لیست قطعات پرینتر سه بعدی : آشنایی با اجزای اصلی و نحوه عملکرد آنها

پرینترهای سه بعدی در دنیای فناوری به سرعت در حال توسعه هستند و کاربردهای گسترده ای پیدا کرده اند. از تولید مدل های آزمایشی گرفته تا چاپ قطعات صنعتی و حتی ساخت مواد غذایی پرینترهای سه بعدی راه های جدیدی برای ساخت و تولید در اختیار انسان ها قرار داده اند. اما برای درک بهتر چگونگی عملکرد این دستگاه ها باید با قطعات اصلی که در ساخت آنها استفاده می شود آشنا شویم. در این مقاله قصد داریم به صورت دقیق و مرحله به مرحله با قطعات پرینتر سه بعدی و نحوه کارکرد هر کدام از آن ها آشنا شویم.

قطعات پرینتر سه بعدی

بدنه پرینتر سه بعدی

بدنه پرینتر سه بعدی همانطور که از نامش پیداست ساختار اصلی دستگاه است که تمام قطعات دیگر بر روی آن نصب می شوند. بدنه پرینتر می تواند از متریال های مختلفی مانند فلز پلاستیک یا آلومینیوم ساخته شود که بسته به نوع پرینتر وزن و استحکام آن متفاوت است. بدنه باید به قدری مقاوم باشد که لرزش ها و تغییرات دمایی را تحمل کند تا کیفیت چاپ به حد مطلوب برسد.

موتورهای حرکتی

موتورها مسئول جابجایی پرینتر در طول فرآیند چاپ هستند. در بیشتر پرینترهای سه بعدی از موتورهای استپر موتور (Stepper Motors) استفاده می شود که به دقت قادرند پرینتر را در هر جهت حرکت دهند. این موتورها به دقت و سرعت حرکت می کنند تا چاپ به صورت لایه به لایه و با دقت بالا انجام شود.

این موتورها برای حرکت دادن سه محور اصلی دستگاه یعنی محور X Y و Z طراحی شده اند. در بیشتر پرینترهای سه بعدی این حرکت ها به کمک تسمه ها یا پیچ های توپُری (Lead Screws) انجام می شود.

هد چاپگر (Hotend)

هد چاپگر یا همان Hotend یکی از مهم ترین قطعات پرینتر سه بعدی است. این قطعه وظیفه ذوب کردن فیلامنت و سپس انتقال آن به صفحه چاپ را بر عهده دارد. در واقع این هد حرارت زیادی تولید می کند تا فیلامنت از حالت جامد به مایع تبدیل شود و سپس به صورت لایه به لایه بر روی سطح چاپ قرار گیرد.

این قطعه به دو بخش اصلی تقسیم می شود : بخشی که فیلامنت را ذوب می کند و نازل که ذوب شده را به سطح مورد نظر منتقل می کند. کیفیت و دقت در این بخش بسیار مهم است زیرا عملکرد نادرست آن می تواند به نتیجه نامطلوب در چاپ منجر شود.

صفحه چاپ (Print Bed)

صفحه چاپ یا Print Bed سطحی است که فیلامنت ذوب شده بر روی آن قرار می گیرد. این صفحه باید کاملاً صاف و مقاوم باشد تا از چسبندگی و عملکرد صحیح پرینتر اطمینان حاصل شود. در برخی پرینترها صفحه چاپ می تواند حرارت داده شود تا فیلامنت به خوبی به سطح بچسبد و از کنده شدن آن جلوگیری شود.

صفحه چاپ ممکن است از مواد مختلفی مانند شیشه آلومینیوم یا فولاد ساخته شود. همچنین بعضی از پرینترها از صفحات با روکش های ویژه استفاده می کنند که باعث بهبود کیفیت چاپ و سهولت جدا شدن قطعه چاپ شده می شود.

فیلامنت

فیلامنت ها مواد اولیه برای پرینترهای سه بعدی هستند. این مواد معمولاً به صورت نخ های پلاستیکی هستند که در انواع مختلفی به بازار عرضه می شوند. از محبوب ترین نوع فیلامنت ها می توان به PLA (پلی لactic Acid) ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایرن) و PETG اشاره کرد که همه در پارت آیتک موجود هستند. انتخاب فیلامنت مناسب برای نوع پروژه و چاپ مهم است.

این فیلامنت ها معمولاً در رول هایی به اندازه های مختلف عرضه می شوند و در هد چاپگر ذوب می شوند تا لایه به لایه ساخته شوند.

سنسورهای پرینتر سه بعدی

سنسورها در پرینترهای سه بعدی نقش بسیار مهمی در حفظ کیفیت و دقت چاپ دارند. به عنوان مثال سنسور اتصال پایان مسیر (Endstop) برای تشخیص پایان حرکت محورهای X Y و Z استفاده می شود. این سنسورها به پرینتر کمک می کنند تا بداند در کدام نقطه از مسیر حرکت قرار دارد و از بروز خطاهای حرکتی جلوگیری می کند.

سنسورهای دیگری مانند سنسور سطح سنجی صفحه چاپ نیز برای تنظیم خودکار صفحه چاپ به کار می روند. این سنسورها می توانند سطح صفحه چاپ را اندازه گیری کرده و آن را با دقت تنظیم کنند تا چاپ به صورت دقیق انجام شود.

سیستم های خنک کننده

در فرآیند چاپ سه بعدی حرارت زیادی تولید می شود. به همین دلیل پرینترهای سه بعدی به سیستم های خنک کننده نیاز دارند تا دمای دستگاه را در حد مطلوب نگه دارند و از آسیب دیدن قطعات جلوگیری کنند. فن های خنک کننده معمولاً در دو بخش مختلف نصب می شوند : یکی برای هد چاپگر که برای خنک کردن فیلامنت در حال ذوب به کار می رود و دیگری برای سیستم های الکترونیکی که نیاز به خنک شدن دارند.

منبع تغذیه

منبع تغذیه (Power Supply) وظیفه تأمین برق مورد نیاز برای کارکرد پرینتر را بر عهده دارد. این منبع باید قدرت کافی برای تأمین انرژی مورد نیاز تمامی اجزا از جمله موتورهای حرکتی هد چاپگر و سیستم های خنک کننده را فراهم کند.

برد کنترل

برد کنترل (Controller Board) به عنوان “مغز” پرینتر سه بعدی عمل می کند. این برد اطلاعات دریافتی از نرم افزار طراحی را پردازش کرده و دستورالعمل های دقیق را به موتورهای حرکتی هد چاپگر و سایر قطعات ارسال می کند تا عملیات چاپ به درستی انجام شود. انتخاب یک برد کنترل مناسب می تواند تأثیر زیادی بر کیفیت و سرعت چاپ داشته باشد.

اتصالات و کابل ها

اتصالات و کابل ها برای انتقال سیگنال های الکتریکی و دیتا بین قطعات مختلف پرینتر استفاده می شوند. این اتصالات باید دارای کیفیت بالایی باشند تا هیچ اختلالی در فرآیند چاپ ایجاد نشود. معمولاً برای این منظور از کابل های فلت یا کابل های شیلددار استفاده می شود.

جدول مقایسه انواع فیلامنت های پرینتر سه بعدی

نوع فیلامنت	ویژگی ها	کاربردها
PLA	زیست محیطی مقاوم در برابر دماهای بالا	چاپ مدل های تستی قطعات غیرمتحرک
ABS	مقاوم در برابر ضربه مقاوم در برابر دماهای بالا	ساخت قطعات صنعتی مدل های مقاوم
PETG	مقاوم و انعطاف پذیر	قطعات مقاوم به آب و رطوبت
TPU	انعطاف پذیر کشش بالا	چاپ قطعات انعطاف پذیر و لاستیکی

نتیجه گیری

پرینترهای سه بعدی دستگاه های پیچیده ای هستند که با همکاری دقیق قطعات مختلف به تولید اشیاء و قطعات سه بعدی می پردازند. در این مقاله ما به بررسی مهم ترین قطعات پرینترهای سه بعدی پرداختیم و نحوه عملکرد هر یک از آنها را توضیح دادیم. اگر قصد خرید یا استفاده از این پرینترها را دارید آگاهی از اجزای مختلف دستگاه و عملکرد هر یک می تواند به شما در انتخاب درست کمک کند.

پرسش و پاسخ

۱. چرا کیفیت پرینتر سه بعدی به نوع فیلامنت بستگی دارد؟

کیفیت چاپ سه بعدی به شدت به فیلامنت مورد استفاده بستگی دارد. فیلامنت های مختلف خواص متفاوتی دارند؛ به طور مثال فیلامنت های PLA بیشتر برای مدل های ساده مناسب هستند در حالی که ABS برای تولید قطعات صنعتی مقاوم تر است.

۲. آیا پرینترهای سه بعدی نیاز به نگهداری خاصی دارند؟

بله نگهداری منظم قطعاتی مانند هد چاپگر صفحه چاپ و موتورهای حرکتی از جمله کارهایی است که باید انجام دهید تا عملکرد پرینتر بهینه باشد.

۳. چه چیزی باعث خراب شدن نازل پرینتر می شود؟

نازل پرینتر ممکن است به دلیل استفاده از فیلامنت های با کیفیت پایین دمای نامناسب یا استفاده طولانی مدت از دستگاه مسدود شود. برای جلوگیری از این مشکل تمیز کردن منظم نازل و استفاده از فیلامنت های با کیفیت بالا پیشنهاد می شود.