الفرق بين طابعة DLP 3D ، طابعة SLA 3D ، طابعة FDM 3D وطابعة راتنج 3D

1. ما هو طابعة DLP 3D

• تطبيق طابعة DLP 3D
• مبدأ عمل طابعة DLP 3D
• DLP 3D Printer مقابل تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى

2. ما هي طابعة SLA 3D

• تطبيق طابعة SLA 3D
• الفرق بين طابعة SLA 3D وطابعة FDM 3D
• ما هي طابعة SLA 3D

3. ما هي طابعة FDM 3D

• مبدأ عمل طابعة FDM 3D
• ما هي طابعة FDM 3D
• مقارنة العلامة التجارية الطابعة FDM 3D

4. ما هي طابعة الراتنج 3D

• العلامات التجارية الشائعة لطابعة الراتنج ثلاثية الأبعاد
• ما هي طابعة الراتنج 3D
• تطبيق الطابعة ثلاثية الأبعاد

5. الفرق بين الطابعة DLP 3D ، طابعة SLA 3D ، طابعة FDM 3D والطابعة ثلاثية الأبعاد الراتنج

• الفرق بين طابعة DLP 3D وطابعة SLA 3D
• الفرق بين طابعة DLP 3D وطابعة FDM 3D
• الفرق بين SLA 3D Printer و Resin 3D Printer

طابعات DLP 3D

تعتمد تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد DLP على معالجة الضوء الرقمي وتستخدم الإسقاط والراتنج الحساس للطباعة. يحتوي على العديد من المكونات الرئيسية في الداخل ، بما في ذلك صينية راتنجات قابلة للإزالة ، ومنصة بناء ، وجهاز عرض ، و Gantry على شكل Z. أثناء التشغيل ، يمر الضوء عبر الشاشة الشفافة المضمنة في علبة الراتنج ، مما يسمح للضوء بالاتصال بالراتنج ، وبالتالي علاج طبقة طباعة محددة. تعالج هذه الطبقة على منصة البناء ، ويتم قلب منصة الإنشاء على طول المحور z. المنصة شبه مغرمة في الراتنج ، والمسافة بينه وبين علبة الراتنج هي طبقة طباعة واحدة (عادة ما تكون من 10 إلى 25 ميكرون ، اعتمادًا على الجهاز). عندما يتم علاج مادة طباعة واحدة ، يقوم الماكينة بنقل المحور z لأعلى لتقشير الطبقة المطبوعة من الفيلم الشفاف الذي يغطي الدرج ، ثم يكرر هذه الخطوة حتى يكتمل الجزء.

تقنية DLP لديها العديد من المزايا. على سبيل المثال ، لها دقة عالية للغاية ، حيث تصل إلى حوالي ميكرون ، ويمكنها تصنيع هياكل صغيرة. يمكن أن يؤدي استخدام سمك الطبقة الدقيقة إلى تحقيق دقة عالية في الاتجاه z ، مما يتيح تصنيع الهياكل التفصيلية. بالإضافة إلى ذلك ، من حيث جودة السطح ، يمكن المقارنة مع صب الحقن. من الصعب رؤية خطوط طبقة الطباعة على الأجزاء المطبوعة (باستثناء عند ملاحظتها تحت زجاج مكبرة) ، وبشكل أساسي لا توجد عمليات صارمة بعد المعالجة مطلوبة بعد الطباعة (باستثناء الحالات التي تكون هناك حاجة إلى التحمل الأكثر صرامة). في الوقت نفسه ، تطورت DLP بسرعة في تطوير المواد والابتكار. في السنوات الأخيرة ، دخلت البوليمرات الضوئية أقوى وأكثر قوة إلى السوق بشكل مستمر ، وتغطي مواد مختلفة مثل المواد الشفافة والبيولوجية والمطاط والدرجات الحرارة العالية والصلبة.

طابعات SLA 3D

تعتبر طباعة SLA 3D ، وهي جهاز تصوير الأنشطة المجسمة (SLA) ، والمعروفة أيضًا باسم مجسمة ، واحدة من أقدم تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتقدمة. تم اقتراحه لأول مرة من قبل تشارلز دبليو هال في عام 1984 وحصل على براءة اختراع وطني أمريكي.

تستخدم عملية SLA الراتنج الحساس للمادة. ضمن التحكم في الكمبيوتر ، مسح أشعة الليزر فوق البنفسجية مسح الراتنجات الحساسة للضوء لتوطيد الطبقة حسب الطبقة. على وجه التحديد ، يتم ملء الخزان السائل أولاً بالراتنج الحساس للضوء السائل. شعاع الليزر الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من ليزر الهيليوم والكاديميوم أو ليزر الأرجون أيون المسح صفور صف ونقطة على سطح الراتنج الحساس للضوء السائل وفقا لبيانات المساكن المستعرضة للطبقة تحت المعالجة من الكمبيوتر ، مما تسبب في أن تخضع الطبقة الرقيقة الرقيقة في المنطقة الممسوحة ضوئيًا إلى تفاعل البلمرة وتوطيدها ، وبالتالي تشكيل طبقة رقيقة من الشغل. عندما يتم ترسيخ طبقة واحدة ، يتحرك طاولة العمل أسفل مسافة سمك الطبقة. يغطي الراتنج السائل الجديد سطح الراتنج الذي تم تصلبه مسبقًا. بعد قيام الشفرة الطبيب بتسوية السطح السائل ، يتم إجراء الطبقة التالية من مسح الليزر والتصلب. تلتزم الطبقة التي تم تصلبها حديثًا بالطبقة السابقة. يتم تكرار هذه العملية حتى يتم الانتهاء من قطعة العمل بأكملها.

تتمتع تقنية SLA بدقة عالية نسبيًا وجودة السطح ويمكنها طباعة الكائنات بأشكال معقدة للغاية. المواد الاستهلاكية التي يستخدمها هي حاليًا راتنجات حساسة بشكل أساسي ، والتي يمكن استخدامها لتصنيع القوالب والموديلات المختلفة. يمكن أيضًا استخدامه لاستبدال نمط الشمع في صب الاستثمار عن طريق إضافة مكونات أخرى إلى المواد الخام بنموذج SLA. تستخدم هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الرعاية الصحية (الأجهزة الطبية المخصصة وتصنيع الاصطناعي) ، وتصنيع السيارات (صنع النماذج الأولية وتصنيع القوالب السريعة) ، وتصميم الفن (تحويل الأفكار الإبداعية إلى أشياء مادية).

طابعات FDM 3D

يشير FDM (نمذجة الترسب المنصهر) إلى نمذجة الترسب المنصهرة ، وهي تقنية تصنيع مضافة معروفة على نطاق واسع. مبدأ هذه التكنولوجيا بسيط نسبيا. يتم تسخين مختلف الخيوط (مثل ABS البلاستيكية الهندسية ، PLA حمض البوليليك ، وما إلى ذلك) إلى حالة من المنصهر ، ثم تتراكم الطابعة ثلاثية الأبعاد وتشكل طبقة النموذج ثلاثية الأبعاد حسب الطبقة وفقًا للمخطط الرقمي. تتكون عملية الطباعة من عدة خطوات رئيسية: أولاً ، قبل طباعة FDM ، يقرأ برنامجها المدمج تلقائيًا بيانات النماذج ثلاثية الأبعاد وشرائحها ؛ بعد التقطيع ، يتم بثق المادة السائلة المذابة عند درجة حرارة عالية من خلال رأس الطباعة. بعد البثق ، يصلب بسرعة عندما يلتقي البرد ؛ بعد ذلك ، يتم تشكيل كائن ثلاثي الأبعاد من خلال تأرجح رأس الطباعة على الطائرة والإزاحة الهابطة لسرير الطباعة. في عملية التكرار المستمر ، يتم تحقيق بناء الكيان ثلاثي الأبعاد.

تتمتع تقنية FDM بمزايا معينة: استنادًا إلى مبدأ بسيط ومفهوم ، من السهل تشغيله ، مما يجعلها خيارًا ممتازًا للمبتدئين في الطباعة ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك ، فإن تشغيل وصيانة طابعات FDM 3D بسيطة نسبيًا. من حيث السعر ، يكون النطاق السعري لطابعاتها واسعة ، من النماذج المنزلية أو الهواة منخفضة التكلفة إلى المعدات باهظة الثمن من الدرجة الصناعية ، والتي يمكن أن تلبي احتياجات مجموعات المستخدمين المختلفة. من حيث المواد ، تتزايد أنواع المواد المتاحة لتكنولوجيا FDM باستمرار. المواد لها خصائص أداء مختلفة ومتوفرة في مجموعة متنوعة من الألوان. المنتجات النهائية المطبوعة بالمواد المرنة الحرارية المستخدمة لها متانة وقوة جيدة. في الوقت نفسه ، يتم توفير مواد الطباعة الخاصة بها في شكل كبات ، والتي تكون مريحة للتعامل والاستبدال السريع. ومع ذلك ، فإن FDM لديه أيضا عيوب. أولاً ، يحتوي رأس الطباعة على بنية ميكانيكية ، وسرعة الطباعة بطيئة نسبيًا (خاصة عند طباعة نماذج كبيرة الحجم أو الدُفعات) ؛ ثانياً ، دقة الأبعاد ضعيفة ، السطح خشن نسبيًا ، وهناك تأثير درج ، لذلك فهو غير مناسب جدًا لطباعة الأجزاء المجمعة عالية الدقة ؛ ثالثًا ، يجب تصميم هياكل الدعم وتصنيعها ، مما يؤدي إلى نفايات المواد ، وللنماذج ذات الهياكل المعقدة ، ليس من السهل إزالتها هياكل الدعم.

راتنج 3D الطابعات

تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد مواد الراتنج للطباعة. قد يكون مفهومًا واسعًا نسبيًا يمكن أن يشمل الطابعات التي تستخدم تقنيات الطباعة المختلفة ولكنها تستند إلى مواد الراتنج. على سبيل المثال ، تستخدم كل من تقنيات الطباعة SLA و DLP 3D الراتنج كمواد طباعة. يستخدم SLA ليزر الأشعة فوق البنفسجية يركز على سطح المادة القابلة للضوء والمسح وفقًا لمسار مسبقًا لتوحيد المادة القابلة للضوء في شكل. يعالج DLP طبقة حسب الطبقة عن طريق إسقاط صورة على طبقة الراتنج الحساس للضوء من خلال جهاز عرض. يعتمد كلاهما على خصائص التصوير الضوئي لمادة الراتنج أثناء عملية التشكيل. لذلك ، إلى حد ما ، يمكن اعتبارها أنواعًا محددة من طابعات الراتنجات ثلاثية الأبعاد.

العلاقات بين DLP و SLA و FDM و Resin 3D Printers

الاختلافات

مبدأ تشكيل:

DLP: DLP هو معالجة الضوء الرقمي. يستخدم جهاز عرض لإسقاط صورة على طبقة راتنجات حساسة مع وقف التنفيذ لعلاجها وهي تقنية تشكيل السطح. يتم علاج طبقات الراتنج بسرعة من خلال تشعيع ضوء الإسقاط ، وبالتالي تشكيل نموذج ثلاثي الأبعاد.

SLA: يعتمد SLA على ليزر الأشعة فوق البنفسجية. يستخدم شعاع الليزر لمسح صف الراتنج الحساس للضوء السائل حسب الصف ونقطة تلو الأخرى ، ويشكل خطًا من النقاط وسطح من خطوط ، وتشكيل طبقة من المكون تدريجياً. بالمقارنة مع DLP ، فإن سرعة مسح الليزر بطيئة نسبيًا ، لكن الدقة مرتفعة جدًا أيضًا.

FDM: مبدأ FDM يختلف تمامًا عن السابقين. يذوب المادة الخيطية (مثل ABS ، PLA ، إلخ) عن طريق التدفئة وقذفها من الفوهة. يتم تكديس الطراز ثلاثي الأبعاد من خلال حركة رأس الطباعة على متن الطائرة وحركة أعلى وأسفل لمنصة الطباعة. إنه ينتمي إلى تقنية تشكيل بثق الخيوط ولديه اختلافات في الدقة مقارنة بالتقنيات القائمة على المعالجة الضوئية.

طابعات الراتنج ثلاثية الأبعاد (على وجه التحديد تشير إلى أنواع SLA و DLP هنا): كما ذكر من قبل ، فإنه يعتمد على مواد الراتنج. SLA يقوم بمسح الراتنج بالليزر ، ويؤدي DLP إلى الراتنج مع الإسقاط. ومع ذلك ، في كلتا الحالتين ، يستخدم خاصية الراتنج للتصلب تحت الضوء ، وهو ما يختلف عن مبدأ التدفئة وقثيل المواد الخيطية في FDM.

أداء الدقة:

DLP و SLA: هاتان التقنيتان تظهر دقة عالية نسبيا. نظرًا للتحكم الدقيق للراتنج بالضوء ، يمكن أن تكون سمك طبقة الطباعة صغيرة جدًا. بشكل عام ، فإن نعومة السطح جيدة ، وخطوط الطبقة الواضحة لا تكاد تكون مرئية. فهي مناسبة للغاية لطباعة الهياكل والنماذج الدقيقة التي تتطلب دقة عالية. يتم استخدامها على نطاق واسع في مجالات مثل المجوهرات والطماة الطبية الأسنان ، وتؤدي بشكل جيد في السيناريوهات مع متطلبات عالية للغاية لدقة الأبعاد والشكل.

FDM: سيكون لسطح المنتجات المطبوعة FDM تأثيرًا واضحًا نسبيًا طبقة تلو الأخرى لأنه يتكون عن طريق بثق خيوط وتكديس الطبقة حسب الطبقة. دقتها أقل نسبيًا من دقة DLP و SLA ، وهي ليست مناسبة جدًا للمكونات المعقدة ذات الحجم الصغير مع المتطلبات عالية الدقة.

مواد الطباعة:

DLP و SLA: كلاهما يستخدم الراتنج الحساس كمواد طباعة. ومع ذلك ، نظرًا لأن الراتنج عبارة عن طابعة بموجب مفهوم واسع نسبيًا ، عندما يقتصر على أنواع DLP و SLA ، فإن الراتنج له خصائص محددة. على سبيل المثال ، سيكون لها خصائص مختلفة من حيث الشفافية والصلابة والمرونة ، وما إلى ذلك وللسمات الفيزيائية والكيميائية الأخرى المحددة مثل التوافق الحيوي ، سيتم صياغتها وفقًا لتطبيقات مختلفة لتناسب صناعات خاصة مثل الرعاية الصحية والحرف اليدوية. قد تكون بعض الراتنجات مناسبة فقط لنماذج طابعة محددة أو يجب تعديلها وفقًا لمعلمات الطابعة.

FDM: يستخدم بشكل رئيسي مواد لدوكياك حرارية خيطية ، مثل PLA و ABS المشتركة. تختلف هذه المواد اختلافًا جذريًا عن الراتنجات الحساسة ولها ميزات فريدة من حيث الخواص الميكانيكية ، ونقطة الانصهار ، والمواد اللاصقة ، وما إلى ذلك ، على سبيل المثال ، تعد PLA مادة لدعم حراري قابلة للتحلل ، ومناسبة للسيناريوهات ذات المتطلبات البيئية العالية ؛ ABS لديها أفضل صلابة وقوة ، مناسبة لاختبار وظائف المنتج.

سرعة الطباعة:

DLP: نظرًا لاستخدام تصوير الإسقاط ، يتم علاج طبقة واحدة من الراتنج في وقت واحد ، وبالتالي فإن سرعة الطباعة سريعة نسبيًا ، ويمكنها إكمال طباعة النموذج في وقت قصير نسبيًا.

SLA: تستخدم SLA شعاع الليزر لمسح نقاط أو صفوف واحدة ، وسرعة الطباعة بطيئة ، خاصة عند طباعة النماذج ذات الحجم الكبير أو المعقد.

FDM: تقتصر سرعة طباعة FDM على عوامل مثل بنية الفوهة وسرعة بثق المواد. عادة ما تكون سرعة الطباعة أبطأ من سرعة DLP ، ولكن يمكن زيادة السرعة بشكل مناسب إذا تم تعيين سمك الطبقة أكبر ولم تكن متطلبات تفاصيل الطباعة عالية.

سعر المعدات وتكلفة المواد:

DLP و SLA: هذان النوعان من الطابعات ومواد الراتنج الحساسية التي يستخدمانها مكلفة نسبيًا. تتمتع طابعات DLP و SLA بتكاليف تقنية ومعدات عالية ، وقد يتجاوز سعر الراتنج الحساس ألف يوان لكل لتر. نظرًا لأن إدراك دقتها العالية يعتمد على المكونات البصرية والميكانيكية الخاصة ، بالإضافة إلى متطلبات صياغة الراتنج عالية الدقة وبيئة الاستخدام ، فإن كل هذه الأمور ستزيد من تكاليف المعدات والمواد.

FDM: النطاق السعري لطابعات FDM واسعة نسبيًا ومنخفضة نسبيًا. يمتد الأسعار من النماذج المنزلية منخفضة التكلفة إلى النماذج الصناعية المتطورة ، والتي يمكن أن تلبي احتياجات المستخدمين المختلفين. علاوة على ذلك ، فإن مواد الطباعة رخيصة نسبيا. يمكن شراء مواد طباعة PLA عالية الجودة لحوالي 2 إلى ثلاثمائة دولار هونغ كونغ لكل كيلوغرام.

الاتصالات

الاتصال في مبدأ المواد: على الرغم من أن مبادئ تكوين SLA و DLP و FDM مختلفة ، عن منظور المواد ، فإن SLA و DLP يستخدمان الراتنج كمواد طباعة ويمكن أن يوفروا نتائج مطبوعة بدقة عالية وسلسة. في هذا المعنى ، ينتميون إلى نفس الفئة في معالجة المواد الراتنجات وتختلف عن FDM.

تكملة وتقاطع في سيناريوهات التطبيق: على الرغم من أن خصائصها تجعلها مناسبة لسيناريوهات التطبيق المختلفة. على سبيل المثال ، تعتبر FDM مناسبة لبعض سيناريوهات المنزل ، واختبار المنتج الأولي ، وطباعة النماذج العيانية نسبيًا بسبب انخفاض تكلفتها وعوامل أخرى ؛ يتم استخدام SLA و DLP في الرعاية الصحية (مثل طب الأسنان وجراحة العظام حيث تتطلب الدقة العالية والتوافق الحيوي) ، وتصنيع الحرف اليدوية ، والتصنيع الدقيق للهياكل المعقدة بسبب دقتها العالية. ومع ذلك ، في بعض عمليات تطوير المنتجات ، يمكن استخدام هذه التقنيات العديدة في وقت واحد. على سبيل المثال ، في المرحلة المبكرة من تطوير المنتج ، يمكن استخدام FDM للتحقق بسرعة من التصميم. إذا تبين أن الأبعاد والوظائف يمكن أن تفي بالمتطلبات ولكن يجب تحسين المظهر والآثار السطحية ، فقد يتم استخدام طابعات SLA أو DLP للطباعة المكررة لاحقًا.

التآزر في اتجاه التنمية التكنولوجية: جميعهم يتطورون في اتجاهات زيادة سرعة الطباعة ، وتحسين دقة الطباعة ، وتقليل التكاليف. على سبيل المثال ، تسعى FDM إلى تحسين الدقة من خلال تحسين بنية الفوهة واعتماد خوارزميات تحكم جديدة لمحاولة تقليل خشونة السطح ؛ تستكشف SLA و DLP أيضًا مواد راتنج جديدة أو تحسين المسار البصري لتقليل التكاليف وزيادة السرعة.