کاوش در قدرت چاپ 4 بعدی « Fabbaloo

زورتراکس اخیراً پروژه ای را برای ESA به پایان رساند که شامل استفاده قابل توجهی از چاپ 4 بعدی بود.

اگر در مورد چاپ 4 بعدی چیزی نشنیده اید، جای تعجب نیست. این یک تنوع بسیار پیچیده از چاپ سه بعدی است که برای ایجاد قطعات با عملکردهای عجیب و غریب استفاده می شود.

زورتراکس چاپ 4 بعدی را توضیح می دهد:

چهارمین بعد اضافی اضافه شده در فناوری چاپ چهار بعدی زمان است. اشیاء چاپ شده چهار بعدی می توانند هندسه و سایر خواص خود را در پاسخ به محرک های مختلف مانند دما، رطوبت، جریان الکتریکی و بسیاری موارد دیگر تغییر دهند. ساختاری شبیه اوریگامی را تصور کنید که در دمای اتاق تا شده می ماند اما وقتی گرم می شود باز می شود.

به عبارت دیگر، قطعات پس از چاپ می توانند تغییر شکل دهند. قابلیت تغییر شکل برای ارائه عملکردهای منحصربه‌فردی استفاده می‌شود که در غیر این صورت اگر فقط در حالت «سه‌بعدی» چاپ شوند، در دسترس نیستند.

ESA مخصوصاً به این فناوری علاقه مند بود زیرا اجسام 4 بعدی قادر به انجام اقدامات مکانیکی بدون نیاز به لولا، پیچ و مهره و سایر سخت افزارهایی هستند که ممکن است به وزن یک سیستم مبتنی بر فضا بیفزاید. وزن همه چیز در تجارت فضایی است، بنابراین جای تعجب نیست که ESA این رویکرد را دنبال کند.

Zortrax پیمانکار اصلی پروژه ای برای بررسی اثر 4 بعدی بر روی قطعات ESA بوده است و به تازگی کار را تکمیل کرده است. این پروژه شامل تعیین رویکرد چاپ 4 بعدی سبک وزن برای استقرار اجزا در فضا بود.

با این حال، طراحی یک سیستم موفق برای انجام این کار بسیار پیچیده است. نه تنها باید مواد مناسب انتخاب شود، بلکه باید هندسه پیچیده ای ایجاد شود که از کیفیت تغییر شکل مواد استفاده کند. همه اینها همچنین باید در شرایط حرارتی پیش بینی شده محیط فضا اتفاق بیفتد.

علاوه بر این، عناصر رسانا در طراحی مورد نیاز بود. چنین موادی وجود دارند، اما باید به نحوی در طراحی 4 بعدی تغییر شکل گنجانده شوند.

زورتراکس در یافتن مواد رسانا مناسب مشکلی نداشت، اما در انتخاب مواد برای بخش‌های مکانیکی اصلی قطعه مشکل داشت. توضیح می دهند:

از همان ابتدا، مشخص شد که رشته‌های حافظه شکل تجاری موجود، دمای انتقال شیشه‌ای تا 55 درجه سانتیگراد دارند که برای کاربردهای فضایی کافی نیست. یک مکانیسم چاپی 4 بعدی با چنین رشته‌هایی به خودی خود در دمای بیش از 55 درجه سانتیگراد فعال می‌شود که اغلب در مدار پایین زمین زمانی که فضاپیما در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد اتفاق می‌افتد.

به همین دلیل، Zortrax یک رشته حافظه شکل سفارشی ساخت که دارای دمای انتقال شیشه ای 75 درجه سانتیگراد بود که 50٪ بالاتر از هر چیزی در بازار بود. این مواد تحویل داده شد، کاملاً آزمایش شد و برای سیستم‌های چاپی 4 بعدی با اثبات مفهوم مناسب یافت شد.»

زورتراکس توانست سه قسمت مختلف را طراحی کند که قادر به برآورده کردن الزامات بود که شامل خمش، پیچش و استقرار واقعی بود.

آنها از چاپگر سه بعدی M300 Dual خود استفاده کردند که امکان چاپ دو ماده مختلف را در یک کار فراهم می کند. این برای چاپ 4 بعدی، که بر خواص حرارتی متفاوت در یک شی چاپ شده “دو ماده” متکی است، بسیار مهم است.

اما در واقع چگونه این قطعات را طراحی می کنید؟ برای دستیابی به اهداف از چه اشکالی باید استفاده کرد؟ در ابتدای پروژه، حتی زورتراکس نیز پاسخ این سوالات و سوالات دیگر را نمی دانست.

با این حال، این پروژه شامل آزمایش‌های قابل‌توجهی با هندسه‌های مختلف بود و در نهایت آن‌ها توانستند قطعاتی را بسازند که در هنگام تحریک توسط الکتریسیته عملاً مطابق با نیاز عمل می‌کردند. پست طولانی آنها به جزئیات روند توسعه تکراری آنها می پردازد و خواندن جالبی است.

پرینت چهار بعدی بسیار پیچیده است و در عین حال آینده امیدوار کننده ای دارد. امیدوارم این رویکرد در سال های آینده توسط توسعه دهندگان نرم افزار و مواد بیشتر شناخته شود. سپس ممکن است ابزارهایی را ببینیم که می توان از آنها برای چاپ اشیاء 4 بعدی واقعی در صورت تقاضا استفاده کرد.

از طریق زورتراکس