تبلیغات
ساخت و تولید- مکانیک - روش SLA

ساخت و تولید- مکانیک

پنجشنبه 28 آبان 1388

روش SLA

نویسنده: امیر حسین اولادان   طبقه بندی: فرایندهای تولید، 

این روش اولین باردرسال 1998 توسط شرکت 3D معرفی شد. سیستم مربوطه دارای یک برنامه نرم افزاری به نام Slicer می باشد که لایه هایی به ضخامت 127, 0 تا 0,005 میلیمتررا تولید می کند. دستگاه SLA شامل یک حمام photo Polymer   پلیمرحساس به نور شدید است که هنگام برخورد لیزرجامد می شود, سیستم های مکانیکی دراین دستگاه حرکت لیزردرصفحه y ,x و محور Z را برای ساخت لایه ها امکان پذیر می کند.در این فرآیند از طریق تابانیدن پرتو لیزری به سطح مقطع ترسیم شده قطعه در حال ساخت(سطح پلیمر مایع), آن لایه نازک از پلیمر مایع به حالت جامد درمی آید هرلایه توسط لیزرجامد می شود تا در نهایت قطعه مورد نظر ایجاد شود حسن این روش اینست که قطعات توخالی و دارای هندسه بسیار پیچیده را می توان با آن تولید کرد. یکی از معایب این دستگاه این است که مدل ایجاد شده ترد و شکننده است و تحمل نیروی زیاد را ندارد و اینکه قطعه نمونه ایجاد شده از مواد اصلی قطعه نهایی نمی باشد. قیمت دستگاه بسته به ابعاد مدل $100-$450است. از طرف دیگرمدل ایجاد شده به دلیل اینکه لایه به لایه ایجاد می شود سطوح صاف ایجاد نمی کند بلکه پله پله می شود که درمرحله بعد عملیات پرداخت کاری باید روی آ ن انجام گیرد. مدل ایجاد شده را می توان به عنوان مدل اصلی در قالب های پلاستیکی سیلیکونی بکاربرد تا قطعه ای با سطح صاف و جنس اصلی داشته باشیم.به عبارتی در این سیستم , با بکارگیری تابش پرتوی از لیزر برروی پلیمر مذاب اولین لایه مدل فیزیکی سه بعدی از جنس مواد پلیمری ساخته می شود . مدل های ساخته شده در مراحل بعد قابلیت چسب کاری, سنگ زنی, سوهان کاری, پولیش کاری و پوشش های رزینی را دارند به همین دلیل احساس واقعی از حجم و شکل هندسی قطعه به طراح می دهند.علاوه بر این مدل فوق را می توان در مجموعه مونتاﮋی مورد بررسی و آزمون و ارزیابی قرار داد.
یک دستگاه استریولیتوگرافی از داده های مدلCAD که به سطو ح مقطع خیلی باریک قاچ
بندی شده اند استفاده می کند . منبع لیزرانرﮋی پایین هلیوم- کادمیوم تولید می کند که در بالای سطح یک پاتیل رزین فتوپلیمر به وسیله یک سیستم نوری که دارای آینه های دینامیک می باشد و یه وسیله کامپیوترکنترل می شود حرکت داده می شود وبه نقاط مورد نظرتابانده می شود ولیزرمایع فتوپلیمررا به حالت جامد در می آورد. بدین ترتیب سطح مقطع چاپ شده با دقت بالائی سخت می گردد وسپس یک سیستم بالا بر عمودی,لایه شکل گرفته جدید را پایین می آورد به طوری که به ضخامت یک لایه پایین ترازسطح رزین قراربگیرد سطوح مقطع هر کدام به صورت مسلسل وار تولید شده و به لایه پایین ترازخود می چسبد وجسم لایه به لایه تولید می شود لذا دراین روش شکل قطعه از پایین به بالا ساخته می شود. پس ازاینکه آخرین لابه ساخته شد, قطعه از دستگاهSLA برداشته می شود و برای کامل شدن فرآیند پلیمریزاسیون, تحت نور ماوراء بنفش (UV )با شدت بالا قرارمی گیرد. وسپس مراحل کار روی قطعه به وسیله روش هایی مانند سمباده زدن,ماسه زنی, نقاشی یا رنگ زنی پرداخت انجام خواهند شد.

همانطور که مشاهده می شود اولین قدم طراحی و آماده سازی مدل توپرقطعه (Solid Model )با استفاده از یک نرم افزار CADمی باشد. البته مدل مورد نیاز می توانه در بعضی موارد مدل سطح هم باشد, اما به دلیل نیاز قطعات پیچیده به مختصات دقیق سه بعدی ,مدل توپر ترجیح داده می شود . چون برای سیستم SLAباید مفاهیم و اضحی از مرزها وسطوح جسم ارائه گردد بنابراین مدل باید داخل, خارج, و مرزهای جسم را مشخص نماید واضح است که هر چه دقت ساخت مدل کامپیوتری بالاترباشدSLA نمونه ای با دقت ترارائه خواهد داد.دراین راستا نرم افزارهای زیادی ساخت و طراحی مدل های توپرراانجام می دهند.همانطور که می دانیم درسیستمCADسطوح منحنی به وسیله تعداد زیادی ازچند ضلعی ها ویا پخ ها جهت کاهش زمان تقریب زده می شوند و هرچه تعداد چند ضلعی ها زیاد ترباشد سطح تقریبا صاف ترخواهد بود ولی زمان ساخت آن افزایش می یابد. در این مرحله,با تهیه مدل رایانه ای , اطلاعات موجودبه داده هایی از مقاطع منفرد,تفکیک کی گردد با استفاده ازهمین داده ها در تکنیک نمونه سازی سریع مدل به صورت لایه لایه ساخته می شود از طرفی داده های فوق را می توان از هر نوع نرم افزارCADاستخراج نمود ( از جمله نرم افزارهایCADمی توان...,SOLDWORKS.CATIAاشاره کرد)این مدل کامپیوتری معمولا به یکی از فرمت هایIGES ,VDAFS , STLتهیه می شود . این داده ها به تنها برای نمونه سازی سریع وقالب سازی سریع به کار می رود بلکه درساخت قالب وابزارنهایی برای تولید نیزقابل استفاده هستند.

دراین مرحله به کمک مدل کامپیوتری, اطلاعات هندسی به داده هایی ازمقاطع یالایه های منفرد,تفکیک می گردد با استفاده از همین داده ها جسم به صورت لایه لایه های به ترتیب روی هم قرارگرفته ساخته می شوند.داده های فوق را می توان از هر نوع نرم افزارCADاستخراج نمود تنها با این فرض که برای انتقال داده های مقاطع استفاده شود. معمولا یک فایلCADباید جهت تبدیل به فرمت SLAاز مترجمCADبهRPMعبور داده شود.این مرحله موجبات وارد شدن داده هایCADرا به ماشینSLA به شکل یک فایل با فرمتSTLفراهم می سازد که این فایل به عنوان یک فایل استاندارد برای نمونه سازی سریع معرفی شده است.در نتیجه این عمل سطوح مرزی جسم به صورت مثلث های نازک بسیار زیادی درمی آید. البته پسوندSTLمی تواند درمیان تبدیل های(Interface )مختلف متفاوت باشد.

قدم بعدی به وجود آوردن تکیه گاه ها در یک فایلCADبه طورجداگانه می باشد. طراحان ممکن است این کار مهم را به طورمستقیم یا با استفاده از نرم افزار های مخصوص مانندBridgeworkانجام دهند. به چهار دلیل در یک فرآیند نمونه سازی سریع از تکیه گاه استفاده می شود.
1-به منظورحصول اطمینان از اینکه پرده تسطیح کننده رزین مایع به پایه ای که در حال ساخته شدن روی آن است به خصوص در مراحل اولیه شروع ساخت قطعه, برخورد ننماید.
2-به منظور حصول اطمینان از اینکه هر لرزش کوچکی در سکو و دستگاه ,مشکلاتی را ضمن ساختن قطعه به وجود نخواهد آورد.
3-به منظور مهیا ساختن روش ساده ای جهت برداشتن قطعه کاری از روی سکو بعد از اتمام کار. قبل از اتمام این مرحله قطعه و تکیه گاه ها نسبت به یکدیگرتنظیم می شوند به طوری که قطعه کاملا در یک چهارم مثبت سیستم مختصاتیz ,y ,xازفضایCADقراربگیرد.
4- به منظور حفظ تعادل قطعات پیچیده ای که در حین ساخت, احتمال افتادن آنها از سکو وجود دارد.

در این مرحله, قطعه و تکیه گاه باید در مقطع متعدد برش داده شوند.قطعه توسط کامپیوتر به یک سری لایه های موازی افقی مانند طبقات یک ساختمان بلند مقطع زده می شود. به طوری خلاصه اینکه قطعه از پایین به بالا به چندین مقطع قاچ می شود. همچنین در این مرحله کلفتی لایه ها,روش ساخت مورد نظر, فواصل بین هاشورها , عمیق پخته شدن, مقدار جبران پهنای خط و فاکتور جبران انقیاض(shrinkage ) وجبران قطر اشعه لیزر توسط طراح انتخاب می گردند.

در این مرحله چندین قطعه و تکیه گاه هایشان نیز که یک فایل جداگانه دارند در صورتی که بخواهند به طور همزمان ساخته شوند ترکیب شده وتشکیل یک فایل واحد را می دهند. بدین ترتیب بعد ازمدل نمودن چند قطعه, با توجه به حجم آنها و ظرفیت جایگاه ساخت دستگاه استریولیتوگرافی و استفاده از توان کامل دستگاه می توان چند قطعه را به طور همزمان و در روی یک سکو ساخت.

در مرحله آماده سازی و تنظیم دستگاه , پارامترهای عملیاتی متعددی مانند دفعاتی که پرده تسطیح کننده سطح پلیمرباید درهرلایه سطح مورد نظر را جاروب کند,پریود جاروب کردن سطح مایع پلیمر , مدت توقف محورZ وامثالهم انتخاب می شوند.بعد از این مورد , فایل SLI . از روی فایلSTLایجاد می گردد و ترکیب آنها فایل های چهار تایی داده هاراتشکیل می دهد. این فایل ها دارای پسوندهای(Rpm ,V .,R .L ) هستند. این چهار فایل, اصلی ترین فایل ها برای عملیات نمونه سازی سریع قطعه مورد نظر می باشند.

مرحله ساخت هنگامی است که در داخل محفظه دستگاهSLAعمل پلیمریزاسیون رزین آغاز شده و یک قطعه سه ( 3D-Prototype ) ساخته می شود. در این مرحله با کنترل همزمان ارتفاع سطح رزین وآینه های انعکاس دهنده لیزرمطابق سطح مقطع قاچ مورد نظر,لایه مر بوطه سخت خواهد شد.

سکو، با قطعه ای که هنوز به آن چسبیده است, اکنون می تواند از روی دستگاه SLAبرداشته شود. برای جلوگیری از تماس رزین با دست,معمولا از دستکش های لاستیکی استفاده می شود. بعد از بیرون آوردن قطعه ازدرون پاتیل پلیمر مایع,پایه از قطعه جدا می شود و قطعه درون دستگاه حلال رزین قرارمی گیرد. در نتیجه قطعه از رزین اضافی تمیز گردیده و همچنین جهت زدوده شدن حلال تمیز کننده قطعه از داخل پاتیل با توجه به مشخصات رزین فرق می کند. در این مرحله ار ابزارهای پزشکی(چاقوهای لب تیز,قیچی و...)استفاده می شود.

تا اینجا قطعه به صورت جزئی پلیمریزه شده و هنوز خام است و حالت خیس دارد. بیشتر استحکام یک قطعه SLAبه زمان نوردهی خوب به وسیله لیزر بستگی دارد. اما جهت کامل شدن فرآیند پلیمریزاسیون و بهبود استحکام مکانیکی نمونه, قطعات باید پخته شوند. عمل پخت توسط تشعشع پیوسته ماوراء بنفش دریک دستگاه خاص(PCA )انجام می شود.

بسته به کاربرد مورد نظر, سطوح مختلفی از پرداخت نهائی قطعه ممکن است نیاز باشد. برای تجسم فکری و ارزیابی ومدل سازی,تنها جدا کردن تکیه گاه ها کافی است. برای بهینه کردن و تکرارپذیری ومونتاﮋ,روی مدل باید پرداخت سطح بهتری صورت گیرد وبرای این کار روش هایی مانند سمباده زنی دستی و پرداخت با پاشش سریع خورده شیشه ویاترکیبی از این دو مناسب هستند. در قطعاتی که به عنوان نمونه های تست اصلی استفاده می شوند عملیاتی مانند پولیش کردن, نقاشی کردن,روکش کردن با پاشش فلزبه کار گرفته می شوند. به علاوه برخی رزین هایی که اخیرابه بازار آمده است تحمل چندین عملیات ماشین کاری و پرداخت از قبیل سوراخ کاری,برقوزنی,فرزکاری,...رادارا بوده ولی کلا بسته به کاربرد نمونه تولید شده انتخاب می گردند.
در شکل 1 نمونه ای از سیستم دستگاه ودر شکل های 2و3نمونه ای از قطعات تولیدی باSLA  نشان داده شده است.


روش های نمونه سازی سریع - SLA
روش های نمونه سازی سریع - SLA

روش های نمونه سازی سریع - SLA
منبع:www.iranmold.com

نظرات() 
hallowedquiet4190.snack.ws
جمعه 13 مرداد 1396 01:59 ب.ظ
Ahaa, its pleasant discussion concerning this post here at this
weblog, I have read all that, so now me also commenting here.
voraciouscongre64.soup.io
شنبه 7 مرداد 1396 07:48 ب.ظ
Wow, this post is good, my sister is analyzing these things, thus I am going to
let know her.
Stormy
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 11:17 ق.ظ
Hmm is anyone else experiencing problems with
the images on this blog loading? I'm trying to determine if
its a problem on my end or if it's the blog.

Any feed-back would be greatly appreciated.
بهرام
سه شنبه 3 آذر 1388 12:27 ب.ظ
سلام خسته نباشین:اگه اگه لطف کنین ما رو بانام (صنعت گران جوان ایران) لینک کنید. و به ماخبر دهید ممنون میشیم
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
  • ابر برچسبها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :