0

ساخت افزایشی (AM)

ساخت مواد افزودنی که ساخت افزایشی (AM) نام دارد یک فناوری است که به وسیله آن می توان اجزای فیزیکی را از مدل های رایانه ای سه بعدی (سه بعدی) مجازی با ساخت لایه به لایه کامپوننت تهیه کرد تا اینکه قطعه کامل شود.

در مقایسه با فرآیندهای تولید سابترکتیو ، که در آن تولید از کم کردن یک قطعه از مواد شروع می‌شود و هر گونه مواد ناخواسته را حذف می‌کند ( یا با حکاکی آن با دست یا با استفاده از یک دستگاه مانند دستگاه CNC )  تا زمانی که قطعه ساخته شود .

بسته به فن آوری خاص مورد استفاده ، ضخامت لایه از چند میکرون تا حدود 0.25 میلی متر متغیر است و اکنون طیف وسیعی از مواد برای فناوری های مختلف تولید افزایشی در دسترس است.

اولین جرقه های ساخت افزایشی را در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم , با معرفی نقشه‌های توپوگرافی به عنوان نمایش سه‌بعدی زمین , همراه با تعدادی روش برای استفاده از این مدل‌های توپولوژیکی برای تولید نقشه‌های سه‌بعدی , با تشکیل یک نقشه کاغذی بر روی مدل‌های توپولوژیک , می‌بینیم .

Photosculpture (نقش برجسته) ، که به اواخر قرن نوزدهم نیز آغاز شد ، اگرچه احتمالا ً بیشتر منشا تولید ماشینی CNC بوده‌است ، چندین روش پیشنهادی برای ایجاد مدل‌های افزایشی با استفاده از مواد حساس به نور نیز داشت . نقش برجسته یک اثر هنری است که در آن اشکال روی یک سطح حکاکی می شوند.نقش برجسته یکی از تکنیک های ساخت سفال است.
در آن طرح های برجسته ای از جنس خود مجسمه روی آن باقی می ماند و به آن زیبایی خاصی می بخشد.برای ایجاد یک نقش برجسته ، ما از کاستن و افزودن استفاده می کنیم.
یعنی ما نیاز داریم که بخش هایی را به سطح صافی که با گل سفال ایجاد کرده ایم ، اضافه کنیم تا کار برجسته تر شود

تولید افزودنی مدرن ریشه خود را در اواسط قرن بیستم با اختراع ثبت‌شده در ۱۹۵۱ توسط اتو جان (Munz) مشاهده کرد که می‌تواند منشا تکنیک استریولیتوگرافی مدرن در نظر گرفته شود .

عبارت AM شامل بسیاری از فن‌آوری‌ها از جمله زیر مجموعه‌های مانند چاپ سه‌بعدی ، نمونه‌سازی سریع ( RP ) ، تولید دیجیتال مستقیم ( DDM ) ، ساخت لایه‌ای و ساخت افزایشی است .

AM بی‌حد و حصر است .با اینکه استفاده اولیه از AM در شکل نمونه‌سازی سریع بر مدل‌های تجسم قبل از تولید انبوه متمرکز است ،اخیرا ً، AM استفاده می‌شود تا محصولات مصرفی در هواپیما ، ترمیم دندان ، ایمپلنت ‌های پزشکی ، خودرو و حتی محصولات مد را تولید کند .

مثال‌هایی از ساخت افزایشی (AM) :

 

تکنولوژی MJM یا  Multijet Modeling در واقع به معنی توانایی کار با چند ماده ( رزین ) مختلف است.

پرینترهای MJM به دلیل تکنولوژی خاص خود ابعاد کوچکی دارند به طوری که بزرگترین پرینتر MJM ساخته شد ابعادی به اندازه 30 سانتی متر در 30 سانتی متر دارند. بنابراین شاید عیب اصلی این سیستم نداشتن توانایی چاپ قطعات بزرگ می باشد.

در این تکنولوژی از سیستم هد استفاده شده و قابلیت بهره گیری از چندین ( حتی بیش از 10 ) ماده یا متریال بسته به نوع و تعداد هد وجود دارد که حداقل یک عدد از آن ها به عنوان ساپورت استفاده می شود

 

پرینت سه بعدی به روش چاپ سه‌بعدی 3DP، که به دلیل شباهتش به چاپ جت جوهر، آن را چاپ سه‌بعدی نامیده‌اند، با این تفاوت که به‌جای جوهر از چسب مایع استفاده می‌شود. مواد مورد استفاده در 3DP به‌صورت پودرهایی از جنس سرامیک‌ها، فلزات، پلیمرها و کامپوزیت‌ها می‌باشند. ذرات پودر به کمک چسب به هم متصل شده و لایه‌ها را ایجاد می‌کنند. روش کار در این فرآیند در پرینتر سه بعدی به ترتیب ذیل می‌باشد:

  • پلتفرم در ارتفاع مناسب قرارگرفته و یک‌لایه پودر با ضخامت کنترل‌شده روی سطح ریخته شدن چسب روی ذرات پودر باعث به هم چسبیدن آن‌ها و شکل‌گیری لایه اول مدل می‌شود (اولین لایه متناظر با پایین مقطع مدل است).
  • پلتفرم به‌اندازه ضخامت یک‌لایه به سمت پایین حرکت کرده و پودر لایه بعد ریخته می‌شود.
  • متناظر با مقطع بعدی، روی لایه جدید چسب ریزی می‌شود. به‌این‌ترتیب مقطع بعدی شکل‌گرفته و به لایه قبلی متصل می‌گردد.
  • مراحل فوق تا ایجاد بالاترین مقطع مدل و کامل شدن قطعه تکرار می‌شود.

فناوری بسیار پیشرفته با استفاده از فناوری لیزر برای ساخت افزایشی لایه بر لایه رزین فوتوپلیمر (پلیمر که در هنگام قرار گرفتن در معرض نور خاصیتش  تغییر می یابد و سفت می شود).

فرآیند محور شامل استفاده از مواد ترموپلاستیک (پلیمرهایی که به محض قرار گرفتن در معرض حرارت به مایع تغییر می یابد و هنگام سرد شدن به جامد تبدیل می شود) که از طریق نازل بر روی صفحه چاپگر تزریق می شود. نازلها قبل از قرار گرفتن لایه بعدی ، الگوی سطح مقطع را برای هر لایه خاص با سخت شدن مواد ترموپلاستیک ردیابی می کنند. این روند تا زمانی که مدل کامل شود تکرار می شود. مواد تخصصی ممکن است نیاز به افزودن پشتیبانی از برخی از ویژگی های مدل باشد.

نحوه کار این تکنولوژی تولید افزایشی به این صورت است که  از یک نوع منبع تغذیه پیشرفته مانند یک لیزر دی اکسید کربن استفاده کرده و مخلوطی از ذرات ریز مواد اولیه مانند پودر پلاستیک، پودر فلز، پودر سرامیک و یا پودر شیشه را به توده ای جامد سه بعدی تبدیل می کند. این لیزر به طور انتخابی، مواد اولیه پودر مانند را با استفاده از طراحی سه بعدی که به عنوان نمونه توسط نرم افزار سه بعدی ساز CAD و یا اسکن سه بعدی بر روی سطح میز کاری یا پلت فرم پرینتر سه بعدی SLS تولید می کند. روش لایه سازی در این تکنولوژی به این صورت است که ابتدا لایه ای از پودر مواد اولیه بر روی پلت فرم قرار داده  می شود و پس از جامد

شدن و لایه سازی توسط لیزر، لایه بعدی پودر مواد اولیه را بر روی لایه قبل قرار می گیرد و این روند تا کامل شدن نمونه مورد نظر ادامه دارد.

0