با استفاده از نرم افزارهای طراحی و
اسکنرهای سه بعدی، ساخت افزودنی
(AM) امکان ایجاد اشیاء با هندسه دقیق را فراهم می کند. در این روش اشیاء به روش لایه لایه ساخته می شوند و برخلاف تولید سنتی که اغلب به
ماشینکاری یا تکنیک های دیگر نیاز داشتند، نیاز به پردازش خاصی نیست.
اخیرا
SolidCAM و
Desktop Metal مشارکتی در پرینت سه بعدی فلز و تکمیل
CNC، با هدف دستیابی و سودآور ساختن مواد افزودنی برای تولیدکنندگان انجام داده اند. تولیدکنندگان و کارگاه داران در حجم کم تا متوسط مجبورند برای ورود به عرصه رقابت از تولید افزودنی در مجموعه خود استفاده کنند.
SolidCAM جزء شرکت هایی است که تلاش می کند تا ساخت افزودنی، امکان پذیر و سودآور باشد. دکتر امیل سامخ مدیر عامل این شرکت عنوان کرده است که AM به عنوان مکملی برای 20هزار مشتری در عرصه رقابت با تولید CNC در سراسر جهان استفاده می شود.
توانایی چاپ سه بعدی قطعات پیچیده فلزی، با سرعت بالا و تکرار پذیری زیاد و عدم نیاز به پردازش زیاد در حد CNC، باعث شده است که این فناوری در دسترس کارگاه های کوچک قرار بگیرد و در هزینه و زمان آن ها صرفه جویی کند.
SolidCAM قصد دارد تا به این دست کارگاه ها از طراحی تا چاپ سه بعدی و حتی ماشینکاری CNC کمک کند. این شرکت معتقد است این خدمات کمک شایانی به کارگاه های کوچک می کند و نسبت به روش های سنتی بسیار بهتر است.
فرآیندهای AM
این فرآیند استانداردهای خاص خود را دارد که عبارتند از:
Binder Jetting: در این تکنیک از یک هد چاپ سه بعدی استفاده می شود که روی محورهای X، Y و Z حرکت می کند و لایه های متناوب پودری ایجاد می شود.
Direct Energy Deposition: در روش رسوب مستقیم، انرژی را می توان از طیف گسترده ای از مواد مانند سرامیک، پلیمرها و فلزات به دست آورد.
Material Extrusion: این فرایند که متداول نیز هست از پلیمرهای قرقره ای استفاده می کند که یا از طریق یک نازل گرم شده که روی یک بازوی متحرک نصب شده است کشیده می شود و یا اکسترود می شود. لایه ها ایجاد می شوند و از طریق کنترل دما یا عوامل پیوند شیمیایی به هم می چسبند.
Powder Bed Fusion: این روش شامل روش هایی چون
DMLM،
DMLS،
EBM،
SLS،
SHS می باشد.
Sheet Lamination: روش لمینت ورق را می توان به دو فناوری تقسیم کرد: تولید اشیاء چند لایه (LOM) و تولید مواد افزودنی اولتراسونیک (UAM).
Vat Polymerization: در این روش از یک فتوپلیمر رزین مایع برای ایجاد یک جسم به صورت لایه لایه استفاده می شود و از آینه برای هدایت نور ماورابنفش استفاده می شود.
Wire Arc Additive Manufacturing: در روش قوس سیمی از منابع جوش قوس الکتریکی برای ساخت اشکال سه بعدی استفاده می شود.
از تکنیک های ساخت افزودنی می توان در ترمیم و بازسازی استخوان نیز استفاده کرد. با استفاده از SLM(Selective Laser Melting) که یک روش AM می باشد برای ذوب کامل پودرهای فلزی از طریق لیزر با چگالی پودر بالا استفاده می شود.
در SLM از یک تکنیک ساختمانی استفاده می شود و با یک لایه بسیار نازک از پودهای فلزی آغاز می شود و این پودر به طور کامل ذوب می شود و بعد از آن توسط تعدادی پرتو لیزر انرژی حرارتی ایجاد می شود.
در روش SLM معمولا از پودرهایی با اندازه ذرات 20 تا 50 میکرومتر و ضخامت لایه 20 تا 100 میکرومتر استفاده می شود. در این فرآیند از فلزات زیست تخریب پذیر مانند روی، مس، منیزیم، کروم، فولاد ضد زنگ، تیتانیوم و ... استفاده می شود.
برخی از دانشمندان از روش SLM با منیزیم برای مهندسی بافت استخوان استفاده می کنند.
