندسه رنگی را علاوه بر AMF می دهد. در فرایندهای ترکیب بستر پودر، هر ساخت قطعه دارای میزان قابل توجهی از پودر های بی استفاده می باشد که به میزان سابقه گرمایی آن بستگی دارد. این سابقه گرمایی ممکن است باعث تغییراتی در پودر شود. از این رو، یک شیوه بازیافت مناسب برای این کار طراحی شده که براساس یکی از چندین روش به اثبات رسیده، می تواند تضمین کند که مواد استفاده شده دارای محدودیت های قابل پذیرشی جهت گارانتی ساخت کالایی با کیفیت مطلوب، می باشند.

درکی درست از چگونگی عملکرد پودرها در دستگاه از موارد بسیار حائز اهمیت است.برای مثال، بعضی از دستگاه ها از مخزن های تغذیه در هر طرف سکوی ساخت استفاده می کنند. احتمالاپودرهای بالای این مخزن به نسبت پودرهای بخش انتهایی که تحت فشار وزن پودر های بالایی قرار خواهند گرفت، از تراکم کمتری برخوردار هستند. در عوض ممکن است بر میزان مواد ذخیره شده در هرلایه و تراکم قطعه نهایی در دستگاه تاثیر بگذارد. در مورد ساخت های بلند، این مورد می تواند یک مشکل خاص به نظر بیاید که با فشرده سازی دقیق پودرها در مخزن تغذیه قبل ازشروع کار ماشین و همچنین با تنظیم حرارت و تنظیم تغذیه پودر در طول مرحله ساخت قطعه، قابل حل است.

سیستم های مواد مذاب

سیستم هایی که مواد را در یک مرحله، ذوب و انباشته می کنند به ساپورت استراکچرها نیاز دارند. برای سیستم های ریز قطرات مثل فرایند ترموجت، این ساپورت ها به صورت خودکار ایجاد می شوند؛ اما در فرایند های اکستروژن مواد با سیستم های رسوب انرژی مستقیم، ساپورت ها هم به صورت خودکار تولید می شوند و هم کاربر می تواند از بعضی از بخش های قابل انعطاف برای تغییر چگونگی ساختار ساپورت ها استفاده نماید. در مورد ساپورت های حلال آب، مهم نیست که ساپورت ها به کجا می روند، اما در سیستم های ساپورت جدا شدنی، بررسی اینکه ساپورت ها به کجا می روند بسیار اهمیت دارد، زیرا به سطح قطعات در جاهایی که به آنها متصل بوده اند، خسارت هایی وارد خواهند کرد. همچنین، الگوهای پر شدن برای اکسترود مواد ممکن است براساس مقصود طراحی، به توجهات خاصی نیاز داشته باشند. قطعات می توانند با استفاده از تنظیمات پیش فرض ساخته شوند اما در صورتیکه یک قطعه یا بخشی از آن به خصوصیات خاصی احتیاج داشته باشد، ممکن است ایجاد تغییراتی در جنبه های ترتیب توالی ساخت آن ها مفید وافع شود. برای مثال معمولا در قطعات FDM حفره های خای کوچکی وجود دارد که با افزایش میزان مواد خروجی در یک بخش خاص، می توان تعداد آنها را کم کرد. این کار به قیمت کاهش دقت در قطعه، تعداد حفره های خالی آنرا کم می کند. گرچه قطعات مومی که از افشانه مواد استفاده کرده اند برای تولید مجدد خصوصیات ریز مناسب هستند اما به دلیل مقاومت کم و شکنندگی زیاد، کار با آنها بسیار مشکل است. از طرف دیگر، قطعات ABS که با استفاده از خروج مواد ساخته می شوند در میان قوی ترین قطعات پلیمر AM قرار دارند، اما زمانی که می خواهیم به عنوان قطعه نهایی کاربردی از آنها استفاده کنیم، متوجه می شویم که در مقایسه با دیگر فرایندها انجام پرداخت های پایانی الزامیست زیرا نسبت به دیگر تکنولوژی های AM دقت پایین تری دارند.

صفحات حجمی

با به کارگیری شیوه لمینت سازی تخت، صفحات ابتدا در مکان خود قرار گرفته و سپس برش می خورندو دیگر احتیاجی به ساپورت ندارد. در عوض، جهت جداسازی از قطعه به پردازش مواد زائد نیاز دارند. معمولا این یک فرایند مستقیم مکانیزه است اما باید به جزئیات ریز موجود در یک قطعه بسیار توجه داشت. پاکسازی قطعه می تواند مشکل ترین فرایند باشد و عموما نیاز دارد که ما شکل نهایی قطعه را بدانیم، در نتیجه در طول مرحله حذف ضایعات صدمه ای به شکل کلی آن وارد نخواهد شد. سیستم های کاغذی که مشکلاتی را در حین کار تجربه می کنند، با استفاده از درزگیر و پوشش نمی توانند به صورت دقیق و جامع کار پرداخت پایانی را انجام دهند. برای لمینت سازی تخت پلیمری، قطعات معمولا نسبت به خسارت حساس نیستند. در فرایندهای لمینت سازی صفحات فلزی، معمولا صفحات ابتدا بریده شده و سپس برای ایجاد شکل های سه بعدی به یکدیگر می چسبند و از این رو حذف ساپورت ها در آنها غیر ضروری است.

سیستم های فلزی

کاربرد سیستم های فلزی AM از دید مفهمومی با سیستم های پلیمری تشابه دارد.
استفاده از زیر لایه اکثر سیستم های فلزی از یک سکوی اصلی یا لایه زیرین بهره می برند که قطعات بر روی آن ساخته شده و سپس با استفاده از ماشین کاری، برش سیمی یا روش های مشابه از آن جدا می شوند. نیاز به اتصال قطعات به سطح پایه، در اصل به خاطر افت گرمایی بسسار بین مواد مذاب موقت و اطراف آن می باشد که منجر به فشار رسوبی عظیمی می گردد. اگر مواد دقیقا به سکوی سلب متصل نشوند، این احتمال در قطعات وجود دارد که در زمان سرد شدن انحراف پیدا کنند که این به این است که در لایه های پودری بعدی نمی توانند به صورت یکنواخت بر روی آنها گسترده شوند. در نتیجه، گرچه این فرایندها ممکن است بر روی یک بستر پودری ساخته شوند اما هنوز هم به ساپورت احتیاج دارند.

تراکم انرژی

میزان تراکم انرژی مورد نیاز برای ذوب فلزات، مشخصا از انرژی مورد نیاز برای ذوب پلیمر ها، بسیار بالاتر می باشد. دمای بالای ایجاد شده در طول ذوب مواد ممکن است به نسبت سیستم های پلیمری، به پوشش گرمایی، عایق کاری، کنترل دما و کنترل جوی دقیق تری نیاز داشته باشد.

وزن

سیستم های پودر فلزی ممکن است توانایی پردازش پودر های تیتانیومی سبک را داشته باشند اما همان ها قابلیت پردازش استیل هایی با تراکم بالا را نیز دارند. تکنولوژی جابجایی پودری باید قادر به مقاومت در مقابل توده این مواد باشد. این مسئله بدین معناست که ملزومات نیرو برای قرار گیری و جابجایی تجهیزات کاملا ضروری می باشند و یا نسبت لوازم اید برای انجام کارها (و مطابقت داشتن با سرعت حرکت کمتر )، باید بسیار بالا باشد.

دقت

میزان دقت سیستم های پودر فلزی معمولا مانند سیستم های پودر پلیمری، بالا می باشد. پرداخت سطوح مشخصا به شکل دانه دانه ای هستند اما از نظر تراکم و دقت قطعه خیلی خوب می باشند. سختی سطح بسته به نوع پردازش از چند ده تا چند صد میکرون می باشد و از نظر ظاهری به تکنولوژی قالب گیری دقیق مشابهت دارد. برای قطعات فلزی، این کار رضایت بخش نیست و حداقل برای صاف کردن سطح به مقداری Shot-peening احتیاج دارد. مختصات ترکیبی واقعی در قطعات فلزی معمولا به ماشین کاری یا سنگ زنی نیاز دازد. تراکم قطعات افزایش خواهد یافت ( معمولا بیش از 99%)، گرچه باز هم ممکن است حفره هایی وجود داشته باشند.

سخن تکمیلی

علت پایین بودن سرعت ساخت سیستم های فلزی نسبت به سیستم پلیمری، الزام انرژی بیشتر جهت ذوب ذرات پودر و کار با پودرها در دستگاه می باشد. قدرت لیزر معمولا فقط W100 می باشد (سیستم های پلیمر از حدود W50 از قدر لیزر استفاده می کنند). این بدین معنی است که با اطمینان از اینکه انرژی کافی به پودرها رسیده باشد، سرعت اسکنلیزری به نسبت سیستم های پلیمری کمتر است.