آموزش مقدماتی ساخت افزودنی (پرینت سه بعدی)

ساخت افزودنی عبارتی رسمی برای نمونه‌سازی سریع و پرینت سه‌بعدی است. اصطلاح نمونه­‌سازی سریع در صنایع مختلف برای توصیف فرآیندی برای ایجاد سریع نمایشی از یک قطعه یا مجموعه قطعات پیش از انتشار نهایی یا تجاری سازی آنها استفاده می­‌شود. به‌عبارت‌دیگر تأکید بر روی ساخت سریع چیزی است که خروجی آن‌، یک نمونه یا مدل پایه‌ای است که مدل‌های دیگر و محصول نهایی از آن به دست می‌آیند. مشاوران مدیریت و مهندسان نرم‌افزار هر دو از اصطلاح نمونه­‌سازی سریع برای توصیف یک فرآیند توسعه راه­‌حل­‌های کسب­‌وکار و نرم‌­افزار به صورت قطعه استفاده می­‌کنند که به مشتریان و سایر ذینفعان اجازه می‌­دهد تا ایده­‌ها را آزموده و در طول روند توسعه بازخورد مناسب را ارائه دهند. در فضای توسعه محصول، عبارت نمونه‌سازی سریع به‌طور گسترده‌ای برای توصیف فناوری­‌هایی که این امکان را فراهم می‌کند که نمونه فیزیکی مستقیماً از داده‌های دیجیتال ساخته شود، استفاده می‌شود. این دوره آموزشی مقدماتی در مورد تکنولوژی مذکور است که در ابتدا برای نمونه سازی توسعه یافت اما در حال حاضر برای اهداف بسیاری استفاده می­‌شود.

کاربران فناوری RP به این نتیجه رسیده‌اند که این عبارت ناکافی و نامناسب است و نمی‌تواند کاربردهای جدیدتر این فناوری را به‌درستی توصیف کند. بهبود کیفیت محصول خروجی از ماشین‌های RP به این معنی است که ارتباط نزدیک‌تری به محصول نهایی وجود دارد. در حال حاضر قطعات زیادی مستقیماً توسط این ماشین‌ها تولید می‌شوند بنابراین ممکن نیست که بخواهیم آن‌ها را نمونه بنامیم. علاوه بر آن، نمونه‌سازی سریع به اصل پایه‌ای این فناوری که همان ساخت لایه‌ای است بی‌توجه است. اخیراً کمیته فنی بین‌المللی ASTM موافقت کرد که عبارت جدیدی به‌جای نمونه‌سازی سریع استفاده شود. با این وجود هنوز این موضوع در حال بحث است، اخیراً این کمیته برای استفاده از  اصطلاح ساخت افزودنی (Additive Manufacturing) به اجماع رسیده است.

اصل پایه‌ای این فناوری ‌این است که یک مدل که در ابتدا توسط یک سیستم طراحی سه‌بعدی (3D CAD) ساخته شده است می‌تواند مستقیماً بدون نیاز به فرآیند نقشه‌کشی ساخته شود. این فناوری به طرز چشمگیری فرآیند ساخت مستقیم اجسام سه‌بعدی از داده‌های CAD را ساده‌­تر می‌کند. سایر فرآیندهای تولید، نیاز به تحلیل دقیق از هندسه قطعات برای تعیین اولویت ساخت قسمت‌های مختلف و تشخیص این‌که چه ابزار و چه فرآیندهایی باید استفاده شود و چه فیکسچرهای اضافی برای ساخت قطعه مورد نیاز است، دارند. برخلاف فناوری‌های سنتی، تکنولوژی ساخت افزودنی تنها به حجم کمی از جزئیات ابعاد و مقدار اندکی آشنایی با روش کار ماشین‌های AM و مواد مورد استفاده در این فرآیند نیاز دارد.

مهم‌ترین نکته درباره ماشین‌های ساخت افزودنی این است که قطعات با اضافه شدن لایه به لایه‌­ی مواد ساخته می‌شوند. هر لایه یک سطح مقطع بسیار نازک است که از داده‌های دیجیتال به دست می‌آید. واضح است که در دنیای فیزیکی هر لایه باید ضخامت محدودی داشته باشد و درنتیجه جسم ساخته شده تقریبی از داده‌های دیجیتال خواهد بود. هرچه لایه نازک‌تر باشد قطعه‌­ی نهایی تخمین دقیق‌تری از مدل دیجیتال خواهد بود. تمامی ماشین‌آلات تجاری AM در حال حاضر از رویکرد ساخت لایه‌­به­‌لایه استفاده می‌کنند و تفاوت اصلی آن‌ها در مواد سازگار با ماشین است. البته تفاوت موجود در این‌که لایه‌ها چگونه به هم می‌چسبند نیز از تفاوت‌های این ماشین‌ها است. این تفاوت‌ها عواملی نظیر دقت قطعه‌­ی نهایی و خواص مواد و خواص مکانیکی را تعیین می‌کند. علاوه بر آن بر پارامترهایی نظیر سرعت ساخت قطعه، سایز ماشین AM و هزینه کلی ماشین و فرآیند تأثیرگذار است.

در دوره مقدماتی آموزش ساخت افزودنی، مفاهیم اولیه ساخت افزودنی و فرآیند عمومی AM از طراحی تا کاربرد را معرفی می‌کنیم. همچنین در مورد پیامدهای استفاده از AM در طراحی و ساخت و تلاش برای فهم این موضوع که چگونه AM کل فرآیند توسعه محصول را تغییر داده است نیز بحث می‌شود. اهمیت AM در حال افزایش است و رفته‌رفته به یک ابزار مهم برای توسعه محصول تبدیل می‌شود.

اطلاعات دوره

استاد دوره

حامد نویسنده