فریم و یا بدنه دستگاه

دسته اول دستگاه های پرینتر سه بعدی، دستگاه هایی با بدنه اکلریکی و یا پلکسی هستند که جزء ساده ترین و ارزانترین نوع دستگاه های پرینتر سه بعدی می باشند. در این پرینترهای سه بعدی، قطعات پلکسی به کمک پیچ و مهره به همدیگر متصل می شوند.

عملکرد این دستگاه ها در اوایل کار مطلوب و خوب می باشند ولی به مرور زمان از دقت و کیفیت آنها کاسته می شود. همچنین به دلیل پلاستیکی بودن فریم، احتمال شکستگی در اثر ضربه نیز وجود دارد. دسته دوم دستگاه های پرینتر سه بعدی، دستگاهایی با فریم پروفیل آلومینیوم و اتصالات پیچ و مهره ای هستند که معمولاً با ورقهای آهن، پلکسی و در برخی موارد با ورقهای کامپوزیک پوشانده می شوند.

عملکرد و کارایی این نوع دستگاه های پرینتر سه بعدی بهتر از دستگاه های نوع اول می باشد ولی به مرور زمان، دچار استهلاک گردیده و نیازمند سرویس دوره ای و یا به عبارت دیگر آچارکشی خواهند بود. بهترین نوع پرینتر سه بعدی، دستگاه هایی با بدنه و یا فریم یک پارچه تمام فلزی می باشند که فلزی بودن بدنه باعث کاهش لرزشهای حرکتی دستگاه شده و متناسباً کاهش استهلاک دستگاه می شود و همچنین طول عمر بالایی داشته و در مقابل ضربه و مواد خورنده مانند حلال ها مقاوم هستند. 

سیستم حرکتی در راستای ارتفاع

ارزانترین نوع مدول حرکت در راستای ارتفاع دستگاه پرینتر سه بعدی، سیستم پیچ و مهره است که در این سیستم به دلیل تیز بودن دنده های پیچ، استهلاک بسیار بالایی بین مهره و خود پیچ وجود داشته و مهره برنجی و یا فلزی خیلی زود دچار خوردگی می گردد.

لید اسکرو استاندارد ACME نیز امروزه به وفور در پرینترهای سه بعدی استفاده می شود و به دلیل ذوزنقه ای بودن دندانه های آن، توانایی جابجایی بار زیادی نسبت به پیچ و مهره دارد ولی بدلیل برنجی بودن مهره آن، به مرور زمان دچار استهلاک و خوردگی می شود.  در سیستم بال اسکرو به دلیل استفاده از ساچمه های فولادی سخت کاری شده در داخل مهره، دقت بطور چشم گیری افزایش یافته و این قطعات طول عمر بسیار بالایی دارد.

سیستم حرکت خطی طولی و عرضی

ارزانترین نوع سیستم حرکت خطی، سیستم حرکتی شفت و بوشینگ می باشد که به دو صورت شفت پایه دار و شفت معمولی در اکثر دستگاه های پرینتر سه بعدی استفاده می شود. بال بوشینگ های مربوط به شفت پایه دار دارای برش بوده و فقط برای حرکتهای طولی و عرضی مناسب می باشند ولی از شفتهای معمولی به همراه بال بوشینگهای کامل معمولاً در تمامی راستاها استفاده می شود. 

دقت این نوع سیستم حرکتی در مقایسه با سیستم حرکتی ریل و واگن کم می باشد. سیستم حرکتی ریل و واگن مطمئن ترین سیستم حرکتی بوده و استهلاک بسیار جزئی دارد.

قطعات و تجهیزات سیستم حرکتی

این قطعات جهت اتصال قسمتهای مختلف دستگاه به همدیگر مورد استفاده قرار می گیرند و نوع جنس آنها بسیار حائز اهمیت می باشد.  در پرینترهای سه بعدی ارزان قیمت و شخصی ساز معمولاً از قطعات پرینت سه بعدی شده استفاده می شود که استحکام نداشته و خیلی زود مستهلک می شوند.

نوع دیگر قطعات که معمولاً در پرینترهای امروزی از آن استفاده می شود بصورت قطعات تزریق پلاستیک هستند که نسبت به نوع اول مستحکمتر می باشند ولی به دلیل پلاستیکی بودن و ارتعاشات داخلی و گرمای داخلی دستگاه بعد از مدتی کارایی خود را از دست می دهند. در دستگاه های پرینتر سه بعدی حرفه ای و اصولی از قطعات فلزی که به روش ماشین کاری دقیق تولید شده اند استفاده می شود که استهلاکی نداشته و از دقت خوبی برخوردار هستند.

صفحه ساخت یا صفحه پرینت

صفحه پرینت یکی دیگر از قطعاتی است که در پرینترهای سه بعدی تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد دستگاه دارد. صفحه های ساخت شيشه اي و آلومينيومي در اکثر پرينترهای سه بعدی استفاده می شود. صفحات ساخت شيشه اي شکننده بوده و همچنین دارای ضریب انتقال حرارت بالایی بوده و نیازمند صرف زمان بیشتری جهت گرم شدن هستند و به مرور زمان دچار تابيدگي شده و امکان کاليبراسيون صفحه ساخت از بین می رود و می بایست تعویض گردند.

صفحات ساخت آلومينيومي از بهترين صفحات ساخت مي باشند چرا که ضريب انتقال حرارت آنها بسيار عالي بوده و به مرور زمان در اثر تغییرات حرارتی دچار تابيدگي نمي گردند ولی فشارهای مکانیکی می تواند باعث تابیدگی و خراب شدن آنها شود. در پرینترهای معمولی از صفحه های آلومینیومی معمولی با ضخامت 3 میلیمتر استفاده می شود ولی در پرینترهای سه بعدی حرفه ای جهت جلوگیری از صدمات مکانیکی معمولاً از آلومینیوم آلیاژی با ضخامت بالا استفاده می شود که با دقت بسیار بالایی ماشین کاری شده اند.

اکسترودر و یا تزریق کننده فیلامنت

اکسترودر از مهمترین بخشهای هر دستگاه پرینتر سه بعدی است که وظیفه تزریق مداوم فیلامنت را دارد. انواع متنوعی از اکسترودر در پرینترهای سه بعدی استفاده می شود. در پرینترهای سه بعدی شخصی ساز و ارزان قیمت معمولاً از اکسترودرهایی با قطعات پرینت سه بعدی شده استفاده می شود که استحکام نداشته و خیلی زود دچار استهلاک می شوند.

نوع دیگر، اکسترودرهایی با قطعات پلاستیکی تزریقی می باشند که تا حدودی مستحکم می باشند ولی به مرور زمان دچار استهلاک می شوند. بهترین نوع اکسترودرها، اکسترودرهای تمام فلزی می باشند که ضریب استهلاک آنها بسیار پایین است و متداول ترین نوع آن مدل MK8، MK9 و MK10  می باشد.

استپر موتور در راستای ارتفاع

استپر موتورها باعث ایجاد حرکت در پرینتر سه بعدی می شوند و معمولاً در هر راستای حرکتی از یک و یا دو عدد استپر موتور استفاده می شود. استپر موتوری که در راستای محور ارتفاع و یا z استفاده می شود خیلی حائز اهمیت می باشد چرا که نیروهای زیادی به آن وارد می شود و باید به گونه ای انتخاب و استفاده شود که گشتاور لازم برای جابجایی بارهای وارده را داشته باشد.

گشتاور استپر موتورها بر اساس اندازه آنها تغییر می یابد بگونه ای که با بزرگتر شدن آنها توان و گشتاور ایجاد شده افزایش می یابد.  در صورتی که نیاز به گشتاور زیادتر باشد می بایست از استپر موتورهای گیربکس دار استفاده گردد.

کالیبراسیون صفحه ساخت

منظور از کالیبراسیون صفحه ساخت، تراز نمودن و یکسان سازی فاصله نوک نازل تا صفحه ساخت در تمامی نقاط صفحه ساخت و یا صفحه پرینت است. در اکثر پرینترهای سه بعدی، کالیبراسیون بصورت دستی و با استفاده از پیچ رگلاژ انجام می گردد که در برخی موارد می تواند زمان بر باشد. ولی در پرینترهای سه بعدی حرفه ای از سیستم کالیبراسیون اتوماتیک استفاده می گردد.

با استفاده از این سیستم، عمل کالیبراسیون بصورت اتوماتیک و با استفاده از سنسورهای نیمه الکترونیکی و یا سنسورهای القایی تمام الکترونیکی انجام می گیرد و همین امر باعث می گردد تا عمل کالیبراسیون صفحه ساخت که پیش از این با صرف زمان توسط کاربر و بصورت دستی انجام می شده است حذف گردیده و این عمل توسط خود دستگاه پرینتر سه بعدی انجام می یابد.

مادربرد و یا پردازنده

می توان گفت که مادربرد قلب تپنده یک دستگاه پرینتر سه بعدی می باشد و عدم انتخاب صحیح، تنظیم غلط ، عدم خنک کنندگی مناسب و یا سیم کشی نامناسب آن می تواند باعث از کار افتادگی سریع این قطعه گردد.  مادربردهای متنوعی در پرینترهای سه بعدی سه بعدی استفاده می شود که متداول ترین آنها مادربردهای 8 بیتی می باشند که به دو صورت دو تکه و یک تکه می باشند.

پردازش اطلاعات این نوع مادربردها متوسط بوده و در صورتی که نیاز به پردازش بیشتر باشد می بایست از مادربردهای 32 بیتی و یا صنعتی استفاده گردد. نکته دیگر آن است که تمامی مادربردهای پرینترهای سه بعدی در مقابل نوسانات شدید برق ورودی حساس می باشند و نوسانات برق می تواند باعث آسیب دیدگی آنها گردد. نوع سوکتها و نحوه خنک کنندگی مادربرد پارامترهای دیگری می باشند که می بایست توجه ویژه ای به آنها داشت.

درایور استپر موتور

درایور استپر موتور نقش بسیار مهمی در سیستم حرکتی پرینترهای سه بعدی دارد و می توان گفت که وظیفه اصلی آن به حرکت در آوردن استپر موتور است. درایورهای استپر موتور متنوعی در بازار وجود دارد که می توانند در پرینترهای سه بعدی مورد استفاده قرار گیرند.

نحوه گزینش و انتخاب درایورها بستگی بسیار زیادی به نوع استپر موتورهای استفاده شده، توان مورد نیاز، میزان مصرف و غیره دارد و در صورت انتخاب اشتباه و استفاده از درایور نامناسب می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در پروسه پرینت گردد.  متداولترین نوع درایورها، درایورهای A4988 می باشند که تنها تا یک آمپر جریان را پشتیبانی می کنند در حالیکه درایورهای DRV8825 تا 1.5 آمپر جریان را می توانند پشتیبانی نمایند.

درایورهای صنعتی توانایی پشتیبانی از 4.5 آمپر جریان را دارند و می توان از آنها در موتورهای بزرگتر نیز استفاده نمود. نکته دیگری که می بایست به آن اشاره نمود آن است که درایورها حتما می بایست در طول پروسه کار خنک شوند و این کار توسط هیت سینک و فن خنک کننده مادربرد انجام می شود. عدم خنک کنندگی مناسب و یا راه اندازی پرینتر سه بعدی با سرعت خیلی زیاد می تواند منجر به آسیب دیدگی درایور گردد.

کنترلر یا ال سی دی

کنترلر و یا ال سی دی پرینتر سه بعدی به کاربر اجازه می دهد تا پرینتر سه بعدی را بدون نیاز به اتصال به کامپیوتر راه اندازی نموده و در طول پروسه چاپ، فرایند پرینت سه بعدی را کنترل نموده و در صورت نیاز آن را مجدداً تنظیم نماید.  بسیاری از پرینترهای سه بعدی ارزان قیمت و یا شخصی ساز به کنترلر و یا ال سی دی مجهز نمی باشند و حتماً می بایست از یک سیستم کامپیوتری مانند لپ تاپ جهت اتصال به پرینتر و انجام پروسه پرینت استفاده نمود.

کنترلر کاراکتری متداولترین نوع ال سی دی است که به دلیل قیمت پائین آن در اکثر پرینترهای سه بعدی استفاده می شود. ال سی دی گرافیکی لمسی تنها در پرینترهای سه بعدی حرفه ای مورد استفاده قرار می گردد. چرا که برخی از آنها نیازمند برنامه نویسی خاص جهت استفاده بوده و همچنین قابلیت اضافه نمودن ماژولهای دیگر مانند هایبرنت، سنسور اتمام فیلامنت، وای فای و غیره را دارد. کارکردن با این نوع ال سی دی ها به مراتب راحتتر است.

سوکت برق ورودی

تمامی دستگاه های برقی دارای سوکت برق ورودی می باشند و انتخاب و استفاده از آنها بستگی زیادی به نوع دستگاه دارد. بطور معمولا سه نوع سوکت برق ورودی در پرینترهای سه بعدی مورد استفاده قرار میگیرد. در دستگاه های پرینتر سه بعدی ارزان قیمت معمولاً از سوکتهای معمولی بدون کلید قطع و وصل و فیوز استفاده می گردد که در این حالت به محض اتصال برق ورودی دستگاه روشن خواهد شد و در صورت بروز هر گونه مشکل برقی به علت عدم وجود فیوز، تجهیزات الکترونیکی آسیب خواهند دید.

سوکتهای برق معمولی کلید دار معمولاً مجهز به فیوز محافظ می باشند و مانع از آسیب دیدن دستگاه در مقابل نوسانات شدید برق می شوند. بهترین نوع سوکت برقی، سوکتهای برق نویزگیر دار می باشند که کلید دار و فیوزدار می باشند و این دستگاه ها علاوه بر مقاوم بودن در برابر نوسانات شدید برق، در مقابل نویزهای برق ورودی نیز مقاوم بوده و مانع از تاثیر نویز بر سیستم الکترونیکی و عملکرد دستگاه می شوند.

علاوه بر قطعات و تجهیزات معرفی و مقایسه شده در این مقاله، تجهیزات و قطعات دیگری نیز در پرینترهای سه بعدی بکار گرفته می شوند که هر کدام از آنها دارای انواع مختلفی است که با مراجعه به اطلاعات فنی این محصولات می توانید آنها را با همدیگر مقایسه نمائید. علاوه بر این، جهت کسب اطلاعات بیشتر و آشنایی بهتر با قطعات و تجهیزات پرینتر سه بعدی می توانید با کارشناسان شرکت برنا تماس حاص نموده و مشاوره های لازم را دریافت دارید.