آیا تا به حال فکر کردین اگر بخواین قطعه ای با تیراژ کم تولید کنین یا اینکه قصد ساخت یه مدل سه بعدی از طرح و ایده ذهنی تون داشته باشین، باید به سراغ چه روش تولیدی برین که منطقی و به صرفه باشه؟ یا اگه بخواین قطعه ای بسازین که ممکنه هر درخواست کننده ای تغیراتی در اون بر اساس سلیقه ش اعمال کنه، چه روش تولیدی میتونین استفاده کنین که هر مرتبه نیاز به تولید مدل و قالب برای اون نداشته باشین؟
در این سلسله مقالات، ما قراره شما رو با تکنولورژی ساخت افزایشی و انواع روش های اون آشنا کنیم. پس با ما هراه باشید.
قسمت اول:
مبانی تکنولوژی ساخت افزایشی (Additive Manufacturing)
ساخت افزایشی (AM) به عنوان فرایندی خودکار برای تولید اشیا فیزیکی سه بعدی مقیاسدار، مستقیماً از دادههای 3D CAD (طراحی با کمک رایانه) تعریف می شود. این فرایند بر اساس اصول ساخت لایهای است و قطعات با ساخت و اتصال عناصر حجمی (voxel) تولید میشوند. در ابتدا این فرآیند نمونهسازی سریع (rapid prototyping) نامیده میشد و امروزه نیز اغلب از این نام استفاده میشود.
هنگامی که اولین دستاورد تولید فرآیندهای ساخت افزایشی در سال 1987 به بازار عرضه شد، به آنها نمونهسازی سریع یا ساخت مولد (generative manufacturing) گفته میشد. هر دو اصطلاح همچنان در حال استفاده هستند و در سالهای بعد نامهای مختلف دیگری نیز ارائه شدند (به عنوان مثال:desktop manufacturing، freeform manufacturing و غیره). برای یک بررسی اجمالی، برخی از اصطلاحات متداول در جدول زیر ارائه شده است. اکنون پرینت سه بعدی (3D printing) جایگزین کلیه اصطلاحات دیگر شده است. دلیل آن این است که این اصطلاح را میتوان به راحتی درک کرد زیرا عمومیتر بوده و بیشتر مورد توجه کاربران قرار می گیرد.
|
Additive
--------------------------- |
3D printing Additive manufacturing, AM Additive layer manufacturing, ALM Additive digital manufacturing, DM ---------------------------------------- |
|
Layer
--------------------------- |
Layer manufacturing Layer-based manufacturing Layer-oriented manufacturing --------------------------------------- |
|
Rapid
---------------------------- |
Rapid technology Rapid prototyping Rapid tooling Rapid manufacturing ---------------------------------------- |
|
Digital -------------------------- |
Digital fabrication Digital mock-up --------------------------------------- |
|
Direct
---------------------------- |
Direct manufacturing Direct tooling ------------------------------------------ |
|
3D
---------------------------- |
3D printing 3D modeling ------------------------------------------ |
زنجیره فرایند ساخت افزایشی
فرایندهای ساخت افزایشی با یک زنجیره فرآیند مشخص میشوند. روند کار با یک فایل داده CAD سه بعدی (مجازی) که نمایانگر قطعهی تولیدی است، آغاز میشود. در مرحله مهندسی، فایل داده ها به طور معمول با استفاده از طراحی سه بعدی CAD، اسکن کردن و فرایندهای تصویربرداری مثل پرتونگاری مقطعی محاسبهای (CT scanning) تولید میشود.
در اولین مرحله مدل CAD، مستقل از نحوه تولید مجموعه داده های سه بعدی، با استفاده از یک نرم افزار اسلایسر خاص به برش ها یا لایه ها تقسیم می شود. در نتیجه یک مجموعه داده حاوی داده های کانتور (x-y)، داده های ضخامت (dz) و شماره لایه (یا مختصات z) برای هر لایه به یک ماشین منتقل می شود، که به منظور تولید قطعه، برای هر لایه دو مرحله فرآیند اساسی را انجام می دهد.
در مرحله اول هر لایه با توجه به کانتور مشخص شده و ضخامت لایه تولید می شود. با استفاده از اصول مختلف فیزیکی می توان این کار را به روشهای مختلف انجام داد. در مرحله دوم، هر لایه به لایه قبلی وصل می شود و سپس لایه جدید، لایه فوقانی قسمت در حال رشد را تشکیل می دهد. بنابراین مدل فیزیکی لایه لایه از پایین به بالا رشد می کند تا قطعه نهایی شود.
بنابراین زنجیره فرآیند به طور عمده از شش مرحله تشکیل شده است:
- تولید مدل CAD از طرح
- تبدیل مدل CAD به مدل قابل قبول دستگاه AM
- آماده سازی مدل CAD
- راه اندازی دستگاه
- حذف قسمتهای اضافه
- پردازش پس از آن.
این مراحل اساسی که زنجیرههای فرآیند نامیده میشوند، برای بیش از 200 دستگاه مختلف AM یکسان هستند. دستگاه ها فقط در روش تولید لایه ها و نحوه اتصال لایه های مجاور برای تشکیل قطعه متفاوت هستند.
در گروه آموزشی پارس پژوهان دوره های متفاوت و متنوعی در مورد ساخت افزایشی فلزات(کلیک کنید) و غیر فلزات(کلیک کنید) برگزار می شود. این دوره ها به صورت هم کارگاهی و هم تئوری در حال برگزاری است و در هر دو دوره دانش پژوهان با طرز کار پرینتر به صورت کامل آشنا شده و قطعات مختلفی پرینت گرفته می شود. همچنین یکی از دوره های بسیار پر مخاطب و جالبی که در مجموعه برای دانش پژوهان گرامی در نظر گرفته شده است دوره طراحی و ساخت پرینتر سه بعدی(کلیک کنید) است که در انتهای دوره یک پرینتر به صورت کامل ساخته می شود.
