جدیدترین پرینترهای سه بعدی با تکنولوزی اف دی ام ماشین های هوشمند سی زان (در زمان نگارش این مطلب)، نسل چهارم است. در این نوشته قصد داریم با مقایسه نسل سوم و چهارم پرینترهای سه بعدی سی زان، پیشرفت ها و امکانات ارتقا یافته نسل چهارم را به خوانندگان عزیز نشان دهیم.

نسل چهارم پرینترهای سه بعدی سی زان در سال ۱۳۹۷ طراحی و به بازار معرفی شد. سالی که تلاطم شدید قیمتها بدلیل نوسانات نرخ ارز به همراه مشکلات پیش آمده در ترخیص کالاها از گمرک؛ موجب بروز مشکلات بسیار برای تولیدکنندگان شد بنحوی که برخی از آنها مجبور به توقف یا تعطیلی دائم کسب و کار خود شدند.

در طراحی دستگاههای نسل چهار با توجه به بازخوردهای گرفته شده از مشتریان نسل سوم پرینترهای سه بعدی سی زان، سعی گردیده تا مشکلات نسل سوم برطرف شود. همچنین با بررسی امکانات دستگاههای مطرح دنیا، نسل چهار دارای امکاناتی چشمگیر است که برخی از آنها در بین پرینترهای سه بعدی ایرانی (و اغلب برندهای خارجی) برای نخستین بار عرضه می شود. نسل چهار دارای دو مدل سی زان چهار دسکتاپ و سی زان چهار آفیس است. بزرگترین ویژگی موردنظر در سری چهار، امکان کارکرد دستگاه در زمان طولانی با حفظ کیفیت و پایداری عمکلرد دستگاه و بهره مندی از امکانات پیشرفته برای راحتی بیشتر اپراتور دستگاه بوده است. در ادامه تغییرات سری چهار در مقایسه با سری سه را ملاحظه می فرمایید:

• بدنه

یکی از مشکلات نسل سوم، شکنندگی بدنه آنها بود. بدنه دستگاههای نسل سوم از جنس ورق های پلکسی گلاس بود و به همین دلیل در برابر ضربه، مخصوصاً در زمان ارسال دستگاه و حمل توسط سیستم های حمل بار مرسوم و بی دقت! کشور، دچار مشکل میشد. هرچند بسته بندی و استفاده مناسب از ضربه گیرها تا حد زیادی این مشکل را برطرف می کند اما تضمینی برای مصون ماندن دستگاه از آسیب دیدن در روند حمل و نقل نیست. بدنه دستگاههای نسل چهار از ورق های کامپوزیت آلومینیوم ساخته شده است. ورق های کامپوزیت آلومینیوم علاوه بر داشتن وزن کمتر، از استحکام بیشتری، در مقایسه با ورق های پلکسی گلاس، برخوردار بوده و مشکل شکنندگی به صورت کامل مرتفع شده است. شایان ذکر است که بدنه برخی برندهای پرینتر سه بعدی موجود در بازار از ورق های فلزی ساخته می شوند که این امر باعث بالا رفتن آزاردهنده وزن دستگاه، مخصوصاً برای مدلهای رومیزی، می شود.

• سیستم هیت بد (Heat Bed)

بالا رفتن قیمت ارز و مواد اولیه (فیلامنت) دستگاههای چاپ سه بعدی اف دی ام از یک سو و نیاز به استفاده از فیلامنت ABS در برخی پروژه های کاربردی از سوی دیگر موجب گردید تا توجه فعالین صنعت چاپ سه بعدی رومیزی به سمت استفاده از فیلامنت های ABS جلب شود. از آنجا که سیستم هیت بد اغلب دستگاههای پرینتر سه بعدی موجود در بازار از نوع فیبر مدار چاپی است، مشکلات این سیستم باعث عدم کارکرد راحت با این فیلامنت توسط کاربران می شود. از این رو در نسل چهارم با تمرکز بر این بخش مهم از دستگاه، طراحی جدیدی انجام و بخش هیت بد با تکنولوژی سیلیکونی، که جدیدترین نوع موجود در دنیاست، بازطراحی گردید.

در هیت بدهای سیلیکونی امکان افزایش دما تا ۱۵۰ درجه و با سرعت بسیار بالاتر (حدود ۲ الی ۳ دقیقه) وجود دارد. این اعداد برای هیت بدهای مدار چاپی؛ ۱۰۰ درجه طی مدت زمان ۱۵ دقیقه است. همچنین به واسطه مصرف کمتر آمپر، طول عمر بخش الکترونیکی دستگاه به حد چشمگیری افزایش می یابد. نوع تکنولوژی استفاده شده برای این نوع از هیت بد به نحوی است که گرما در تمامی نقاط به صورت یکنواخت توزیع می شود و از این منظر هم در مقایسه با هیت بدهای مدار چاپی برتری دارد.

• میز کار

در نسل چهار، میز کار دستگاه از جنس ورق آلومینیوم ۳ میلیمتر ساخته شده که این امر باعث کاهش وزن میز کار و در نتیجه حرکت بهتر و روان تر آن می شود. همچنین به واسط استفاده از مهره آنتی بک لَش (Anti Backlash) در این قسمت، میز کار به مرور زمان دچار افت زاویه و در نتیجه افزایش اصطکاک نمی شود.

• تنظیم خودکار میز کار

در دستگاههای خانواده سی ان سی، و از جمله چاپگرهای سه بعدی، همواره نیاز به تنظیم میز کار یا اصطلاحاً لول کردن میز کار Bed Leveling وجود دارد. این عملیات در دستگاههای نسل سه توسط کاربر دستگاه و از طریق پیچ های چهارگانه زیر میز کار انجام میشد. این عملیات که بصورت دستی انجام می شود خالی از خطا نبوده و کاربران برای انجام صحیح آن نیازمند کسب مهارت هستند که این امر برای کاربران تازه کار چالش برانگیز است. در نسل چهارم با کمک سنسور تشخیص سطح، عملیات تنظیم میز کار به صورت خودکار انجام شده و کمک شایانی به کاربران می کند. ذکر این نکته نیز خالی از لطف نیست که هر چه سایز میز کار و به تبع آن قطعه بیشتر باشد؛ تنظیم صحیح میز کار اهمیت بیشتری پیدا می کند. به بیان دیگر تنظیم خودکار میز کار در نسخه های با سایز کاری بزرگتر نسل چهارم اهمیت بیشتری دارد. البته پیچ های تنظیم دستی میز کار حذف نشده اند تا عاشقان لول دستی! بتوانند، علاوه بر تنظیم خودکار، در صورت تمایل از آنها هم استفاده کنند.

• محور عمودی (Z)

دستگاههای نسل چهار برای اتصال محور عمودی یا Z دستگاه به موتور آن، بجای کوپلینگ های منعطف (Flexible Coupling) از کوپلینگ های عادی استفاده می کنند. این امر باعث می شود تا دقت محور در برخی حالات افزایش یابد.

• لیمیت سوئیچ ها (Limit Switch)

سوئیچ لیمیت های محور Z دستگاههای نسل چهارم ان از نوع سنسورهای نوری هستند که دارای دقتی به مراتب بیشتر از سوئیچ های فشاری نسل سه می باشند. سوئیچ های فشاری با گذشت زمان امکان خرابی و عدم عملکرد و در نتیجه خراب شدن قطعه و آسیب رسیدن به دستگاه را دارند.

• هیت سینک (Heat Sink)

بخش هیت سینک اکسترودر دستگاههای نسل چهار با الگوبرداری از هیت سینک های باکیفیت اروپایی بازطراحی شده و بواسطه انجام بهتر عملیات خنک کنندگی، آسیب رسیدن به شلنگ تفلونی داخلِ مغزیِ پیچِ سوراخدارِ اکسترودر و یا گیر کردن فیلامنت در هد دستگاه به حداقل می رسد. این مشکل خصوصاً در زمان طولانی کارکرد دستگاه برای چاپ قطعات بزرگ و یا استفاده از فیلامنتهایی که نیازمند دمای بالاتر برای ذوب شدن هستند، خود را نشان می دهد. طراحی جدید این بخش، آزمایش های چاپ قطعه با زمان و دمای بالا را پاس کرده و به خوبی از عهده آن برآمده اند.

• بخش اکسترودر

بی اغراق می توان گفت اکسترودر یکی از مهمترین بخشهای پرینترهای سه بعدی است. وجود یک اسکترودر قوی و مطمئن می تواند جریان پایدار رساندن فیلامنت به بخش هات اند را تضمین کند. در نسل چهار از اکسترودرهای دو چرخ دنده، که جدیدترین نوع اکسترودر حال حاضر دنیاست، استفاده شده که قدرتی معادل شش برابر اکسترودر استفاده شده در نسل سوم دارد. علاوه بر قدرت، وجود دو چرخ دنده موجب می شود تا از سُر خوردن فیلامنت در سرعت های بالاتر جلوگیری شده و اصطلاحاً با مشکلی به نام جا ماندن اکسترودر روبرو نشویم.

• سنسور تشخیص اتمام فیلامنت

اغلب کاربران تجربه تلخ اتمام فیلامنت در حین کار را داشته اند. در این موارد در صورتیکه کاربر متوجه نشده و دستگاه را متوقف نکند، دستگاه بدون وجود فیلامنت در بخش هد دستگاه، به کار خود ادامه داده! و طرح در دست چاپ خراب می شود. در نسل چهار با تعبیه سنسور تشخیص اتمام فیلامنت، در صورتیکه فیلامنت تمام شود یا دچار شکستگی شود (بدلیل کیفیت کم فیلامنت)؛ دستگاه به صورت خودکار متوقف شده و با به صدا درآمدن سوت، کاربر را مطلع می کند. این امر مخصوصاً برای قطعه های بزرگ و دارای زمان طولانی چاپ بسیار مفید است.

• صفحه پرینت منعطف مگنتی

در پرینترهای سه بعدی صفحه ای با عنوان “صفحه پرینت” بر روی میز کار قرار می گیرد تا عملیات چاپ سه بعدی بر روی آن انجام شود. این صفحه می بایست از یکسو دارای سطحی صاف و صیقلی باشد و از سویی دیگر جنس آن قابلیت چسبیدن لایه های اولیه کار را داشته باشد. این امر برای قرارگیری منظم لایه ها بر روی هم ضروری است. ویژگی دیگر صفحه پرینت این است که در انتهای روند چاپ باید به راحتی از میز کار جدا شود تا کاربر بتواند قطعه را از سطح آن جدا کند. در نسل سه از صفحه های شیشه ای که توسط گیره به میز کار متصل شده بودند استفاده می شد. اما در نسل چهار از صفحه های فلزی منعطف استفاده می شود. این صفحه علاوه بر ضخامت بسیار کم و سطح صیقلی، بواسطه خاصیت انعطاف پذیری اش، امکان جداسازی راحت قطعه چاپ شده بوسیله تاباندن یا خم و راست کردن صفحه را به کاربر می دهد. نحوه اتصال این صفحه به میز کار هم استفاده از مگنت های مخصوص است. به این ترتیب کاربر از دست گیره و مشکلات آن در حین کار با دستگاه راحت می شود.

• بخش الکترونیکی

بخش الکترونیکی دستگاههای نسل چهارم شاهد تغییرات گسترده ای بوده اند. بورد دستگاههای نسل چهار تغییر کرده و علاوه بر کیفیت بالاتر، دارای امکانات بیشتری نیز هستند. همچنین درایورهای موتور استفاده شده در نسل چهار از نوع سایلنت است که کیفیت بیشتری در مقایسه با نسل سه دارد و ضمن افزایش عمر موتورها، صدای آنها در زمان کار نیز به طرز محسوسی کاهش یافته است. این امر خصوصاً برای استفاده از دستگاه در زمان های طولانی یک مزیت به حساب می آید. استفاده از فن های بهتر و نیز اصلاح بخش خنک کننده بورد دستگاه نیز موجب افزایش عمر بخش الکترونیکی و کاهش خرابی دستگاه گردیده است.

• رابط کاربری و صفحه نمایش

صفحه نمایش دستگاههای نسل چهار از نوع تاچ اسکرین است که این ویژگی به همراه نرم افزار گرافیکی و زیبای آن، کار کردن اپراتور با دستگاه را، در مقایسه با صفحه نمایش های کاراکتری و تک رنگ نسل سوم، لذت بخش تر می کند.

• ارتباطات

در دستگاههای نسل سوم؛ کاربر می توانست ضمن ارتباط مستقیم دستگاه با کامپیوتر (رابط USB)، از اتصال بی سیم به روش بلوتوث و نیز کارت حافظه (SD Card) بهره بگیرد. در نسل چهار بدلیل استفاده از بخش الکترونیک پیشرفته تر، علاوه بر امکان اتصال مستقیم دستگاه به کامپیوتر، امکان استفاده از فلش مموری و ارتباط بی سیم Wifi هم ممکن است. کارت های حافظه به مرور زمان دچار مشکلاتی چون بَد سکتور و خرابی اسلت کارت حافظه می شدند که همگی اینها با وجود فلش مموری رفع می شود.