پرینتر سه بعدی پودری (SLS) چیست؟

در دنیای پرینت سه بعدی، فناوری‌های مختلفی برای خلق اشیاء سه‌بعدی از مدل‌های دیجیتال وجود دارد. در میان این روش‌ها و تنوعی از دنیای چاپ سه بعدی، پرینتر سه بعدی SLS (Selective Laser Sintering) به دلیل دقت بالا، کیفیت سطح عالی و طیف گسترده‌ای از مواد قابل استفاده، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است

پرینتر سه بعدی SLS چیست؟

پرینتر SLS (Selective Laser Sintering یا سینترینگ لیزری انتخابی) نوعی پرینتر سه بعدی است که از لیزر برای ذوب و اتصال لایه به لایه‌ی پودر به منظور ساخت قطعات سه‌بعدی استفاده می‌کند. این فناوری به دلیل دقت بالا، کیفیت سطح عالی و طیف گسترده‌ای از مواد قابل استفاده، به یکی از محبوب‌ترین روش‌های پرینت سه بعدی تبدیل شده است.

نحو عملکرد پرینتر سه بعدی SLS

ابتدا، لایه‌ای نازک از پودر (مانند نایلون، پلی آمید، شیشه یا فلز) توسط تیغه پخش‌کننده با ظرافت تمام روی بستر ساخت پخش می‌شود. سپس، لیزری با دقت بالا سطح پودر را اسکن می‌کند و در نواحی که مطابق با مدل سه‌بعدی هستند، انرژی لازم را به ذرات پودر می‌رساند. این انرژی به قدری است که ذرات پودر در آن نواحی ذوب شده و به هم می‌چسبند.

پس از اتمام اسکن هر لایه، دمای بستر به طور کنترل شده برای تثبیت ذرات ذوب شده کاهش می‌یابد. این فرآیند لایه به لایه با دقت و ظرافت بالا تکرار می‌شود تا جایی که کل قطعه سه‌ بعدی بر اساس مدل دیجیتال ساخته شود. در نهایت، پودر اضافی که در بستر ساخت باقی مانده با روش‌هایی مانند جاروبرقی یا مکانیزم‌های دیگر از دور قطعه چاپ شده پاک می‌شود و محصول نهایی با جزئیات دقیق و کیفیت سطح عالی قابل مشاهده خواهد بود.

پرینترهای SLS به دلیل مزایای متعددی مانند دقت بالا، استحکام قطعات، تنوع مواد، عدم نیاز به ساپورت و هدر رفتن کم مواد، در صنایع مختلفی مانند پزشکی، هوافضا، خودرو، نمونه‌سازی و تولید قطعات نهایی، چاپ جواهرات و اشیاء تزئینی کاربرد دارند. با این حال، قیمت بالا، سرعت چاپ نسبتاً پایین و پیچیدگی فرآیند، از جمله معایب این نوع پرینترها به شمار می‌روند.

مواد پرینتر سه بعدی SLS

مواد پودری:

• نایلون: نایلون به عنوان یکی از محبوب‌ترین مواد در پرینترهای SLS، به دلیل استحکام بالا، انعطاف‌پذیری و قیمت مناسب، در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نایلون در رنگ‌های مختلف و با سطوح مختلف صافی و زبری موجود است و برای ساخت قطعات کاربردی، نمونه‌سازی، مجسمه و اشیاء تزئینی ایده‌آل است.
• پلی آمید: پلی آمیدها، گروهی از مواد با خواص متنوع هستند که در پرینترهای SLS به طور گسترده استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، مواد شیمیایی و سایش، برای ساخت قطعات صنعتی و کاربردهای مهندسی ایده‌آل هستند. پلی آمیدها در رنگ‌های مختلف و با سطوح مختلف صافی و زبری موجود هستند و می‌توانند برای ساخت قطعات پیچیده و با جزئیات دقیق مورد استفاده قرار گیرند.
• شیشه: پودر شیشه در پرینترهای SLS برای ساخت قطعات شفاف و با وضوح بالا استفاده می‌شود. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی، برای ساخت ظروف آزمایشگاهی، لنزها و مجسمه‌های شیشه‌ای ایده‌آل است.
• فلزات: پودر فلزات، مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و تیتانیوم، در پرینترهای SLS برای ساخت قطعات فلزی با استحکام فوق‌العاده بالا استفاده می‌شوند. این مواد در صنایع مختلف مانند هوافضا، پزشکی و خودرو کاربرد دارند.

پرینتر سه بعدی چیست؟

مزایای استفاده از پرینتر سه بعدی SLS

پرینترهای سه بعدی SLS (Selective Laser Sintering) که به “ذوب انتخابی لیزری” نیز معروف هستند، از جمله پرینترهای سه‌بعدی پیشرفته هستند که با استفاده از لیزر برای ذوب و اتصال ذرات پودر، اشیاء سه‌بعدی را به صورت لایه‌ به لایه می‌سازند. این روش مزایای متعددی را نسبت به سایر روش‌های پرینت سه بعدی مانند FDM یا SLA ارائه می‌دهد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌شود:

دقت و کیفیت بالا:

• پرینترهای SLS می‌توانند قطعات را با دقت ابعادی و جزئیات ظریف بسیار بالا تولید کنند. این امر به دلیل ماهیت فرآیند SLS است که در آن لیزر به طور دقیق نقاطی را که باید ذوب شوند را هدف قرار می‌دهد.
• قطعات چاپ شده با SLS سطحی صاف و صیقلی دارند و نیاز به پردازش پس از چاپ کمی دارند. این امر به دلیل ذوب شدن کامل ذرات پودر در حین فرآیند چاپ است که منجر به ایجاد سطحی متراکم و صاف می‌شود.

پرینتر سه بعدی CR10 سایز20

استحکام و دوام:

• قطعات چاپ شده با SLS بسیار قوی و بادوام هستند. این امر به دلیل استفاده از مواد پلیمری با کیفیت بالا و همچنین تراکم بالای قطعه نهایی است.
• قطعات SLS می‌توانند در برابر سایش، ضربه و فشارهای مکانیکی به خوبی مقاومت کنند.

آزادی طراحی:

• پرینترهای SLS قابلیت چاپ هندسه‌های پیچیده و توخالی را دارند که با روش‌های دیگر به سختی قابل تولید هستند. این امر به دلیل عدم وجود محدودیت‌های ساختاری در فرآیند SLS است.
• طراحان می‌توانند بدون نگرانی از مشکلات چاپ، اشکال هندسی پیچیده و خلاقانه‌ای را برای قطعات خود طراحی کنند.

مناسب برای تولید انبوه:

• پرینترهای SLS برای تولید انبوه قطعات سه‌بعدی با سرعت و کیفیت بالا مناسب هستند. این امر به دلیل اتوماسیون بالا و سرعت نسبتاً سریع فرآیند چاپ است.
• در مقایسه با روش‌های دیگر مانند SLA که سرعت پایینی دارند، SLS می‌تواند برای تولید تعداد زیادی از قطعات در مدت زمان کوتاه‌تر استفاده شود.

راهنمای استفاده از پرینتر سه بعدی

همانطور که در پاسخ‌های قبلی به طور خلاصه اشاره شد، پرینترهای سه بعدی SLS، با وجود مزایای قابل توجهی که در زمینه تولید قطعات با دقت بالا و کیفیت عالی ارائه می‌کنند، عاری از معایب و محدودیت‌هایی نیستند. درک عمیق این چالش‌ها برای کاربران بالقوه این فناوری، به منظور انتخاب آگاهانه و سنجش تناسب SLS با نیازهایشان، حائز اهمیت است. در این بخش، به بررسی دقیق‌تر این معایب و ارائه جزئیات بیشتر در مورد هر یک می‌پردازیم: