دلایل ایجاد خطوط افقی روی مدل پرینت شده
در این مقاله، به بررسی یکی از مشکلات معروف و آزار دهنده در پرینت های سه بعدی رزینی، یعنی خطوط افقی ناخواسته و قابل مشاهده،روی مدل های سه بعدی پرینت شده می‌پردازیم. این خطوط افقی ممکن است سطح پرینت شما را خراب کنند و نتیجه نهایی را تحت تأثیر قرار دهند. به‌طور کلی، این خطوط به دلیل ناهم ترازی یک لایه با لایه بعدی ایجاد می‌شوند. درک دلایل اصلی این ناهم ترازی و شناخت راه های کاهش احتمال وقوع آن ها می‌تواند به بهبود کیفیت پرینت های سه بعدی کمک کند. در این مقاله به تحلیل این دلایل می‌پردازیم و راه حل هایی برای کاهش هر یک از این اثرات ارائه می‌دهیم.
لطفاً توجه داشته باشید که در اینجا دربارهٔ خطوط لایه‌ای طبیعی که ممکن است در سطح تمام پرینت سه بعدی قابل مشاهده باشند صحبت نمی‌کنیم. این مقاله بر ناهم ترازی های تصادفی و معمولاً قابل مشاهده بین لایه ها تمرکز دارد.
در این مقاله می خواهیم به بررسی عمیق تر عوامل مؤثر و راه‌حل های عملی برای رفع این مشکل بپردازیم.
دلایل ایجاد خطوط
تغییرات ناگهانی در زمان تابش نور
یکی از عوامل اصلی در ایجاد خطوط سطحی در پرینت‌های رزینی، نوسان در زمان تابش نور در طول فرآیند چاپ است. تنظیم زمان تابش نور برای بخش‌های مختلف پرینت، مانند لایه‌ها، پایه و چسبندگی به صفحه ساخت و چسبندگی ساپورت ها به مدل، نقش مهمی در موفقیت چاپ دارند.
این تنظیمات متفاوت کمک می‌کنند تا هر بخش از پرینت به درستی شکل بگیرد و کیفیت مطلوبی داشته باشد.
با این حال، زمانی که تغییرات ناگهانی در زمان تابش نور برای لایه‌های مدل اعمال می‌شود، این تغییرات می‌توانند منجر به ظهور خطوط سطحی قابل توجهی شوند. این خطوط به دلیل ناهماهنگی که در لایه های متوالی به وجود می‌آورند می‌توانند ظاهر نهایی پرینت را تحت تأثیر قرار دهند. معمولا این اتفاق برای مدل هایی بیشتر می افتد که مستقیم به صفحه ساخت چسبیده باشند برای حل این مساله در نرم افزار می توانید تنظیمات انجام بدهید و مشخص کنید که زمان تابش نور طی چند لایه کم شود که بصورت ناگهانی این تغییر صورت نگیرد. و همینطور برای جلوگیری از ایجاد این خطوط سطحی، توصیه می‌شود از تغییر دادن زمان تابش نور لایه‌های مدل خودداری کنید، مگر اینکه این تغییرات کاملاً ضروری باشند. با حفظ یک زمان تابش ثابت و یکنواخت در طول پرینت، می‌توانید از ایجاد خطوط ناخواسته جلوگیری کرده و به یک سطح صاف و یکنواخت دست یابید.
تغییرات در سرعت‌های بالا رفتن
همان‌طور که تغییرات ناگهانی در زمان تابش نور می‌تواند خطوط افقی در پرینت‌های سه بعدی ایجاد کند، تغییرات در سرعت بالا رفتن صفحه ساخت نیز می‌تواند باعث بروز این مشکل شود. پرینت سه بعدی SLA به تغییرات ناگهانی در پارامترهای چاپ بسیار حساس است و نمی‌تواند این تغییرات را به خوبی تحمل کند.
هنگامی که سرعت بالا بردن تغییر می‌کند، تنش های مکانیکی متفاوتی به لایه‌ها وارد می‌شود که لایه‌های بعدی باید آن‌ها را تحمل کنند. این مسئله می‌تواند باعث کشیدگی و تغییر شکل های مختلفی نسبت به لایه های قبلی شود. به‌عبارت دیگر، تغییرات در سرعت بالا رفتن صفحه ساخت می‌تواند به ناهماهنگی در لایه‌ها منجر شود و خطوط افقی قابل مشاهده‌ای روی سطح پرینت ایجاد کند.
برای جلوگیری از این مشکل، توصیه می‌شود که سرعت های بالا بردن را در طول فرآیند پرینت تغییر ندهید، به خصوص بعد از اینکه لایه‌های اولیه وساپورت ها چاپ شده‌اند و فرآیند چاپ به لایه‌های مدل رسیده است. با حفظ یک سرعت ثابت و یکنواخت برای بالا رفتن ، می‌توانید از ایجاد تنش‌های مکانیکی ناهمگون و در نتیجه خطوط افقی ناخواسته جلوگیری کنید. این کار به شما کمک می‌کند تا سطح پرینت های سه بعدی صاف و بدون نقص باشد.
توقف‌ها و مکث‌های غیرمنتظره در فرآیند پرینت
توقف و مکث های غیرمنتظره در فرآیند پرینت سه بعدی می‌تواند به‌طور قابل توجهی احتمال ایجاد خطوط افقی و علامت‌های قابل مشاهده را افزایش دهد. این مسئله به دلیل خاصیت انقباض رزین است. هر گونه توقف در فرآیند پرینت، جریان طبیعی انقباض بخش‌های تکمیل شده مدل را مختل می‌کند و ممکن است باعث شود که بخش تکمیل شده بیش از حد منقبض شود و با لایه‌های بعدی مدل هماهنگ نشود.
انقباض رزین یک ویژگی ذاتی در پرینت سه‌بعدی رزینی است. وقتی که پرینت متوقف می‌شود، رزین در حال انقباض طبیعی خود است و این انقباض ممکن است باعث ایجاد ناهماهنگی بین لایه های مختلف شود. اگر پرینت دوباره از سر گرفته شود، لایه‌های جدید با بخش‌های قبلی که به طور کامل منقبض شده‌اند، تطابق نخواهند داشت و این می‌تواند خطوط افقی قابل مشاهده ای روی سطح پرینت ایجاد کند.
بنابراین، برای جلوگیری از ایجاد این خطوط و علامت های ناخواسته، توصیه می‌شود که فرآیند پرینت سه بعدی را تا حد امکان بدون توقف و مکث ادامه دهید. مگر اینکه قطع جریان پرینت کاملاً ضروری باشد، بهتر است که پرینت به صورت پیوسته انجام شود تا انقباض رزین به طور طبیعی و هماهنگ با تمامی لایه‌ها صورت گیرد و نتیجه نهایی یک پرینت صاف و یکنواخت باشد.
تغییرات در ساختار مدل
تغییرات ناگهانی در ساختار مدل، مانند انتقال از بخش توخالی به بخش جامد یا از ناحیه کوچک به ناحیه با مقطع بزرگ، می‌تواند باعث ایجاد خطوط افقی در سطح پرینت‌های سه‌بعدی شود. این تغییرات ناگهانی حجم میان لایه‌ها تأثیر زیادی بر توزیع رزین در هر لایه دارد. وقتی که حجم رزین به‌طور ناهمگن توزیع شود، انقباض رزین نیز به‌طور متغیر رخ می‌دهد و این می‌تواند منجر به ایجاد علامت‌ها و خطوط سطحی قابل مشاهده‌ای شود.
برای کاهش این مشکل، باید سعی کنید وقوع چنین تغییراتی را به حداقل برسانید. این شامل کاهش تعداد انتقال ها از ناحیه با مقطع کوچک به بزرگ یا از بخش توخالی به جامد می‌شود. یکی از راه های مؤثر برای کاهش این تغییرات، تنظیم صحیح قطعات در طول فرآیند پرینت سه‌بعدی است. با تنظیم دقیق قطعات و پرهیز از تغییرات ناگهانی در حجم، می‌توانید توزیع رزین را یکنواخت‌تر کنید و از ایجاد خطوط و علامت‌های سطحی ناخواسته جلوگیری کنید.
علاوه بر این، استفاده از تکنیک های خاصی مانند پرینت با زاویه‌های مختلف نیز می‌تواند به توزیع یکنواخت تر رزین کمک کند. با در نظر گرفتن این نکات و تنظیمات دقیق، می‌توانید سطحی صاف و بدون خطوط افقی در پرینت های سه بعدی خود داشته باشید.
ساپورت گذاری نا کافی
اگر قطعه ای که پرینت می‌کنید ساپورت های محکمی نداشته باشد، به راحتی در طول پرینت تغییر می‌کند. تغییرات کوچک در موقعیت قطعه منجر به خطوط افقی قابل مشاهده در سطح پرینت سه‌بعدی می‌شود. تغییرات موقعیت معمولاً به دلایل زیر رخ می‌دهد:
_ عدم وجود تکیه‌گاه‌ها مناسب
_ عدم کافی بودن زمان تابش
_ خاصیت مواد
یک پایه محکم و با ساپورت های مناسب به ثبات قطعه کمک می‌کند و تأثیرات منفی نیروهای مکانیکی جداشدن لایه‌ها را کاهش می‌دهد.توضیحات کامل تر در ویدیو گفته شده است.
اختلال در رزین موجود در مخزن رزین در طول تابش نور
حفظ رزین در مخزن به‌صورت بدون اختلال یک عامل کلیدی برای جلوگیری از ایجاد علامت‌های سطحی و خطوط افقی در پرینت‌های سه‌بعدی است. هرگونه اختلال در رزین می‌تواند یکنواختی آن را مختل کرده و باعث ایجاد مشکلات در ساختار لایه‌ها شود.
زمانی که رزین در مخزن تحت تابش نور قرار می‌گیرد، باید کاملاً یکنواخت و همگن باشد. اگر در طول فرآیند پرینت رزین را ترکیب یا رزین جدیدی به مخزن اضافه کنید، ممکن است یکنواختی رنگدانه‌ها در رزین به هم بخورد. این اختلال می‌تواند باعث تغییر در خواص مسدودکنندگی نور رنگدانه‌ها شود که در نتیجه منجر به ناهماهنگی در ساختار لایه‌ها می‌شود. این ناهماهنگی‌ها می‌توانند به شکل خطوط افقی و علامت‌های سطحی قابل مشاهده روی پرینت ظاهر شوند.
علاوه بر این، استفاده از فیلتر تصفیه هوا کوچک درون پرینتر رزینی که به‌طور مستقیم به مخزن رزین می‌دمد نیز می‌تواند باعث ایجاد این خطوط شود. برخی از تولیدکنندگان پرینترها فیلتر تصفیه را زیر درپوش پرینتر قرار می‌دهند و آن را به سمت مخزن رزین هدایت می‌کنند که این کار می‌تواند مشکلاتی در طول فرآیند پرینت ایجاد کند.
برای جلوگیری از این مشکلات، بهتر است جریان هوا از فیلتر را در طول پرینت متوقف کنید یا آن را به سمتی دیگر هدایت کنید تا از اختلال در رزین جلوگیری شود. با حفظ یکنواختی رزین در مخزن و جلوگیری از هرگونه اختلال در طول تابش نور، می‌توانید از ایجاد علامت‌های سطحی و خطوط افقی در پرینت‌های سه‌بعدی خود جلوگیری کنید و به یک سطح صاف و یکنواخت دست یابید.
دوام محور Z
محور Z ناپایدار و لرزان می‌تواند باعث ایجاد خطوط افقی دوره ای و مکرر در سطح قطعه شود. بررسی و تعویض میله رزوه‌دار محور Z و اطمینان از نصب صحیح آن می‌تواند به جلوگیری از این مشکل کمک کند. همچنین، تمیز و روان کاری منظم محور Z باعث حرکت روان و بدون لرزش آن می‌شود.
جداشدن لایه‌ها از FEP
بیشتر پرینتر های رزینی، به ویژه آن‌هایی که با سیستم پایین به بالا (Bottom-Up) عمل می‌کنند، لایه های پرینت شده در هر مرحله از پرینت باید از FEP جدا شوند. FEP ها به دلیل چسبندگی کم با رزین ها امکان جدا شدن ساده لایه ها را فراهم می کنند، اما ممکن است عدم جداشدن درست رزین خشک شده از فپ منجر به مشکلاتی شود.
برای جلوگیری از این مشکلات، باید به سلامت FEP دستگاه خود توجه کنید. لازم به ذکر است که فپ جز لوازم مصرفی پرینتر های سه بعدی رزینی به حساب می آید. همچنین، تنظیمات صحیح در پرینتر برای جدا کردن بهینه لایه‌های پرینت از سطح مخزن نیز از اهمیت بالایی برخوردارند. با این اقدامات، می‌توان از ایجاد مشکلات مربوط به جداشدن نامناسب لایه‌ها و به دنبال آن تغییر شکل‌ها و خطوط سطحی در پرینت‌های سه بعدی جلوگیری کرد و به نتایج بهتری دست یافت.
ته‌نشینی مواد
رنگدانه‌ها در رزین‌های پرینت سه بعدی به‌دلیل تفاوت در چگالی ته نشین می‌شوند. برای جلوگیری از این مشکل، از رزین هایی با رنگدانه های محلول استفاده کنید. همچنین، مطمئن شوید که رزین را به خوبی مخلوط کرده و رزین کاملا یک دست و یکنواخت شود و بعد داخل مخزن رزین ریخته شود.
پارامترهای چاپ نادرست و اشتباهات کلی
تنظیمات نادرست چاپ مانند زمان های تابش طولانی و سرعت‌های بالا رفتن. سریع می‌تواند باعث ایجاد خطوط افقی شود. استفاده از تنظیمات محافظه کارانه و کالیبراسیون دقیق قبل از شروع پروژه‌های پیچیده، به دستیابی به نتایج بهتر کمک می‌کند.
نتیجه‌گیری
با درک دلایل اصلی ایجاد خطوط افقی غیر منتظره در پرینت های سه بعدی رزینی و اعمال راه حل های پیشنهادی، می‌توان کیفیت پرینت ها را به‌طور چشمگیری بهبود بخشید. رعایت اصول پایه ای چاپ سه بعدی و تنظیمات مناسب می‌تواند به دستیابی به نتایج بی‌نقص و بدون نقص‌های سطحی کمک کند.
