ضخامت لایه در پرینت سه بعدی

تمامی تکنولوژی های پرینت سه بعدی قطعه را به شیوه لایه به لایه به وجود می آورد. به خاطر طبیعت ساخت افزودنی همانطور که تعداد پیکسل ها در یک تصویر نشان دهنده کیفیت آن است، ضخامت (Layer Height) هر یک از این لایه ها در پرینت سه بعدی کیفیت قطعه را تعیین می سازد.

کیفیت سطح قطعه و نرمی سطوح تولید شده بستگی به ضخامت لایه دارد. با کاهش ضخامت لایه، کیفیت سطح بالا تر می رود و سطوح نرم‌ تری تولید می‌ شوند. اما این مورد، افزایش زمان ساخت و هزینه نیز به همراه دارد.

قبل از سفارش دادن پرینتی که در ذهن دارید، توصیه می شود که طراح سه بعدی از میان جنبه زیبایی (سطح نرم‌ تر) و زمان (همراه با هزینه) یکی را به عنوان اولویت کار خود انتخاب کند.

تاثیر ضخامت لایه در پرینت سه بعدی

در این بخش از مقاله تاثیر ضخامت لایه در پرینت سه بعدی، به فواید و محدودیت‌ های استفاده از ضخامت لایه‌ های مختلف در پرینت سه بعدی می‌ پردازیم:

سه قطعه FDM که با ضخامت لایه‌ های ۵۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ میکرون ساخته شده‌اند (از چپ به راست) و لایه‌ های قطعاتی که با پرینتر سه بعدی ساخته می‌ شوند، قابل مشاهده‌ اند.

جدول پایین به طور خلاصه ضخامت لایه معمول ( یا استاندارد) را برای پرینتر های سه بعدی موجود در بازار نشان می دهد:

جهت مطالعه راهنمای جامع خرید پرینتر سه بعدی کلیک کنید.

قبل از انتخاب یک ضخامت لایه، پرسش های زیر را از خود بپرسید:

هندسه قطعه

آیا مدل سه بعدی شما دارای سطوح منحنی یا حفره ها است؟

کاربرد و موارد استفاده

اولویت طرح شما کاربرد آن است یا زیبایی و دقت ظاهری؟

پرداخت و پست پروسس

آیا قطعه بعد از پرینت سه بعدی پرداخت و پست پروسس می گردد؟

در ادامه این بخش به بررسی موارد گفته شده می پردازیم.

تاثیر زاویه ها و انحناها

به دلیل لایه لایه انجام شدن پرینت سه بعدی، تاثیر ضخامت لایه روی انحنا ها و زوایا از دیواره های عمودی بیشتر دیده خواهد شد. به بیانی دیگر، برای پرینت یک حفره در محور افقی، نرم افزار پرینتر سه بعدی می بایست حفره دایره ای را به چند لایه تقسیم کند. سپس این لایه ها را روی یک دیگر قرار دهد. این مسئله وجب ایجاد لبه های پلکانی در محصول می شود. این عمل، تاثیر پلکانی نام دارد و به هر انداره که میزان انحنای یک سطح بیشتر بود، این پدیده بیشتر در قطعه دیده خواهد شد.

در صورتی که یک مدل سه بعدی دارای انحنا، زاویه یا حفره داشته باشد انتخاب ضخامت لایه پایین تر باعث ساخت یک قطعه دقیق تر می شود. پدیده پلکانی پرینت سه بعدی در قسمت هایی که انحنای بالاتری دارند بیشتر مشاهده می شود.

کاربرد یا ویژگی های ظاهری

ضخامت لایه در پرینت سه بعدی تاثیر مستقیمی بر روی کیفیت و نرمی سطوح عمودی قطعه دارد. اگر اولویت اصلی شما ظاهر قطعه است، انتخاب لایه های نازکتر منجر به بهبود نرمی و دقت سطوح می‌شود.

در عوض، استفاده از لایه های ضخیمتر در پرینت سه بعدی قطعات کاربردی، هزینه و زمان تولید را کاهش داده و عملکرد مکانیکی و مقاومت قطعه را بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال، یک قطعه FDM با استفاده از ماده PLA و لایه های ۳۰۰ میکرون ساخته شده، تقریباً ۲۰٪ قوی‌تر از یک قطعه با لایه های ۱۰۰ میکرون خواهد بود.

پدیده پلکانی

پولیش، پرداخت و پست پروسس

این که قطعه های شما بعد از پرینت سه بعدی، به پرداخت و پست پروسس نیاز دارند یا نه، در زمان تصمیم گیری برای ضخامت لایه از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد. در صورتی که قطعه قرار است تحت پولیش و پرداخت قرار گیرد، با استون نرم گشته و یا رنگ شود، شاید انتخاب ضخامت لایه پایین توجیه زیادی نداشته باشد.

• برای قطعه هایی که سطوح منحنی دارند یا زیبایی و دقت ظاهری آن ها در اولویت می باشد، ضخامت لایه های پایین تر انتخاب نمائید.
• اگر کاربرد شما نمونه سازی سریع می باشد، ضخامت لایه بالا سریع تر و ارزان تر بوده و خواص مکانیکی آن بهینه تر می باشد.
• برای قطعه هایی که قرار است پست پروسس و پرداخت شوند ضخامت لایه اهمیت زیادی ندارد.

بهینه سازی سرعت پرینت

یکی از علت های اصلی تغییر ضخامت لایه در پرینت سه بعدی، افزایش سرعت پرینت است. ضخامت لایه بیشتر باعث می‌شود دستگاه پرینتر نیازی به چاپ لایه‌ های بیشتری تا ارتفاع مشخصی نداشته باشد، به این ترتیب سرعت چاپ افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، فرض کنید ارتفاع یک مدل 30 میلی‌متر است، اگر با ضخامت لایه 300 میکرون این مدل را پرینت کنیم، به 100 لایه نیاز خواهیم داشت. اما اگر با ضخامت لایه 200 میکرون پرینت کنیم، به 150 لایه نیازمند خواهیم بود. بنابراین، پرینت با ضخامت لایه 300 میکرون نیاز کمتری به زمان می‌برد.

به طور کلی، افزایش ارتفاع لایه منجر به کاهش وضوح و کیفیت چاپ می‌شود. بنابراین، افزایش ضخامت لایه برای چاپ‌های بزرگ مناسب‌تر است که جزئیات نزدیک را نادیده بگیرند یا پس از چاپ مورد پرداخت قرار گیرند.