نسل پنجم پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی اف دی ام ماشین های هوشمند سی زان بعنوان جدیدترین محصولات شرکت (در زمان نگارش این مطلب)، دارای امکانات و پیشرفت هایی بیشتری در مقایسه با نسل چهارم پرینترهای سه بعدی سی زان است که در این مطلب به بررسی آنها می پردازیم.

نسل پنجم پرینترهای سه بعدی سی زان در سال ۱۳۹۹ مراحل طراحی و تست خود را طی نموده و در سال ۱۴۰۰ در سبد فروش قرار گرفت. سال ۱۳۹۹ که سالی همراه با تلاطم شدید قیمتها بدلیل نوسانات نرخ ارز و نیز بروز پدیده های ناگوار اقتصادی مانند سفته بازی در بورس و بازارهای غیرمولد اقتصادی همچون سکه و دلار بود باعث شد تا امر تولید از هر زمان دیگری سخت تر شود. فراموش نکنیم که پرینتر سه بعدی یک کالای سرمایه ای برای توسعه کسب و کار است و در زمان تلاطم بازار، به سرعت از گزینه های فعالین کسب و کاری حذف می شود و خرید آن به ثبات بازار و قیمتها موکول می گردد.

در طراحی دستگاههای نسل پنج، ضمن توجه به بازخوردهای گرفته شده از مشتریان نسل چهارم پرینترهای سه بعدی سی زان، بازار جهانی و واقعیت های بازار ایران در زمینه صنعت چاپ سه بعدی بررسی شده و به دلیل بروز دو پدیده تصمیم بر تمرکز بر بخش خاصی از بازار گرفته شده است. اولین پدیده؛ معرفی دستگاههای ارزان قیمت و دارای امکانات خوب برای بخش رومیزی و فردمحور دستگاههای چاپ سه بعدی از سوی برندهای چینی مانند شرکت کریالینی است. این امر باعث شده که تولید دستگاه مشابه بلحاظ قیمت و امکانات دارای صرفه اقتصادی نبوده و لذا امکان رقابت با سختی همراه باشد. جهت مواجهه با این رخداد؛ گرید رومیزی نسل پنجم پرینترهای سه بعدی اف دی ام سی زان طراحی شد که در زمان نوشتن این مطلب دارای دو مدل با عنوان سی زان پنج اکو و سی زان پنج اکو اکستند می باشد. واقعیت دوم؛ اعتمادسازی صورت گرفته طی سالهای اخیر به دستگاههای پرینتر سه بعدی و کاربردی بودن آن برای مصارف صنعتی در زمینه های مختلف است. وجود فعالین مختلف و نیز برندهای گوناگون (عمدتاً ایرانی) در بازار ایران باعث شد تا فعالین صنعت، که در ابتدا با دیده تردید به پرینتر سه بعدی نگریسته و آنرا دستگاهی با کاربردهای غیر جدی برای صنایع می پنداشتند، به مرور با کارکردهای مختلف آن آشنا شده و حاضر به پذیرش آن برای استفاده در حرفه و صنعت خود شوند. اعتماد صنعتگران ایرانی به پرینتر سه بعدی از یکسو و نیاز به قطعات با سایز بزرگ برای مصارف صنعتی موجب شد تا فقدان دستگاههای گرید صنعتی پرینت سه بعدی در بازار ایران به چشم آمده و از این رو در طراحی گرید صنعتی نسل پنجم پرینترهای سه بعدی اف دی ام سی زان رویکرد دستگاههای صنعتی پرینتر سه بعدی با سایز کاری بزرگ مدنظر قرار گیرد. گرید صنعتی نسل پنج دارای سه مدل سی زان پنج اکسپرت و سی زان پنج پرو و سی زان پنج پرو پلاس است. بزرگترین ویژگی موردنظر در سری پنج، کاربرد صنعتی آن با سایز کاری بزرگ می باشد (برای اطلاعات بیشتر، مقاله ای با عنوان پرینتر سه بعدی اف دی ام صنعتی را مطالعه فرمایید).

در ادامه تغییرات گرید صنعتی سری پنج در مقایسه با سری چهار را ملاحظه می فرمایید:

• بدنه

بدنه دستگاههای نسل چهار از ورق های کامپوزیت آلومینیوم ساخته شده بود. 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 بود. اما در زمینه ساخت و مونتاژ آن مشکلاتی وجود داشت. در نسل پنجم جنس بدنه دستگاه از جنس ورقهای آهنی است. هرچند وزن بدنه فلزی در مقایسه با ورق های کامپوزیت آلومینیوم  بالاتر است اما رویکرد صنعتی در نسل پنجم توجیه کننده این اضافه وزن می باشد. همچنین یکی دیگر از مشکلات بدنه های فلزی، از دست دادنِ دقتِ ساختِ زوایا در روند خمکاری و جوشکاری آن است که این مشکل هم با استفاده از یک فریم پروفیل مهندسی جبران شده تا هیچگونه خطای ساختی نیز وجود نداشته باشد.

• محفظه بسته چاپ

در دستگاههای نسل پنجم، برخلاف نسل چهارم، محفظه چاپ، بسته است. تمرکز نسل پنجم بر روی دستگاههای گرید صنعتی بوده و یکی از الزامات چاپ سه بعدی در گرید صنعتی، قابلیت استفاده از متریال های صنعتی و مهندسی توسط دستگاه است. اغلب متریال های چاپ سه بعدی برای عملکرد صحیح نیازمند محفظه بسته چاپ و نیز بهره مندی از گرمکن صفحه قوی می باشند. دستگاههای نسل پنج همانند نسل چهار از گرمکن های صفحه سیلیکونی استفاده می کنند که ضمن تولید گرمای سریع و پایدار در حین چاپ، دارای آمپرکشی کمتری هم می باشند.

• میز کار

میز کار دستگاههای نسل چهار از جنس ورق آلومینیوم ۳ میلیمتر به همراه مهره آنتی بک لَش (Anti Backlash) بود. علیرغم تمهیدات اندیشیده شده برای این نوع میز کار، مواردی از بروز مشکل در میز کار دستگاه (ناشی از بروز مشکل در سنسور تشخیص سطح و برخورد نازل با میز کار و خارج شدن میز از حالت تعادل) گزارش شده بود. لذا در نسل پنجم تصمیم گرفتیم تا میز کار دستگاه را به طرز اساسی بازطراحی کرده و ساختار آنرا تغییر دهیم.

میز کار دستگاههای نسل پنج از جنس آلومینیوم مهندسی با ضخامت ۱۰ میلی متر و بدون هرگونه تاب و اعوجاج است. همچنین به منظور جلوگیری از هرگونه لرزش در حین چاپ، از مکانیزمی خاص برای مهار میز استفاده شده که در ادامه با آن آشنا می شوید.

• محور عمودی (Z)

دستگاههای نسل چهار در محور عمودی یا Z از یک لیداسکرو به همراه دو شفت-بلبرینگ بهره می بردند که توسط کوپلینگ های عادی به موتور متصل شده بود. این در حالیست که دستگاههای نسل پنج مجهز به دو بال اسکرو در طرفین هستند که توسط چهار شفت-بلبرینگ (در چهار گوشه میز کار) به منظور مهار کامل میز همراهی می شود. این مکانیزم باعث می شود تا از هرگونه لرزش در حین عملیات چاپ جلوگیری شود.

• سنسور تنظیم خودکار میز کار

در دستگاههای خانواده نسل پنج برای تنظیم خودکار میز کار، از سنسور تاچ (تماسی) نسخه جدید استفاده می شود. این نسخه از سنسور تشخیص سطح دارای پراب (Prob) کوتاهتر و طراحی بهتر است و مشکلات سنسور قبلی در برخورد با قطعه و کنده شدن پراب را ندارد. همچنین جنس پراب از فلز به پلاستیک تغییر کرده تا امکان خرید یدکی و تعمیر سنسور وجود داشته باشد. شایان ذکر است که در دستگاههای نسل چهار ابتدا از سنسور تماسی قدیمی و در ادامه از سنسورهای القایی استفاده میشد که هر کدام دارای مشکلات خاص خود بودند.

پیچ های تنظیم دستی میز کار کماکان در نسل پنج حفظ شده و کاربران حرفه ای می توانند علاوه بر تنظیم خودکار از تنظیم دستی هم استفاده کنند.

• سیستم حرکتی محورهای X و Y

دستگاههای سری پنجم از مکانیزم غلتک (با روکش ضد سایش POM) و شیار پروفیل آلومینیومی وی اسلت (Aluminium V-Slot Profile) برای محورهای X و Y بهره می برند. این مکانیزم دارای حرکتی بسیار روان می باشد که تاثیر بسزایی در کاهش استهلاک دستگاه و نیز صافی سطح قطعه دارد. این در حالیست که دستگاههای سری چهار از مکانیزم ریل و واگن برای محور X و شفت و بلبرینگ برای محور Y بهره می بردند. مکانیزم حرکتی واگن برای داشتن بهترین حالت حرکت از حیث روان بودن) نیازمند یک فشار اولیه به نام Pre Load است که در دستگاههای پرینتر سه بعدی وجود ندارد.

• اکسترودر دایرکت

اکسترودر استفاده شده در پرینترهای نسل پنجم سی زان همانند نسل چهارم از نوع دو چرخ دنده (Dual Gear) هستند. این نوع اکسترودر دارای قدرت زیاد و اطمینان عملکرد بالا هستند. اکسترودرهای نسل پنج دارای مکانیزم دایرکت (Direct Drive) هستند درحالیکه در نسل چهارم از مکانیزم باودن (Bowden Drive) استفاده میشد (تفاوت اکسترودرهای دایرکت و باودن). همچنین اکسترودرهای نسل چهارم توسط خود شرکت و با برونسپاری عملیات تراشکاری ساخته میشد که این امر بدلیل در دسترس نبودن قطعه مذکور در بازار بود. اما اکسترودرهای نسل پنج بصورت آماده از بازار تهیه می شود که بصورت قطعه قالب ریزی شده بوده و دارای دقت ساخت بالاتری است.

• صفحه پرینت دوگانه

یکی از ویژگی های جالب توجه در نسل چهار، استفاده از صفحه های فلزی منعطف بعنوان صفحه پرینت می باشد. صفحه های مذکور علاوه بر ضخامت بسیار کم و سطح صیقلی، بواسطه خاصیت انعطاف پذیری شان، 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. در نسل پنج هم این صفحات حفظ شده و کاربران می توانند از ویژگی های جالب آن استفاده کنند. علاوه بر صفحه منعطف مگنتی، امکان استفاده از صفحه پرینت شیشه ای نیز در نسل پنج ممکن است. با این توضیح، کاربران در نسل پنج می توانند از دو گزینه برای انتخاب بعنوان صفحه پرینت بهره ببرند.

• بخش الکترونیکی

بورد کنترلر دستگاههای نسل چهار از نوع MKS Gen 1.4 بود که در زمان خود یکی از بهترین گزینه های موجود در بازار بود. با این حال گزارش برخی مشکلات در این بوردها باعث شد تا در نسل پنج از گزینه بهتری استفاده شود. بورد دوئت (Duet Board) در حال حاضر یکی از بهترین و قویترین بوردهای کنترلر برای پرینترهای سه بعدی می باشد. این کنترلر قدرتمند دارای درایورهای موتور مستقیم بر روی خود بورد بوده و خروجی های متنوعی را به کاربر ارائه می کند. همچنین به دلیل وجود حافظه داخلی و نیز بهره مندی از کارت حافظه بر روی آن، فایل موردنظر کاربر دستگاه برای چاپ، ابتدا بر روی بورد ذخیره می شود و لذا در حین چاپ امکان بروز خطا (مانند اشکال در خواندن اطلاعات از روی فلش مموری یا کارت حافظه) به حداقل می رسد.

تغییر عمده دیگر در بخش الکترونیک دستگاههای نسل پنجم (در مقایسه با نسل چهارم)؛ متمرکز شدن آن در یک تابلو برق مستقل در بخش زیرین دستگاه است. این ویژگی باعث می شود تا در صورت بروز مشکل در این قسمت و نیاز بودن به خدمات پس از فروش، کاربر مجبور به ارسال کل دستگاه به شرکت نبوده و صرفاً با جدا کردن تابلو برق می تواند آنرا به تنهایی ارسال نماید.

• رابط کاربری و صفحه نمایش

صفحه نمایش دستگاههای نسل پنج همانند نسل چهار از نوع تاچ اسکرین است که البته نرم افزار گرافیکی شان با یکدیگر متفاوت است. جزئیات و امکانات بیشتری در رابط کاربری نسل پنج وجود دارد که به کاربر امکان اعمال جزئیات بیشتری را می دهد. تفاوت عمده دیگر این رابط نرم افزاری، وجود یک وب پنل (Web Panel) در نسل پنجم است که کاربر را قادر می سازد علاوه بر خود دستگاه، از مرورگر رایانه یا موبایل خود هم اقدام به کنترل و ارسال پارامترهای چاپ نماید. همچنین امکان ارتباط از طریق بستر اینترنت و مشاهده روند چاپ نیز در رابط کاربری نسل پنج وجود دارد.

• ارتباطات

در نسل چهار علاوه بر امکان اتصال مستقیم دستگاه به کامپیوتر (با کابل)، امکان استفاده از فلش مموری و کارت حافظه هم ممکن بود. این در حالیست که در نسل پنج تنها از طریق Wifi و اتصال مستقیم دستگاه به کامپیوتر (با کابل) می توان با دستگاه ارتباط برقرار نمود. شاید در نگاه اول عدم امکان استفاده از فلش مموری یا کارت حافظه بعنوان یک محدودیت بنظر برسد اما می بایست دقت شود که مشکلاتی نظیر وجود بَد سکتور (Bad Sector) یا عدم پشتیبانی از فرمت فایل برخی فلش مموری ها یا نویز گرفتن آنها، دیگر در ارتباط Wifi وجود ندارد. شایان ذکر است که ارتباط Wifi در نسل پنجم در حین چاپ بصورت ارتباط زنده (Real Connect) نیست و در این روش، فایل در ابتدا بر روی حافظه داخلی بورد کنترلی دستگاه کپی شده و سپس دستگاه کار خود را آغاز می کند.

• فیلتر هپا (Hepa Filter)

تمرکز بر گرید صنعتی و امکان استفاده از انواع فیلامنتهای صنعتی و مهندسی باعث می شود تا در درازمدت مشکلات ناشی از تنفش بخارات سمّی برای کاربر دستگاه پیش بیاید. از این رو دستگاههای نسل پنج مجهز به فیلتر هپا مجهز شده اند تا به تصفیه هوای محفظه چاپ دستگاه کمک کنند (مقاله ای درباره فیلتر هپا در دانشنامه ویکی پدیا).