پرینت سه بعدی به یک تکنولوژی رایج تر تبدیل شده است و ماشین های چاپ تقریباً با هر قیمتی در دسترس هستند. اکثر افرادی که می خواهند یک چاپگر سه بعدی داشته باشند احتمالاً می توانند مدلی را که می توانند بخرند پیدا کنند. با وجود این، چاپ سه بعدی هنوز آنقدر جدید است که تعداد کمی از مردم می دانند چگونه کار می کند. 

به همین دلیل است که اکنون زمان خوبی برای پاسخ به این سوال است که " چگونه^(How) پرینت سه بعدی کار می کند؟" شانس بسیار خوبی وجود دارد که در نهایت مجبور شوید از یکی استفاده کنید!

افزودنی در مقابل چاپ سه بعدی کاهشی^{(Additive vs Subtractive 3D Printing)}

دو دسته کلی از پرینت سه بعدی وجود دارد. چاپگرهای سه بعدی که می توانید خودتان بخرید تقریباً همه ماشین های "افزودنی" هستند. به عبارت دیگر، آنها با اضافه کردن مواد (معمولاً به صورت لایه‌ها) تا زمانی که شی کامل شود، اشیاء سه بعدی می‌سازند. پرینترهای سه بعدی که مردم با شنیدن "چاپگر سه بعدی" به آنها فکر می کنند تقریباً همیشه از انواع افزودنی است.

چاپ سه بعدی کاهشی بسیار متفاوت است. در اینجا شما با مقدار ثابتی از مواد شروع می کنید و سپس مواد را حذف می کنید تا زمانی که فقط شی تمام شده باقی بماند. مجسمه‌سازی که مجسمه‌ای از سنگ مرمر می‌سازد از روش تفریقی استفاده می‌کند. ماشین های کسر کننده معمولا در کارگاه های بزرگ و محیط های صنعتی یافت می شوند. سیستم های فرز CNC^(CNC) (کنترل عددی کامپیوتری) احتمالاً شناخته شده ترین نمونه هستند.

ما از اینجا به بعد فقط بر روی ماشین های افزودنی تمرکز خواهیم کرد، زیرا آنها به مصرف کننده عادی مربوط می شوند. فقط بدانید که ماشین های تفریق کننده متعلق به همان خانواده گسترده پرینترهای سه بعدی هستند که ممکن است روی میز قرار دهید.

مدل سازی رسوب ذوب شده، استریولیتوگرافی و تف جوشی لیزری انتخابی^{(Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering)}

سه روش اصلی پرینت سه بعدی افزودنی عبارتند از FDM (مدل سازی رسوب ذوب شده)، استریولیتوگرافی ( SLA ) و تف جوشی لیزری انتخابی ( SLS ).

چاپگر FDM داوینچی^{(The da Vinci FDM Printer)(The da Vinci FDM Printer)}

FDM رایج ترین سیستم درجه مصرف کننده است. با این نوع چاپگرها رشته ای از مواد از یک سر چاپ داغ عبور داده می شود. هد چاپ دقیقاً در فضای سه بعدی قرار می گیرد و طبق دستورالعمل های دقیق برنامه ریزی شده، لایه ای از مواد را رسوب می دهد. رویکردهای مختلفی برای FDM وجود دارد ، اما ما در یک لحظه به آن خواهیم رسید.

چاپگر SLA نوبل^{(The Nobel SLA Printer) (The Nobel SLA Printer )}

استریولیتوگرافی^{(Stereolithography)} در سیستم های مصرف کننده بسیار کمتر رایج است. این چاپگرها از لیزر برای تبدیل رزین مایع به مواد پلاستیکی جامد استفاده می کنند. معمولاً شیء از یک خمره رزین "کشیده" می شود و با بالا آمدن آن از ماده لایه به لایه تشکیل می شود. در سال های اخیر چاپگرهای SLA فشرده تر و مقرون به صرفه تر شده اند. بنابراین بسته به نوع مدل نهایی شما، جایگزینی واقعی برای چاپگرهای FDM است.^(FDM)

^(Selective)تف جوشی لیزری انتخابی ( SLS ) از یک لیزر قدرتمند برای ذوب پودر پلیمری استفاده می کند. پودر واقعی به عنوان یک ساختار پشتیبانی برای چاپ عمل می کند، بنابراین این نوع چاپ نیازی به داربست خاصی ندارد. SLS یک نوع FDM نیست که روی دسکتاپ پیدا کنید. در حال حاضر هنوز یک فناوری صنعتی است.

چاپگرهای ربات دکارتی و دلتا^{(Cartesian & Delta Robot Printers)}

چاپگر ربات دلتا^{(A Delta Robot Printer)(A Delta Robot Printer)}

رایج ترین نوع چاپگر FDM چاپگر سه بعدی دکارتی است. این نام به مختصات دکارتی اشاره دارد. این مختصات XYZ است که همه ما در مدرسه یاد گرفتیم. ^(XYZ)سر چاپ را می توان به هر مختصات XYZ در فضای حجم چاپ منتقل کرد. ریاضیات ساده است، چاپگرها بسیار مقرون به صرفه هستند و کیفیت چاپ دقیق است. 

با این حال، بسته به میزان دانه بندی مختصات XYZ، سطوح منحنی ممکن است به همان اندازه صاف نباشند که به کارهای تکمیلی دستی نیاز دارند.

چاپگرهای ربات دلتا^(Delta) رویکرد متفاوتی دارند. هد چاپ روی سه بازو نصب می شود که روی سه ریل اجرا می شود. با تغییر ارتفاع هر بازو، هد چاپ می تواند نوسان داشته باشد. این طراحی به هد چاپ اجازه می دهد تا در منحنی های واقعی حرکت کند و همچنین اجازه می دهد تا اجسام بلند در حجم چاپ چاپ شوند.

اساساً، هرچه ریل ها بلندتر باشند، مدل می تواند بلندتر باشد. چاپگرهای ربات دلتا به جای مختصات XYZ از مثلثات برای محاسبه موقعیت سر چاپ استفاده می کنند. نتیجه نهایی این است که آنها نمی توانند به وضوح چاپ کاملاً مشابه چاپگرهای دکارتی دست یابند.

برای درک واقعی مفهوم ربات دلتا، باید آن را در عمل ببینید. به این ویدیوی یوهان روچول نگاهی بیندازید^{(Johann Rocholl)} و به سرعت به مفهوم آن خواهید رسید.

^(Notice)به مفصل بندی روی بازوها و میزان حرکت آزادانه و روان هد چاپ توجه کنید .

مواد چاپگر سه بعدی^{(3D Printer Materials)}

پرینترهای سه بعدی از مواد مختلفی استفاده می کنند، اما دو پلاستیک وجود دارد که در کاربردهای مصرف کننده بسیار رایج هستند: ABS و PLA .

ABS ( آکریلونیتریل بوتادین استایرن^{(Acrylonitrile Butadiene Styrene)} ) دقیقاً همان پلاستیکی است که آجرهای لگو از آن ساخته شده اند. ^(LEGO)این پلاستیک در هنگام خنک شدن مستعد تاب خوردن است و به یک چاپگر با تخت چاپ گرم نیاز دارد. کاملاً در برابر ضربه مقاوم است، اما قوی نیست. برای ساخت قطعات نمونه اولیه و حتی قطعات نهایی که باربر نیستند مناسب است.

PLA ( اسید پلی لاکتیک^{(Polylactic Acid)} ) نقطه ذوب پایینی دارد، زیاد تاب نمی‌خورد، کار با آن آسان است و چاپ‌های ناموفق کمتری دارد. همچنین برای هر گونه استفاده عملی بسیار شکننده است، اما برای ایجاد مدل‌های صاف و دقیق که فقط باید به آنها نگاه کرد، عالی است.

خبر خوب این است که بیشتر پرینترهای سه بعدی مصرفی با هر دوی این مواد ارزان قیمت کار می کنند. بنابراین شما می توانید آنها را بر اساس نیاز خود تغییر دهید.

فیلامنت نایلون^(Nylon) گزینه دیگری است و حتی چاپگرهایی وجود دارند که از چوب یا فلز به عنوان ماده استفاده می کنند. چاپگرهای نسل بعدی همچنین می توانند همزمان بیش از یک رشته را مدیریت کنند که امکان چاپ مواد مخلوط یا چند رنگ را فراهم می کند.

فرآیند پرینت سه بعدی معمولی^{(The Typical 3D Printing Process)}

اگر هرگز خودتان یک پرینت سه بعدی درست نکرده اید، احتمالاً کنجکاو هستید که واقعاً از دیدگاه کاربر چگونه کار می کند. در حالی که استفاده از چاپگر سه بعدی به آسانی از بین بردن پرینت های دو بعدی روی چاپگر لیزری یا جوهرافشان نیست، اما آنقدرها هم که فکر می کنید دشوار نیست.

پس از راه اندازی چاپگر طبق دفترچه راهنما، با کالیبراسیون و تراز کردن به درستی، ابتدا به یک مدل برای چاپ نیاز دارید.

شما می توانید مدل خود را با استفاده از چیزی مانند Zbrush یا AutoCAD^{( Zbrush or AutoCAD)} بسازید ، اما اکثر مردم احتمالاً یک مدل را از یک سایت آنلاین دانلود می کنند. اولین ایستگاه قطعا باید Thingiverse باشد ، که احتمالاً مشهورترین مجموعه مدل های ارسال شده توسط کاربر است. با این حال، جایگزین های^{(alternatives)} زیادی وجود دارد .

پس از دریافت یک مدل با فرمت سازگار، آن را در نرم افزاری که همراه چاپگر شما ارائه شده است، باز می کنید. همه آنها متفاوت به نظر می رسند و کار می کنند، اما مفهوم اصلی یکسان است. همچنین ممکن است بخواهید ابتدا یک مدل سه بعدی را با Meshmixer درمان کنید^(Meshmixer) ، که تضمین می کند یک مدل سه بعدی جامد و مناسب برای چاپ است.

در نرم افزار چاپگر سه بعدی، اندازه و کیفیت مدل را انتخاب می کنید و نرم افزار آن را به "برش هایی" تبدیل می کند که هر لایه چاپ را نشان می دهد. همچنین "داربست" را که باید برای پشتیبانی از مدل در حین ساخت آن چاپ شود، محاسبه می کند. این مواد را می توان پس از اتمام پرینت جدا کرد.

با تمام کارهای آماده سازی پشت سر شما، چاپ می تواند شروع شود. بسته به تنظیمات کیفیت، ممکن است مدت زیادی منتظر بمانید! چاپ با کیفیت بالا از چند ساعت تا چند روز متغیر است. خوشبختانه^(Thankfully) ، برخی از پرینترهای سه بعدی به شما امکان می دهند پیشرفت چاپ خود را از راه دور از طریق یک برنامه نظارت کنید.

پس از اتمام چاپ، آن را از روی تخت جدا کرده و سپس آن را از داربست جدا خواهید کرد. در بسیاری از موارد باید مدل را با استفاده از کاغذ سنباده و ابزارهای مخصوص برش برای رفع عیوب به پایان برسانید. برخی از افراد حتی مدل های خود را رنگ می کنند! تنها محدودیت واقعی خلاقیت شماست.

اگر تمایل به خرید چاپگر سه بعدی دارید، اینها بهترین انتخاب^{(best picks)} های ما هستند و اگر بودجه کمی دارید، اینها گزینه های مناسب تری هستند.

HDG Explains : How Does 3D Printing Work?

3D printing has become a much more mainstream technology, with printing machines available at just abоut every price point. Most peоple who want a 3D prіntеr can probably find a model they can afford. Despite this, 3D printing iѕ still so new that few people know how it works. 

This is why now is a good time to answer the question “How does 3D printing work?”. There’s a very good chance you’ll have to use one eventually!

Additive vs Subtractive 3D Printing

There are two broad categories of 3D printing. The 3D printers that you can buy yourself are almost all “additive” machines. In other words, they build 3D objects by adding material (usually in layers) until the object is complete. The 3D printers people think of when they hear “3D printer” is almost always of the additive variety.

Subtractive 3D printing is very different. Here you start with a fixed amount of material and then remove material until only the finished object is left. A sculptor making a statue out of marble is using a subtractive method. Subtractive machines are usually found in large workshops and industrial settings. CNC milling (computer numerical control) systems are probably the best-known example.

We’ll only be concentrating on additive machines from here on out, since they’re relevant to the average consumer. Just know that subtractive machines belong to the same extended family of 3D printers as the one you might put on a desk.

Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering

The three main methods of additive 3D printing are FDM (fused deposition modelling), stereolithography (SLA) and selective laser sintering (SLS).

The da Vinci FDM Printer

FDM is the most common consumer-grade system. With these types of printers a filament of material is passed through a hot print head. The print head is precisely positioned in 3D-space and deposits a layer of material according to exact programmed instructions. There are different approaches to FDM, but we’ll get to that in a moment.

The Nobel SLA Printer 

Stereolithography is much less common in consumer systems. These printers use lasers to cure a liquid resin into a solid plastic material. Usually, the object is “pulled” from a vat of resin, forming layer by layer as it rises from the material. In recent years SLA printers have become more compact and affordable. So it’s a real alternative to FDM printers, depending on what type of final model you settle on.

Selective laser sintering (SLS) uses a powerful laser to fuse a polymer powder. The actual powder acts as a support structure for the print, so this type of printing doesn’t need special scaffolding. SLS is not a type of FDM you’ll find on the desktop. It’s still an industrial technology for now.

Cartesian & Delta Robot Printers

A Delta Robot Printer

The most common type of FDM printer is the cartesian 3D printer. The name refers to cartesian coordinates. That’s the XYZ coordinates we all learned in school. The print head can be moved to any XYZ coordinate within the print volume space. The math is simple, the printers are pretty affordable and print quality is precise. 

However, depending on how granular the XYZ coordinates are, curved surfaces might not be as smooth as they could be, requiring some manual finishing work.

Delta robot printers take a different approach. The print head is mounted to three arms that run on three rails. By varying the height of each arm, the print head can swing. This design allows for the print head to swing in true curves and also allows for tall objects to be printed within the print volume.

Basically, the longer the rails are, the taller the model can be. Rather than XYZ coordinates, delta robot printers use trigonometry to calculate print head position. The end result is that they can’t reach quite the same print resolution as cartesian printers.

To really understand the delta robot concept, you need to see it in action. Have a look at this video by Johann Rocholl and you’ll quickly get the concept.

Notice the articulation on the arms and how freely and smoothly the print head can move.

3D Printer Materials

3D printers use a variety of materials, but there are two plastics that are by far the most common in consumer-grade applications: ABS and PLA.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) is exactly the same plastic that LEGO bricks are made of. This plastic is susceptible to warping when cooling down and needs a printer with a heated print bed. It’s quite impact resistant, but not particularly strong. It’s suitable for making prototype parts and even final parts that aren’t load-bearing.

PLA (Polylactic Acid) has a low melting point, doesn’t warp much, is easy to work with and has fewer failed prints. It’s also far too brittle for any practical use, but it is brilliant for creating smooth, detailed models that are only meant to be looked at.

The good news is that most consumer 3D printers will work with both of these inexpensive materials. So you can change them out as your needs require.

Nylon filament is another option and there are even printers that use wood or metal as a material. Next-generation printers can also handle more than one filament at a time, allowing for mixed material or multi-color prints.

The Typical 3D Printing Process

If you’ve never made a 3D print yourself, you’re probably curious about how it actually works from a user perspective. While using a 3D printer isn’t as easy as knocking out 2D prints on a laser or inkjet printer, it’s not nearly as difficult as you might think.

After setting up the printer according to the manual, with calibration and levelling done correctly, you first need a model to print.

You can make your own model, using something like Zbrush or AutoCAD, but most people are likely to download a model from an online site. The first stop should definitely be Thingiverse, which is quite possibly the most famous collection of user-submitted models. However, there are many alternatives.

After getting a model in a compatible format, you’ll open it up in the software that came with your printer. They all look and work differently, but the basic concept is the same. You may also want to first treat a 3D model with Meshmixer, which ensures that a 3D model is solid and suitable for printing.

In the 3D printer software, you’ll pick the size and quality of the model and the software will convert it into “slices” representing each print layer. It will also calculate the “scaffolding” that has to be printed to support the model while it’s being made. This stuff can be broken off when the print is done.

With all that prep work behind you, the print can begin. Depending on the quality settings, you might be in for a long wait! High quality prints vary from a few hours to a few days. Thankfully, some 3D printers let you monitor the progress of your print remotely via an app.

Once the print is done, you’ll remove it from the bed and then break it free of the scaffolding. In many cases you’ll have to finish the model using sandpaper and special cutting tools to remove imperfections. Some people even paint their models! The only real limit is your creativity.

If you’re itching to buy a 3D printer, these are our best picks and if you’re on a budget, these are more pocket friendly options.

Related posts

• HDG توضیح می دهد: CAPTCHA چیست و چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: GPS چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: واقعیت افزوده چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: SFTP و FTP چیست؟

• HDG توضیح می دهد: سرور کامپیوتر چیست؟

• راهنمای عیب یابی نهایی برای Windows 7 Hanging Issues

• HDG توضیح می دهد: اترنت چیست و آیا بهتر از Wifi است؟

• چگونه برای گفتن چه خبر True or False در Internet

• HDG توضیح می دهد: پهنای باند چیست؟

• HDG توضیح می دهد: دامنه پارک شده چیست و چه مزایایی دارد؟

• انتخابات هک 101: آیا این Safe به رای الکترونیکی؟

• نحوه حذف ویروس Shortcut در USB با استفاده از CMD

• HDG توضیح می دهد: RFID چیست و در چه مواردی می توان از آن استفاده کرد؟

• HDG توضیح می دهد: یونیکس چیست؟

• یک نسخه پشتیبان از تصویر سیستم ویندوز 10 ایجاد کنید

• چرا اکثر گوشی های جدید جک هدفون را کنار می گذارند؟

• HDG توضیح می دهد: بایوس چیست؟

• 12 نکته و ترفند Chromebook

• HDG توضیح می دهد: Thunderbolt چیست؟

• 5 برنامه رایگان برای پاک کردن کامل هارد دیسک