اجزای سازنده پرینتر سه بعدی

میخواهید از اجزای داخلی و خارجی یک پرینتر سه بعدی مطلع شوید؟ این مقاله، به زبان ساده به شما میگوید که یک 3D Printer باید با چه قطعاتی ساخته شود تا به درستی کار کند.

فهمیدن اصول ساختاری چاپگر سه بعدی به شما کمک می کند که در هنگام خرید، دستگاه های باکیفیت را از انواع ارزان و غیراستاندارد تشخیص داده و سرمایه خود را هدر ندهید.

برای اینکه اسامی اجزای تشکیل دهنده و کارکرد آنها بهتر در یادتان بماند، قطعات مورد بحث را به دو بخش 1)مکانیکی و 2) الکترونیکی تقسیم و توضیح می دهیم. این قطعات مرسوم ترین و مهمترین اجزای یک چاپگر سه بعدی FDM یا می باشند.

• اجزای بخش مکانیکی

بستر چاپ – کیت اکسترودر پولی، بلبرینگ شیاردار 808، پنبه نسوز، هیت سینک، پیچ سوراخدار، پایپ با لوله PTFE، بدنه اکسترودر(  – پاور گاید )انرژی گاید( – روکش ضد سایش پلی استر ) جوراب محافظ کابل ( – محورهای حرکتی خطی ) بال اسکرو، ریل واگن، کوپلینگ، بلبرینگ خطی، تسمه دندانه دار GTZ ( – شاسی یا فریم ) نبشی، پروفیل – پیچ و مهره های اتصال – ورق های بدنه  

• اجزای بخش الکترونیک:

برد کنترلر – درایور موتور استپر – سیم و سوکتهای اتصال – موتور استپر – پاور یا منبع تغذیه – فن اکسترودر – هیتر بستر – هیتر نازل – سنسور نازل – میکروسوییچ لیزری نوری یا مکانیکی – نمایشگر

بستر چاپ

همانطور که از اسم مشخص است منظور سطحی است که قطعه روی آن پرینت میشود و معمولا فلزی میباشد (بخش رویین فلزی و زیرین هیتر). روی این بخش نیز روکشی از شیشه سرامیک بستر منعطف یا فلز جداشونده قرار میگیرد و در کنار همه اینها برای ثبات بهتر قطعه روی این سطح از وسایل جانبی مثل چسب ماتیکی یا blue tape یا چسب کپتونی نیز استفاده می شود.

یک چاپگر سه بعدی با کیفیت مجهز به بستر چاپ گرم شونده است. چرا؟ چون اغلب متریالهای فیلامنت مانند فیلامنت ایکستروژن نیاز به بستر گرم برای پرینت صحیح دارند. در صورتی که بستر گرم شونده نداشته باشید عملیات چاپ شما سخت و  طاقت فرسا بوده و اکثرا دچار خطاهای رایج پرینت مرتبط با نوسانات حرارتی میشوید. پس حتما پرینتری با بستر گرم خریداری کنید.

اکسترودر چیست؟

قلب تپنده یک چاپگر سه بعدی ساختار اکسترودر (extruder) نازل آن می باشد در این بخش است که رشته فیلامنت داخل شده ذوب گشته و از سر نازل بیرون می ریزد تا به تدریج در بستر ساخت بصورت لایه به لایه روی هم قرار گرفته سرد شود و نهایتا قطعه را بسازد.

Extruder شامل دو بخش است

1. بخش Hot-End یا گرم : بخش گرم همانطور که از نامش پیداست، وظیفه ذوب کردن رشته فیلامنت و بیرون دادن آن را بر عهده دارد.
2. بخش Cold-End یا سرد : بخش سرد از یک موتور گام یا استپر موتور و چرخ دنده تشکیل شده که رشته فیلامنت را به درون نازل می کشد.

ساختار hot-end اکسترودر

آشنایی با تمام قطعات پرینتر سه بعدی

نکته: مدل های اکسترودر با توجه به برند پرینتر ها، انواع مختلفی می باشد. در این مقاله، مدل MK8 را که در ایران رایج تر است را در نظر گرفتیم.

به طور کلی دو نوع استاندارد طراحی Extruder برای چاپگرهای سه بعدی FFF/FDM وجود دارد: 1. اکسترودر مستقیم 2. اکسترودر بُودِن

• اکسترودر مستقیم یا Direct drive

در پرینترهایی با این نوع ساختار که غالب بازار ایران نیز هستند بخش هات-اند و کولد-اند در کنار یکدیگر می باشند پس فیلامنت مسیر بسیار کوتاهی را بین این دو بخش طی می کند که مزایای خاص خود مثل قابلیت کنترل بهتر بازکششی بهتر ،فیلامنت موتورهای کم حجمتر و سازگاری

• اکسترودر بودن یا Bowden Drive :

در پرینترهایی با چنین ساختار ،اکسترودری بخش هات-اند و کولد اند از یکدیگر مجزا هستند. در واقع بخش کلد-اند یا فیدر در جایی از فریم چاپگر محکم ثابت شده است اگرچه در برخی سیستمها این بخش حالت معلق یا hanging نیز دارد. پس رشته فیلامنت از طریق یک تیوب لاستیکی طویل بنام Bowden tube به بخش هات-اند وارد می شود مزیت سیستم Bowden کاهش وزن اکسترودر می باشد ولی طیف سازگاری و کنترل پذیری فیلامنت نسبت به نوع Direct بجهت افزایش فاصله کمتر می شود.

در تصاویر زیر، هم اجزای مکانیکی و هم الکترونیکی پرینتر سه بعدی را به ترتیب مشاهده خواهیم کرد.

.