راهنمای پرینت و پرینترهای 3 بعدی سرامیک1

فهرست
1 -فناوری پرینت 3 بعدی سرامیک
1-1 کلیات فناوری پرینت 3 بعدی خاک رس
1-2 محدودیت ها
2 -آشنایی با دستگاه های پرینتر 3 بعدی خاک رس
پرینتر 1-2
2-2 سیستم تغذیه
هد 3-2
3 -تنظیمات کلیدی پرینت 3 بعدی سرامیک
3-1 اندازه نازل
3-2 ارتفاع لایه
3-3 پهنای دیواره
4-3 اینفیل

3-5 سرعت پرینت
3-6 سرعت خشک کردن

فناوری پرینت 3 بعدی سرامیک

1-1آشنایی با کلیت فناوری پرینت سه بعدی خاک رس

در این بخش به کلیاتی که در هنگام شروع به کار با پرینتر سه‌بعدی سرامیک نیاز به دانستن آنها دارید پرداخته می‌شود.

اغلب افراد علاقه‌مند به سرامیک از من می‌پرسند که آینده پرینت سه‌بعدی سرامیک چگونه خواهد بود؟ پاسخ من این است که پرینت سه‌بعدی سرامیک یک هنر-صنعت است. یعنی با افزودن صنعت به هنر، توانسته‌ایم آن را به دست افراد بیشتری برسانیم، ولی همین تولید صنعتی باعث شده است که جنبه هنری کار تا حدی کاهش یابد. مثال ملموس این موضوع، فرش ماشینی است که به‌صورت صنعتی تولید می‌شود. از لحاظ زیبایی، باعث زیباتر شدن زندگی افراد شده است و فرصت استفاده از این زیبایی را در اختیار افراد بیشتری قرار داده است  ولی از سوی دیگر، جایگاه فرش دستباف هنوز به‌عنوان یک هنر دستی، بالاتر از یک هنر-صنعت است.

شما می‌توانید با تمرکز بر جنبه‌های هنری فعالیت خود، پرینتر را در حد یک ابزار کار، مانند دیگر ابزارهایی که فعالیت هنری را ساده‌تر کرده‌اند، به کنترل خود درآورید و در این بستر، به خلق آثار هنری خود بپردازید. کمااینکه هم‌اکنون برخی هنرمندان در دنیا به این امر مشغول هستند. پرینت سه‌بعدی سرامیک یک روش شکل‌دهی است که به‌مرور، جزو سنت هنری سرامیک خواهد شد و به‌عنوان شاخه‌ای از این هنر شناخته می‌شود. برای کار با پرینترهای سه‌بعدی سرامیک، شما علاوه بر دانش سرامیک، به‌صورت کامل نیاز به دانش فنی کار با ماشین‌های سه‌بعدی هم دارید.

1-2 محدودیت‌ها

پرینت سه‌بعدی سرامیک محدودیت‌های مخصوص به خود را دارد. در ابتدا باید گفت، پرینت سه‌بعدی سرامیک در اشکال عمودی بهتر از اشکال افقی و گسترده عمل می‌کند. در مقایسه با دیگر روش‌های تولید صنعتی، این روش کندتر است و دقت ابعادی آن نیز از آنها کمتر است. مزیت پرینت سه‌بعدی در اشیای شخصی و سفارشی است؛ جایی که شما خلاقیت فردی خود را یا علاقه شخصی یک مشتری را به نمایش می‌گذارید. یا اشکالی خلق می‌کنید که از لحاظ هندسی، با روش‌های دیگر امکان ساخت ندارند.

۲-  آشنایی با دستگاه‌های پرینتر سه‌بعدی خاک رس

یک پرینتر سه‌بعدی سرامیک را می‌توان به سه بخش عمده تقسیم کرد: اسکلت، سیستم تغذیه و سر چاپگر.

3-2 سر چاپگر

• به قسمتی گفته می‌شود که عمل خروج گل و پرینت در آن رخ می‌دهد. یک ماردون متحرک داخل سر چاپگر به گل کمک می‌کند که از نازل خارج شود و از آن مهم‌تر، با توقف ماردون، جریان گل بلافاصله قطع می‌شود. این قسمت باید قابل شستشو باشد و جدا‌سازی آن از پرینتر و قسمت موتور به‌سادگی صورت گیرد.

2-1 اسکلت

منظور از اسکلت، بخشی از دستگاه است که یک ساختار حرکتی برای پرینت سه‌بعدی در اختیار شما قرار می‌دهد. پرینترهای سه‌بعدی انواع اسکلت مختلفی دارند که هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. اگر محدودیت مالی نداشته باشید، یک بازوی ۶ محوره بهترین انتخاب برای یک پرینت سه‌بعدی خواهد بود، ولی بیشتر افراد این محدودیت مالی را دارند. در میان پرینترهای تجاری:

• پرینترهای دلتا: دارای کف ثابت و بدون لرزش هستند ولی در محورهای افقی محدودیت اندازه دارند و بیشتر برای اشکال عمودی مناسب‌اند.
• پرینترهای کارتزینی: دارای یک فضای پرینت مکعب مستطیلی مناسب هستند، اما به علت جابه‌جایی صفحه کف در محور Y، امکان ریزش قطعه وجود دارد و شاید برای جلوگیری از آن مجبور به کاهش سرعت پرینت شوید.
• پرینترهای هایپر کیوب: هم فضای پرینت مناسبی ارائه می‌دهند و هم در جهت‌های افقی ثابت‌اند، اما ممکن است محدودیت وزنی برای قطعات پرینت‌شده وجود داشته باشد. به‌طور کلی، پرینترهای هایپر کیوب می‌توانند گزینه‌ای مناسب برای ساخت یک پرینتر سه‌بعدی سرامیک باشند.

2-2 سیستم تغذیه

این سیستم شامل مخزن گل، شلنگ‌های رابط و قسمت متحرک برای فشار دادن گل به بیرون مخزن است:

• مخزن گل: می‌تواند شفاف یا کدر باشد. در مخازن شفاف، میزان باقی‌مانده گل قابل مشاهده است. در مخازن کدر نیز روش‌های دیگری برای اندازه‌گیری میزان گل موجود وجود دارد.
• قسمت متحرک: این بخش دارای دو نوع اصلی مکانیکی و پنوماتیک است. من هر دوی آنها را امتحان کرده‌ام و به دلایل مختلفی سیستم پنوماتیک (بادی) را ترجیح می‌دهم، ولی هر دو این سیستم‌ها در محصولات ایرانی و خارجی استفاده می‌شوند:
  • در نوع پنوماتیکی، پیچیدگی کار کمتر است و سیستم سرراست‌تری دارید. همچنین در پایان کار با پرینتر، می‌توانید با فشار باد شلنگ‌ها را تمیز کنید. در نوع پنوماتیکی هزینه‌های تولید سیستم تغذیه کمتر است.
  • در نوع مکانیکی، سیستم جمع‌وجورتری دارید و نیازی به پمپ باد (بی‌صدا) نیست، ولی به یک برد اضافی برای کنترل موتور قسمت متحرک نیاز دارید.

. تنظیمات کلیدی پرینت سه‌بعدی سرامیک

3-1 اندازه نازل

• اندازه نازل یکی از کلیدی‌ترین تنظیمات اثرگذار در کیفیت اثر خروجی است. هرچقدر اندازه نازل کوچک‌تر باشد، می‌توان جزئیات بیشتری را پرینت کرد ولی از سمت دیگر، با کاهش اندازه نازل، زمان پرینت افزایش می‌یابد و برای حرکت گل نیاز به فشار بیشتری دارید و ساخت گل مناسب سخت‌تر خواهد بود. در برخی کارهای هنری، از نازل‌هایی با خروجی غیر دایره‌ای نیز استفاده شده است.

3-2 ارتفاع لایه

• ارتفاع لایه معمولاً بین 40% تا 60% قطر نازل است. در صورتی که بخواهید خطوط پرینت واضح‌تر شود، می‌توان ارتفاع لایه را افزایش داد ولی با افزایش ارتفاع لایه، میزان پیوستگی بین لایه‌ها کاهش می‌یابد. یکی از مواردی که کمبود پیوستگی بین لایه‌ها خود را نشان می‌دهد، فرآیند خشک کردن و بروز ترک‌های عرضی بین لایه‌ها است.

۳-۳ پهنای دیواره

• در حالت عادی، پهنای دیواره معادل ۱۲۰٪ قطر نازل است؛ یعنی برای یک قطعه پرینت‌شده با نازل ۳ میلی‌متری، پهنای دیواره در حدود ۳.۵ میلی‌متر خواهد بود. برای داشتن دیواره‌های پهن‌تر، می‌توان اندازه نازل را افزایش داد یا تعداد دیواره را بیشتر کرد. به‌عنوان مثال، با ساخت یک دیواره دو لایه با نازل ۳ میلی‌متری، پهنای دیواره در حدود ۷ میلی‌متر خواهد بود.

۳-۴ اینفیل

• اینفیل یا پُرکننده به ساختاری گفته می‌شود که داخل حجم‌های توخالی پرینت می‌شود تا قطعه استحکام بیشتری داشته باشد. همچنین، اگر قطعه دارای سطح بالایی باشد، این سقف نمی‌تواند روی فضای خالی تشکیل شود و ساختار اینفیل از پایین از آن حمایت می‌کند. الگوهای مختلفی برای اینفیل وجود دارد که با درصدهای مختلفی قابل تنظیم است. هرچه درصد اینفیل بیشتر باشد، قطعه به سمت توپر شدن می‌رود.

۳-۵ سرعت خشک کردن

• سرعت بالای خشک کردن با کمک دمش هوا یا لامپ‌های حرارتی به شما اجازه می‌دهد که خمیرهایی با درصد آب بالاتری را بدون نگرانی از استحکام قطعه در حالت تر استفاده کنید یا سطوحی با شیب زیاد را بدون نیاز به ساپورت‌گذاری پرینت کنید. اما سرعت زیاد خشک کردن، خطر ترک‌های عرضی را به‌شدت افزایش می‌دهد، به‌ویژه زمانی که دمش هوا فقط از یک سمت یا متمرکز بر یک نقطه باشد. به‌طور کلی، هرگونه خشک شدن غیر یکنواخت باعث ایجاد ترک می‌شود.
• پس از اتمام پرینت، دمش هوا را خاموش و قطعه را به قفسه منتقل کنید. اما در این حالت، بالای قطعه کاملاً خیس است و قسمت پایین آن حدود نیم ساعت در معرض دمش هوا قرار گرفته است. بنابراین، بهتر است روی قطعه را با پلاستیک بپوشانید تا به‌آرامی و به‌صورت یکنواخت خشک شود. ترک‌های ناشی از خشک شدن غیر یکنواخت معمولاً در ۴ سانتی‌متر پایینی بدنه رخ می‌دهند.