محققان روشی باورنکردنی برای تضمین کیفیت چاپ برای نمونه سازی سریع شناسایی کرده اند.
نمونه سازی سریع فرآیند توسعه یک قطعه یا محصول جدید با استفاده از پرینت سه بعدی است. این اولین استفاده گسترده از این فناوری بود، زیرا روند تولید نمونه‌های اولیه را نسبت به روش‌های معمولی سرعت بخشید.
نمونه سازی سریع هنوز یکی از موارد استفاده اصلی برای پرینت سه بعدی است، اگرچه استفاده های فزاینده ای در بخش های تولید قطعات با استفاده نهایی وجود دارد.
با این حال، به نظر می رسد یک مشکل رو به رشد در فضای نمونه سازی سریع وجود دارد: زمان.
مطمئناً، پرینت سه بعدی این روند را تسریع کرد، اما اکنون در نتیجه پیشرفت فناوری چاپگرهای سه بعدی، اثر دیگری ظاهر می شود.
یکی از پیشرفت های کلیدی در زمان های اخیر، معرفی پرینترهای سه بعدی با سرعت بالاتر بوده است. اینها به زودی بازار را باتلاق خواهند کرد و این بر روند کار نمونه سازی سریع اثر می گذارد. در حالی که چاپ سریعتر خواهد بود، بقیه مراحل نمونه سازی سریع یکسان باقی می ماند.
بخش عمده‌ای از جریان کار نمونه‌سازی سریع، اندازه‌شناسی است، جایی که قطعه پس از تولید به دقت بررسی می‌شود تا از هندسه و ابعاد صحیح آن اطمینان حاصل شود. با آخرین پیشرفت های چاپگر سه بعدی، این بخش از گردش کار درصد بیشتری از زمان اجرا را اشغال می کند.
زمانی که چاپگرهای سه بعدی حجمی در چند سال آینده ظاهر شوند، این موضوع به شدت تشدید خواهد شد. پرینت سه بعدی حجمی یک فرآیند رزین جدید است که در آن به جای روش معمول لایه به لایه، کل جسم به یکباره جامد می شود. این منجر به افزایش بسیار چشمگیر سرعت چاپ می شود. آزمایشات پرینت سه بعدی حجمی نشان داده است که تولید اشیا در چند دقیقه یا حتی چند ثانیه امکان پذیر است.
هنگامی که آن روز فرا رسد، گردش کار تولید نمونه‌سازی سریع تقریباً به طور کامل از اندازه‌شناسی تشکیل می‌شود، روند را تا حد زیادی کند می‌کند و به طور موثر پیشرفت‌های سرعت چاپگرهای سه بعدی را نفی می‌کند.
این مشکلی است که توسط محققان شورای ملی تحقیقات کانادا حل شده است.
آنها متوجه شدند که ممکن است به جای اندازه‌گیری خسته‌کننده پس از تولید، شیء چاپ‌شده سه‌بعدی را در حین تولید اندازه‌گیری کنند. به این ترتیب مترولوژی و چاپ با هم با سرعت چاپگر انجام می شود.
چگونه این کار انجام می شود؟ این به چاپ سه بعدی حجمی بازمی گردد.
پرینت سه بعدی حجمی شامل نوعی سی تی اسکن معکوس است، که در آن به جای عکس گرفتن از اطراف یک سوژه، تصاویر در یک محفظه رزین چرخان پخش می شوند. با گذشت زمان (زمان بسیار کوتاه) مناطق خاصی از رزین انرژی کافی برای پلیمریزه شدن را جذب می کنند. این به فرآیند اجازه می دهد تا یک شیء را به یکباره با سرعت رکورد تولید کند.
محققان خاطرنشان کردند که پراکندگی نور هنگام پلیمریزه شدن رزین به‌طور چشمگیری تغییر می‌کند و سعی کردند از آن برای اندازه‌گیری استفاده کنند.
رویکرد آنها نه تنها نمایش تصاویر در حین چاپ حجمی، بلکه گرفتن تصاویر از مواد پلیمریزه شده با کنتراست بالا است. بدیهی است که این کار را می توان با دقت قابل توجهی انجام داد.
این به نرم افزار آنها اجازه داد تا هندسه سه بعدی شکل در حال ظهور را بازسازی کند و آن را با هندسه مورد نظر مقایسه کند. به عبارت دیگر، آنها اندازه گیری را در قسمتی که در حال چاپ بود انجام می دادند.
این یک پیشرفت باورنکردنی است که تقریباً مطمئناً در چاپگرهای سه بعدی حجمی آینده استفاده خواهد شد تا اطمینان حاصل شود که قطعات با کیفیت بالا به طور مداوم تولید می شوند.
تأثیر روی گردش‌های کاری نمونه‌سازی سریع را نمی‌توان دست کم گرفت: به این معنی است که نمونه‌های اولیه تقریباً فوراً تولید می‌شوند و تقریباً تضمین می‌شوند که مطابق درخواست هستند. این به نوبه خود منجر به تولید محصولات بیشتر و بهتر می شود زیرا تولید کنندگان از سرعت نمونه سازی جدید استفاده می کنند.
اما آیا برای این مزایا باید منتظر چاپ سه بعدی حجمی باشیم؟ به نظر می رسد که محققان بر این باورند که رویکرد آنها می تواند با چندین فرآیند چاپ سه بعدی فعلی نیز کار کند. توضیح می دهند:
ما متذکر می شویم که اگرچه یک سیستم توموگرافی را در این مقاله توصیف می کنیم، رویکرد کلی تصویربرداری با نور پراکنده توسط یک رزین در طول ژل شدن ممکن است برای تکنیک های لایه ای پیوسته و گسسته AM مانند تولید رابط مایع پیوسته (CLIP) نیز اعمال شود. الگوبرداری مهار، Xolography، فوتوپلیمریزاسیون دو فوتون، SLA و DLP.
این فناوری سپس می تواند برای سرعت بخشیدن به تولید قطعات با کیفیت بالا در بسیاری از انواع فرآیندهای موجود مورد استفاده قرار گیرد، تا زمانی که سازندگان این رویکرد را در تجهیزات خود ادغام کنند.
از طریق Science Direct (نوک کلاه به Tuan)
منبع: https://www.fabbaloo.com/news/how-future-3d-printers-could-speed-up-rapid-prototyping
