چاپ سه بعدی

Photopolymerization – VAT, SLA, DLP, CDLP

فتوپلیمریزاسیون

آشنایی با فناوری: Photopolymerization - VAT, SLA, DLP, CDLP

فتوپلیمریزاسیون

فناوری پلیمریزاسیون سه بعدی شامل فرایندهای مختلفی می شود که همگی بر پایه یک اصول واحد کار می کند: در این فرایند ها فتوپلیمر مایعی که در یک مخزن ذخیره سازی شده به صورت انتخابی با یک منبع گرما پخته می شود. بدین ترتیب لایه به لایه یک مدل سه بعدی از شیء مورد نظر ساخته می شود.  در برخی از این  دستگاه ها از متد بالا به پایین استفاده میشود که در آن ها منبع حرارت در زیر قرار دارد نمونه لایه لایه از مخزن بیرون کشیده می شود.  متد رایج دیگر روش پایین به بالا است  که در آن منبع حرارت بالای مخزن قرار دارد نمونه لایه لایه ساخته و درون مخزن غرق می شود.

 تحقیقات اولیه برای توسعه این روش ها توسط محققان فرانسوی و ژاپنی در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی صورت گرفت،  اما نخستین اختراعی که  در سال ۱۹۸۴ میلادی به صورت پتنت ثبت و تجاری سازی شد توسط Chuck Hull بنیانگذار نخستین شرکت فعال در زمینه چاپگرهای سه بعدی 3D Systems بود.

مهمترین فناوری های چاپ سه بعدی بر پایه فتو پلیمریزاسیون مخزنی شامل موارد زیر خواهد بود:

 استریولیتوگرافیStereolithography :  این روش با نام هایSLA ، ساخت نوری، سخت سازی فتونی یا  پرینت رزینی شناخته می شود.  در طی فرایند ساخت به این روش،  یک پرتو همگرای نور فرابنفش یا یک پرتوی لیزر بر روی سطح مخ زنی که با استفاده از مایه فتوپلیمر پر شده است ست متمرکز می شود.  پرتو یا لیزر متمرکز شده در محل اصابت با مایه فتوپلیمر موجب ایجاد  نقاط پخته شده از رزین می شود و بدین ترتیب یک لایه است جسم سه بعدی مطلوب تشکیل می گردد.

 پروژکتور پردازش  نور دیجیتال Digital Light Processing (DLP):  در این روش صفحه پروژکتور دیجیتال  برای ایجاد یک فلاش عکس از کل لایه مورد نظر در سرتاسر پلتفرم ساخت ت استفاده میشود. ازآنجایی که صفحه دیجیتالی پروژکتور از پیکسل های مربعی شکل تشکیل می شود،  یک لایه از جسم جامد ایجاد می شود که شامل مستطیل های  آجر شکن به کوچکی خواهد بود  که به آنها وکسل گفته می شود.  از آنجا که در این روش تمام یک لایه به صورت همزمان در معرض نور قرار می‌گیرد به طور معمول سرعت پرینت در روش دی ال پی بالاتر است.

 تولید پیوسته با استفاده از اینترفیس مایع Continuous Liquid Interface Production (CLIP) :  این روش  نخستین بار در پرینتر های CARBON معرفی شد.  اساس کار این روش همچون پرینترهای دی ال پی می باشد به طوری که رزین فتوپلیمر درون مخزن قرار دارد من نور فرابنفش از پنجره زیر این مخزن  به رزین تابانیده می‌شود.  برخورد نور عبوری از این پنجره موجب پلیمریزاسیون این لایه  همجوار پنجره کف مخزن می شود. با بالا رفتن شی در حین پرینت رزین جدید جایگزین منطقه همجوار پنجره می شود. تا بدین جای فرآیند مشابه دی ال پی می باشد. اما در ماشین معرفی شده توسط کربن  یک غشای نفوذ پذیر اکسیژن در زیر رزین قرار داده شده است ، که موجب ایجاد یک منطقه  اصطلاحاً مرده می شود. وجود اینترفیس مایع در سطح تماس رزین فتوپلیمر با پنجره کف مخزن از فتو پلیمریزاسیون جلوگیری می کند و اجازه می‌دهد  فرآیند چاپ و سرعت بیشتری و به صورت پیوسته ادامه پیدا کند.

 چاپ پلیمری با استفاده از نور مرئیDaylight Polymer Printing (DPP) : در این دسته از چاپگرهای رزینی به جای استفاده از لیزر یا پروژکتورهای فرابنفش ، از یک نمایشگر رایج ال سی دی برای نوردهی پنجره کف مخزن استفاده می شود. در این روش ها باید رزین مورد استفاده به منظور واکنش در برابر نور مرئی فرموله  شده و حساسیت آنها بالا رود.

فوتو پلیمریزاسیون امروزه در مدلسازی پزشکی کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. با استفاده از این روش پزشکان می توانند از قسمت های مختلف آناتومی  بیمار  به کمک اسکن های کامپیوتری مدل سه بعدی ایجاد کنند.  رزولوشن بالای این روش برای نمونه سازی و یا ساخت قطعه نهایی صنعتی به خصوص در مواقعی که جزئیات ریزی در قطعات وجود دارد ایا صافی سطح مهم است بسیار مناسب می باشد.  جواهر سازی،  ریخته گری دقیق و بسیاری از کاربردهای پزشکی و دندانپزشکی بازار هدف این روش چاپ سه بعدی میباشد. توسعه مواد جدید به تازگی امکان چاپ قالب های تزریق کم فشار را نیز فراهم نموده است.

رزین های فتوپلیمر در رنگ ها و خواص فیزیکی متفاوت توسعه داده شده است. که هر یک برای کاربرد خاصی استفاده می شود.  رزینهای چقرمه ، رزین های بدون دوده ، رزین های شفاف و رزین های نرم ربر پایه پلی اورتان برخی از انواع رزین های موجود در بازار هستند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *