مقالات

کارهای زیادی برای تولید فیلامنت پرینتر سه بعدی انجام می‌شود. ادامه مطلب را بخوانید تا بدانید که چگونه مواد پتروشیمی بر روی قرقره تبدیل به فیلامنت می‌شوند!با ماهان تری دی همراه باشید.

ساختن قرقره‌ها

شکل دادن ساچمه‌های ذوب شده به فیلامنت، اتفاق اصلی در تولید فیلامنت است.

فیلامنت یک بخش اساسی در تولید افزایشی است: فیلامنت “منبع تغذیه” پرینت سه بعدی FDM است. با رشد صنعت، انواع فیلامنت‌های موجود نیز افزایش یافته‌اند. امروزه، مارک‌های مختلف، اندازه‌های مختلف و طیف گسترده‌ای از مواد جدید وجود دارد.

فیلامنت از کجا می‌آید؟ فرایند ساخت فیلامنت را می‌توان به پنج مرحله تقسیم کرد، ابتدا با مواد اولیه شروع می‌شود و در نهایت به صورت قرقره در اختیار شما قرار می‌گیرد.

در این مقاله، نحوه‌ی ساخت فیلامنت پرینت سه بعدی را توضیح می‌دهیم. با توجه به تنوع انواع فیلامنت‌ها و روش‌های مختلف ساخت آنها، ما بر روی مراحل اصلی مشترک در همه‌ی فیلامنت‌ها تمرکز خواهیم کرد.

مرحله‌ی 1: اولین مرحله تولید فیلامنت : تولید پلاستیک

ساخت فیلامنت با ساچمه‌های روشن یا سفید شروع می‌شود.اولین مرحله در فرآیند تولید فیلامنت، تولید پلاستیک است. در حین تصفیه، نفت خام در یک کوره صنعتی حرارت داده می‌شود، که اجزای مختلف آن را جدا می‌کند. یکی از اجزا، نفتا (بنزین سنگین) که بیشتر در ساخت پلاستیک نقش دارد.

نفتا، کاتالیزورها، و سایر اجزای شیمیایی در یک راکتور پلیمریزاسیون (پلیمر شدن)، به طور شیمیایی بهم پیوند خورده‌اند. سپس، محصولات نفتای پلیمری شده، ترکیب و فرآوری می‌شوند. این فرآیند شامل ذوب شدن محصولات و مخلوط کردن آنها با مواد دیگر، برای شکل گرفتن پلاستیک است. سپس پلاستیک به دست آمده به قطعات کوچک معروف به ساچمه یا رزین دانه بندی می‌شود.

معمولا تامین کنندگان پلاستیک ساچمه‌ها و رزین‌های شفاف یا سفید تولید می‌کنند. این امر به مصرف کنندگان این اجازه را می‌دهد تا مانند سازندگان فیلامنت، کنترل بیشتری بر روند رنگ آمیزی داشته باشند.

در مقایسه با قرقره‌های فیلامنت، ساچمه ‎ها بسیار ارزان هستند: می‌توانید 1 کیلوگرم ساچمه را به قیمت کسری از هزینه 1 کیلوگرم فیلامنت خریداری کنید. البته این امر به این دلیل است که شرکت‌های سازنده‌ی فیلامنت، مواد اولیه را به محصولات نهایی تبدیل می‌کنند که قیمت آنها به هزینه‌ی فرآیند ساخت و همچنین سود مورد نظر شرکت‌ها بستگی دارد.

اگر این چالش را بپذیرید، می‌توانید با خرید مستقیم ساچمه از تامین کننده پلاستیک و ساخت فیلامنت، پس انداز کنید. حتی محصولات تجاری نیز برای تسهیل روند ساخت فیلامنت نیز وجود دارند.

مرحله‌ی 2 ساخت فیلامنت : آماده سازی

ساچمه‌ها با مواد افزودنی مختلف مخلوط می‌شوند.مرحله‌ی دوم فرآیند، آماده سازی ساچمه‌ها برای شکل دهی است، که به شکل رشته‌ای خود سفت می‌شوند. ساچمه‌ها در مخلوط کن صنعتی قرار داده شده و با مواد افزودنی مخلوط می‌شوند تا ترکیبی پایداری ایجاد شود و خواص خاص آن به فیلامنت کمک می‌کند.

مواد افزودنی می‌تواند شامل مواد رنگی باشد که رنگ آن را تعیین می‌کند، یا مواد دیگری که در ایجاد خواصی مانند مقاومت در برابر ضربه، استحکام، یکپارچگی ساختاری و حتی خواص مغناطیسی نقش دارند. فیلامنت‌های عجیب و غریبی مانند چوب، با مخلوط شدن مواد افزودنی خاصی مانند خاک اره یا ذرات چوب با ساچمه‌های پلاستیکی ساخته می‌شوند.

خشک کردن

به محض اینکه ساچمه‌ها مخلوط شوند، به مرحله خشک کردن می‌روند. ساچمه‌ها مثل فیلامنت، نمگیر هستند، به این معنی که رطوبت هوا را جذب می‌کنند. این امر می‌تواند منجر به تغییر شکل پلاستیک شده یا آن را تخریب کند، بنابراین برای اطمینان از تولید فیلامنت با کیفیت ضروری است تا هر گونه رطوبتی حذف شود. ساچمه‌ها معمولا در حدود 60 درجه سانتی گراد تا 80 درجه سانتی گراد برای چند ساعت خشک می‌شوند، اما این روند بسته به سازنده متفاوت است.

مرحله‌ی 3 برای ایجاد فیلامنت : شکل دهی ساچمه ها

ساچمه‌ها ذوب شده و به صورت فیلامنت خارج می‌شوند.مرحله سوم فرآیند تولید فیلامنت، شکل دادن ساچمه‌ها به شکل رشته‌ای است، فرایندی که شامل گرمایش و سرمایش می‌شود. اصطلاحا این مرحله، فرایند اصلی است.

گرم کردن

در قسمت اول شکل دهی، ساچمه‌ها به یک اکسترودر فیلامنت تغذیه می‌شوند که شامل یک محفظه‌ی گرم کننده است. در این محفظه، ساچمه‌های تکی به صورت یک ماده‌ی چسبناک ذوب می‌شوند تا به راحتی شکل بگیرند.

در این حالت، ساچمه‌ها به هم پیوند خورده و به صورت یک ماده جامد و رشته‌ای در می‌آیند. ماده‌ی رشته‌ای ، که به عنوان فیلامنت شناخته می‌شود، از طریق یک نازل گرد، محفظه گرمایش را ترک کرده و به قسمت خنک کننده می‌رود.

سرد کردن فیلامنت

برای خنک شدن، رشته تازه تشکیل شده در حمام آب قرار می‌گیرد.پس از خارج شدن فیلامنت از بخش گرمایش، در چند محفظه‌ی آب، کشیده می‌شود. محفظه اول پر از آب گرم است، که عامل مهمی برای رسیدن به یک فیلامنت گرد است. تنظیم درجه حرارت مناسب با توجه به ماده، به جلوگیری از بیضی شکل شدن فیلامنت کمک می‌کند که برای چاپ سه بعدی مشکل ساز است.

محفظه‌ی دوم پر از آب خنک است، که فیلامنت را خنک می‌کند و به شکل جدید آن سفت می‌شود. سرعت کشیدن فیلامنت، قطر آن را تعیین می‌کند. سرعت پایین تر، منجر به قطر بیشتر می‌شود، در حالی که سرعت بالاتر برعکس است.

مرحله‌ی 4 : دور قرقره پیچیدن فیلامنت

فیلامنت بعدی به دور قرقره پیچیده می‌شود.در مرحله‌ی بعد، موتورها فیلامنت را از محفظه‌ی خنک کننده به سمت قرقره کردن می‌کشند. فرایند قرقره شدن، با اندازه گیری قطر فیلامنت توسط دستگاه لیزر شروع شده، تا اطمینان حاصل شود که در محدوده‌ی قطر مورد نظر است، به احتمال زیاد 1.75 میلی متر یا 2.85 میلی متر.

سپس فیلامنت به قرقره متصل شده و اطراف آن پیچیده می‌شود. هنگامی که حسگرها تشخیص بدهند که قرقره پر است، فیلامنت بریده شده و محکم می‌شود. این فرآیند دوباره شروع می‌شود، قرقره بعدی پر شده تا زمانی که فیلامنت‌ها تمام شوند.

مرحله‌ی 5: بسته بندی فیلامنت ساخنه شده

در نهایت، فیلامنت با برچسب‌های مارک دار بسته بندی شده و سپس حمل می‌شود.

آخرین مرحله، فرآیند آماده سازی قرقره‌ها برای فروش است. با بسته بندی مخصوص شرکت‌ها، برند آنها مشخص می‌شود که اغلب به شکل برچسب‌های مارک دار بر روی قرقره‌ها قرار می‌گیرد. بسته بندی معمولا شامل برچسب و بارکد برای اهداف تجاری و سازمانی است.

پس از بسته بندی مناسب فیلامنت‌ها، آماده‌ی ارسال به مشتریان است. قرقره‌هایی که بلافاصله حمل نمی‌شوند، انبار شده تا زمانی که شخصی مانند شما آن را سفارش دهد.

کل این فرآیند هر روز بارها و بارها برای تامین ماده‌ی اولیه‌ی شما و چاپگر سه بعدی شما تکرار می‌شود. همانطور که مشاهده می‌کنید اطمینان از کیفیت بالای فیلامنتی که دریافت می‌کنید زمان زیادی می‌برد. دفعه بعدی که بسته‌ای از فیلامنت تازه را باز کنید، درک بهتری از همه کارهایی که در پشت صحنه اتفاق می‌افتد خواهید داشت.