پرینتر سه بعدی سیلیکونی

 امروزه محصولات سیلیونی با روش قالب گیری تزریقی، ریخته گری یا قالب گیری فشرده تولید می شوند. در حال حاضر سوالی که مطرح است این است که امکان پرینت قطعات سیلیکونی به صورت فشرده وجود دارد یا نه؟
در پاسخ به این سوال باید گفت بله اما باید نکاتی را رعایت کرد. به دلیل اینکه سیلیکون ویسکوزیته بالایی دارد چاپ سه بعدی دقیق با آن دشوار است. سیلیکون را نمی توان مانند مواد فوتوپلیمری با نور UV حرارت داد و اکسترود کرد.
به طور کلی پرینترهای سه بعدی سیلیکونی به سه دسته تقسیم می شوند:
پرینترهای سه بعدی سیلیکونی مستقیم: اگر چه این نوع پرینترها در بازار وجود دارند، اما هنوز برای دسترسی عموم و مشاغل معمولی قابل دسترسی نیست.
پرینترهای سه بعدی با موادی با خواص سیلیکون: می توان از پلیمرهایی که خواصی شبیه سیلیکون دارند استفاده کرد و آن ها را در کاربردهای خاص، جایگزین مواد سیلیکونی کرد.
قالب گیری یا ریخته گری سیلیکون با قالب چاپ سه بعدی: پرینت سه بعدی می تواند شکاف بین نمونه سازی و تولید انبوه قطعات سیلیکونی را پر کند.
در ادامه هر کدام از این روش ها را توضیح می دهم:

پرینت سه بعدی سیلیکونی مستقیم

پرینترهای سه بعدی سیلیکونی هنوز در حد آزمایش هستند و می توان گفت مبحث نسبتا جدیدی است. پرینترهای سه بعدی سیلیکونی در کنار هزینه های بالایی که دارند، محدودیت نیز دارند و برای همه مشاغل قابل استفاده نیستند.
اولین پرینترهای سه بعدی سیلیکونی توسط یک شرکت آلمانی به نام ACEO ارائه شد و روش کار آن به صورت فرآیند رسوب گذاری به صورت قطره ای بود. به این صورت که مقدار کمی سیلیکون به صورت رسوب بر روی پلت فرم ساخت ریخته می شد و در آخر اشعه ماوراء بنفش آن را خشک می کرد، اما نهایتا در سال 2021 متوقف شد و با شکست مواجه شد.
بعد از آن شرکت InnovatiQ به روش تولید افزودنی مایع (LAM) این کار را توسعه داد. در این روش سیلیکون مایع روی پلت فرم ساخت ریخته می شد و با فرایند اکستروژن به حالت رسوب ذوب شده  تبدیل می شد و سپس با ترکیب مواد با گرما و اشعه ماوراء بنفش محصول نهایی ایجاد می شد. قیمت این چاپگر چیزی حدود 120000 دلار است.
آخرین مدل از پرینترهای سه بعدی سیلیکونی توسط اسپکتروپلاست توسعه یافته است. این تکنیک ساخت افزودنی سیلیکونی (SAM) نام دارد و شبیه به روش فوتوپلیمریزاسیون می باشد که در چاپگرهای SLA و DLP استفاده می شود.
به طور عادی مواد سیلیکونی را نمی توان توسط نور پخت، اما این شرکت با روشی اختصاصی این کار را انجام می دهد.
 
پرینت سیلیکون

پرینت سه بعدی  با موادی با خواص سیلیکون

خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری سیلیکون یکی از دلایل انتخاب آن توسط تولیدکنندگان است.
درجه سختی سیلیکون ها معمولا بین 10A و 80A می باشد. مواد با درجات مختلفی از شباهت به سیلیکون وجود دارد. این شباهت ممکن است از نظر دوام، مقاومت حرارتی، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، ایمنی مواد غذایی، سازگاری با محیط زیست، درجه شفافیت و حتی رنگ باشد. پرینترهای رایج که با مواد شبه سیلیکون کار می کنند SLA، FDM و SLS هستند.
 
سیلیکون
رزین های چاپ سه بعدی انعطاف پذیر سیلیکونی نسبت به سیلیکون استاندارد دوام کمتری دارند و معمولا برای مواد غذایی ایمن نیستند، با محیط زیست سازگار نیستند و مقاومت حرارتی کمتری دارند.
ف 1
مواد شبه سیلیکون که جایگزین سیلیکون استاندارد می شود و در پرینترهای SLA کاربرد دارند عبارتند از:
Elastic 50A Resin: این ماده یک ماده نرم است که برای نمونه سازی قطعاتی که با سیلیکون استاندارد ساخته می شوند، استفاده می شود. از ویژگی های آن خم شدن خوب، کشش خوب، قابلیت فشرده شدن و بدون پارگی بودن را می توان نام برد و برای محفظه ها، روکش های قابل کشش، آناتومی بافت نرم در مراقبت های بهداشتی و ... قابل استفاده است.
Flexible 80A Resin: این ماده کمی سفت است و برای شبیه سازی سیلیکون سخت و لاستیک یا TPU استفاده می شود. نرمی و استحکام متعادلی دارد و در چرخه های مکرر می تواند خم شدن، فشرده سازی و کشش را تحمل کند.
از این ماده برای دستگیره، بالشتک، واشر، ماسک، آناتومی غضروف، تاندون، رباط و ... استفاده می شود.

ریخته گری با استفاده از قالب های پرینت سه بعدی

قالب گیری تزریقی، قالب گیری فشاری، ریخته گری سیلیکون و ترموفرمینگ برای ایجاد محصول سیلیکونی نهایی از قالب استفاده می کنند. همه این ها هزینه بردار است و زمان طولانی برای تحویل قالب همراه دارد.
 اما پرینتر سه بعدی این امکان را می دهد تا در کوتاه مدت طراحی و مواد انتخابی تائید شود و در نهایت قالبی مقرون به صرفه برای تولید سری و انبوه و سفارشی فراهم می کند.
به عنوان مثال تیم Google ATAP با کمک چاپ سه بعدی قطعات آزمایشی، در زمان و هزینه های تولید قطعات الکترونیکی گران قیمت که از یک تامین کننده تهیه می شد، صرفه جویی 100000 دلاری داشته اند.
Dama Products شرکتی در بروکلین است که محصولاتی برای سلامت و تندرستی طراحی می کند. این شرکت از قالب گیری سیلیکونی برای به دست آوردن نمونه بتای مشتری استفاده می کند. خط تولید این شرکت بسیار هندسه پیچیده ای دارد و به طور کامل در لایه ای از سیلیکون ایمن برای پوست ایجاد شده است.
 
پرینت سه بعدی
ابزار چاپ سه بعدی برای قالب گیری فشرده می تواند برای تولید قطعات سیلیکون، لاستیک، کامپوزیت و ترموپلاستیک استفاده شود. از پرینت سه بعدی برای نمونه سازی اجزای لاستیکی مانند واشر می توان استفاده کرد. این کار را با قالب گیری فشرده سیلیکون دو قسمتی با استفاده از قالب های پرینت سه بعدی می توان انجام داد.
 
ایجاد قالب با پرینت سه بعدی
ریخته گری روشی محبوب برای تولید قطعات سیلیکونی در حیطه پزشکی، شنوایی شناسی و ... است.
 
ریخته گری سیلیکونی
از ریخته گری سیلیکونی برای صنعت سرگرمی نیز استفاده می شود. از این تکنیک برای سریال های علمی تخیلی مانند Raised Wolves نیز استفاده شد. اسنایمن با استفاده از چاپگر سه بعدی Form 3L SLA، ماکت سیلیکونی بسیار واقعی از بدن یک زن، ماسک برای بازیگران و آدمک هایی به اندازه انسان واقعی ساخت.
 
ساخت ماکت سیلیکونی
 

جدیدترین مقالات

مقایسه بین SLA و SLS

 در SLS از لیزر قدرتمند استفاده می شود و دو نوع DMLS و SLM وجود دارد. SLS با پلیمرهایی مانند نایلون کار می کند. SLA نیز از لیزر استفاده می کند، اما این دو به دلیل مو

نیروی محوری

 پبچ ها اجزای مهمی هستند که در انواع محصولات از وسایل نقلیه گرفته تا راه آهن، هواپیما، ساختمان، پل و حتی گوشی کوچکی که در دست شماست، استفاده می شوند. هنگامی که نیروی

استریولیتوگرافی و نحوه عملکرد آن

 می توان گفت استریولیتوگرافی از قدیمی ترین شکل های پرینتر سه بعدی است. در ادامه همه چیز در مورد نحوه عملکرد این فناوری را بررسی می کنیم.

موارد بیشتر