پرینترهای سه‌بعدی این روزها بسیار محبوب شده‌اند و هم حرفه‌ای‌ها و هم علاقه‌مندان از آن‌ها برای ساخت انواع قطعات، از قطعات کوچک تا حتی خانه‌های کامل استفاده می‌کنند. یکی از رایج‌ترین فناوری‌های پرینت سه‌بعدی، مدل‌سازی با رسوب ذوب‌شده یا FDM است که برای کسانی که می‌خواهند وارد دنیای ساخت سه‌بعدی شوند، گزینه‌ای ایده‌آل به شمار می‌رود.
پرینترهای FDM با استفاده از رشته‌های ترموپلاستیک که ذوب شده و لایه‌لایه روی هم قرار می‌گیرند، اشیای سه‌بعدی را می‌سازند. این فرایند معمولاً با یک فایل طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) آغاز می‌شود که به دستوراتی تبدیل می‌شود که پرینتر قادر به فهم آن‌ها باشد. سپس رشته‌های پلاستیکی از طریق نازل حرارتی عبور کرده و به صورت لایه‌ای روی صفحه ساخت قرار می‌گیرند. این لایه‌ها به تدریج روی هم انباشته می‌شوند تا مدل نهایی شکل بگیرد. بسته به اندازه و پیچیدگی مدل و تنظیمات پرینتر، این فرایند ممکن است از چند ساعت تا چند روز طول بکشد.
پرینترهای FDM قابلیت استفاده از مواد مختلفی را دارند که از جمله محبوب‌ترین آن‌ها می‌توان به پلی‌لاکتیک اسید (PLA) اشاره کرد؛ پلاستیکی زیست‌تخریب‌پذیر و ارزان که به دلیل چاپ در دماهای پایین، برای مبتدیان بسیار مناسب است. پلی‌اتیلن ترفتالات گلیکول (PETG) نیز ماده‌ای مقاوم و با سطح براق است که دقت چاپ بالایی دارد و معمولاً در بطری‌های آب استفاده می‌شود. اگر به دنبال ماده‌ای محکم‌تر هستید، ABS گزینه‌ای عالی است. برای چاپ‌های با کیفیت بالاتر، می‌توانید از TPU یا نایلون استفاده کنید. همچنین امکان استفاده از رشته‌های چوبی، فلزی، پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی‌اتیلن کو-تری‌متیلن ترفتالات (PETT) نیز وجود دارد. البته برخی مواد نیازمند دمای بالاتر، نازل‌های خاص یا تهویه مناسب برای حذف دود هستند که باید قبل از استفاده از آن‌ها به این نکات توجه کرد.
مزایا و معایب پرینترهای FDM
پرینترهای FDM معمولاً سرعت بالایی دارند و می‌توانند یک قطعه کوچک را در عرض چند دقیقه تا چند ساعت چاپ کنند. این سرعت باعث شده تا این فناوری برای نمونه‌سازی سریع بسیار محبوب باشد و مهندسان بتوانند به سرعت طرح‌های خود را آزمایش و اصلاح کنند. همچنین استفاده از رشته‌های ارزان قیمت، هزینه چاپ را کاهش می‌دهد. هزینه تجهیزات پایین و نگهداری کم، این پرینترها را برای تولید نمونه‌های اولیه و قطعات مقرون به صرفه می‌کند.
اما محدودیت‌هایی هم وجود دارد. کیفیت چاپ FDM نسبتاً پایین است و تولید جزئیات ریز و دقیق دشوار است. ضخامت نسبی هر لایه باعث می‌شود چاپ قطعات کوچک و پیچیده به سختی انجام شود. به همین دلیل شرکت‌های بزرگی مانند اپل برای ساخت گوشی یا ساعت‌های خود از پرینترهای صنعتی با دقت بسیار بالا استفاده می‌کنند. مشکل دیگر، تاب برداشتن قطعات است که به دلیل سرد شدن نامتوازن رشته‌ها رخ می‌دهد و باعث تغییر شکل مدل می‌شود. همچنین چون لایه‌ها به صورت افقی روی هم قرار می‌گیرند، قطعات چاپ شده در برابر فشار عمودی (محور Z) آسیب‌پذیر هستند و نباید انتظار مقاومت بالایی از آن‌ها داشت. تکنیکی به نام «پر کردن داخلی» (infill) که برای صرفه‌جویی در زمان و مواد استفاده می‌شود، باعث کاهش استحکام قطعات نیز می‌شود.
پرینترهای FDM مناسب مبتدیان هستند چون ارزان، قابل اعتماد و نگهداری آسانی دارند. اما اگر به دنبال ساخت قطعات دقیق و مقاوم هستید، بهتر است به سراغ پرینترهای پیشرفته‌تر از برندهای معتبر مانند Prusa Research، Bambu Lab یا Ultimaker بروید. برای دقت بیشتر، فناوری‌هایی مانند استریولیتوگرافی (SLA) و پردازش نور دیجیتال (DLP) که با نور لایه‌های رزین را سخت می‌کنند، گزینه‌های بهتری هستند. همچنین فناوری‌هایی مانند سینتر لیزری انتخابی (SLS) که با لیزر پودر نایلون را به هم می‌چسباند، برای ساخت قطعات مقاوم و بدون نیاز به ساپورت مناسب‌اند. فناوری‌های دیگری مانند Multi Jet Fusion (MJF)، ذوب لیزری مستقیم فلز و ذوب انتخابی لیزری نیز بسته به کاربرد و مواد مورد نظر، گزینه‌های قابل توجهی هستند.
مهین صالحی
نویسنده بیزنس سون
